CN117194600A - 一种面向业务的地理实体组装方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向业务的地理实体组装方法及系统。预先构建实体构建规则库和面向业务的实体组装方案库，所述实体构建规则库用于存储地理实体构建规则，所述地理实体构建规则用于规定多个要素构成一个实体需满足的条件，所述实体组装方案库用于存储地理实体组装方案；所述方法包括以下步骤：获取业务相关基础地理实体数据；确定图层或地理实体要素对应的地理实体组装方案；根据地理实体组装方案中的实体构建规则，提取满足实体构建规则的待组装地理实体要素；对提取的待组装地理实体要素进行组装。基于实体构建规则库和面向业务的实体组装方案库，提高了地理实体组装的自动化水平。

Description

一种面向业务的地理实体组装方法及系统

技术领域

本发明属于地理信息处理技术领域，尤其涉及一种面向业务的地理实体组装方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

建成以地理实体为核心、“一库多能、按需组装”的基础地理实体数据库是新型基础测绘的中长期目标。按需组装，即以定制化、个性化的服务模式，将地理实体按照用户所需进行筛选组装，例如用户需要了解某些片区的整体信息，显然未进行组装的地理实体数据无法满足需求，用户只能得到片区内孤立的地理实体数据。通过对基础地理实体进行组装，可实现面向某一特定的应用需求(如国土空间规划、城市体检等)的任意组装，也可实现诸如交通、水利等主题的任意组装，打破了原来单一地形图、影像图的束缚，提高了产品输出的灵活程度。

数据资源和模型呈现多来源、多模态、多时态，当前现有技术仍难以满足各方面的定制化应用需求，面向定制化服务的快速组装技术也鲜有文献记载和相关学术报道发布。专利文献CN113486136A提出了一种基于地理实体进行按需组装的方法，但是仍然存在以下问题：组合聚合实体的组装需要构建大量地理实体间的语义关系，基于语义关系实现自动组装，在实际生产工作中，如果面向不同应用场景，或不同用户需求，均分别进行语义关系的人工构建，存在大量重复工作，费时费力，而且，还会过分依赖个人理解和经验，不同的人进行地理实体构建会得到不同的结果。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种面向业务的地理实体组装方法及系统。基于实体构建规则库和面向业务的实体组装方案库，提高了地理实体组装的自动化水平。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种面向业务的地理实体组装方法，预先构建实体构建规则库和面向业务的实体组装方案库；所述实体构建规则库用于存储地理实体构建规则，所述地理实体构建规则用于规定多个基础地理实体要素构成组合聚合实体需满足的条件；所述实体组装方案库用于存储地理实体组装方案；

所述方法包括以下步骤：

获取业务相关基础地理实体数据；

确定所述基础地理实体数据中图层或地理实体要素对应的地理实体组装方案，所述地理实体组装方案包括一个或多个实体构建规则；

根据地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则，提取满足所述地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则的待组装地理实体要素；

对提取的待组装地理实体要素进行组装。

一些实施例中，预先构建语义关系规则库，用于存储地理实体之间语义关系的计算规则；获取业务相关基础地理实体数据后，还根据所述语义关系库，计算基础地理实体要素之间的语义关系。

一些实施例中，所述条件为属性关系条件或语义关系条件；所述属性关系条件包括属性一致性条件，将满足指定属性一致的地理实体要素视为待组装地理实体要素；所述语义关系条件是约束满足指定语义关系的地理实体要素视为待组装地理实体要素。

一些实施例中，建立业务数据和基础地理实体之间的关联语义关系，基于业务数据执行查询时，能够得到关联的组合聚合地理实体。

一些实施例中，基于成片开发方案所涉及的开发片区图斑数据和不同地类基础地理实体之间的关联语义关系，获取每个开发片区图斑内业务评价指标的取值。

一个或多个实施例提供了一种面向业务的地理实体组装系统，包括：

地理实体构建库，用于存储地理实体构建规则，所述地理实体构建规则用于规定多个基础地理实体要素构成组合聚合实体需满足的条件；

面向业务的实体组装方案库，用于存储地理实体组装方案；

基础地理实体获取模块，用于获取业务相关基础地理实体数据；

实体组装方案获取模块，用于确定所述基础地理实体数据中图层或地理实体要素对应的地理实体组装方案，所述地理实体组装方案包括一个或多个实体构建规则；

待组装实体提取模块，用于根据地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则，提取满足所述地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则的待组装地理实体要素；

实体组装模块，用于对提取的待组装地理实体要素进行组装。

一些实施例中，所述条件为属性关系条件或语义关系条件；所述属性关系条件包括属性一致性条件，将满足指定属性一致的地理实体要素视为待组装地理实体要素；所述语义关系条件是约束满足指定语义关系的地理实体要素视为待组装地理实体要素。

一些实施例中，所述系统还包括：

语义关系规则库，用于存储地理实体之间语义关系的计算规则；

语义关系计算模块，用于根据所述语义关系库，计算基础地理实体要素之间的语义关系。

一个或多个实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述面向业务的地理实体组装方法。

一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述面向业务的地理实体组装方法。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

基于实体构建规则库和面向业务的实体组装方案库，能够针对基础地理实体数据，获取关联的组装方案，进而调用关联的实体构建规则，提高了地理实体组装的自动化水平。

实体构建规则库中包含组合聚合实体组装需满足的属性规则或语义关系规则，通过语义关系规则库，实现了其他实体间语义关系的计算，为快速提取待组装的地理实体提供了依据，并且生成的语义关系知识图谱，便于后续的数据查询和呈现。

通过构建业务数据和基础地理实体数据之间的关联语义关系，为面向业务应用提供了基础，能够基于业务需求获取多维度地理实体数据及相关语义关系数据。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一个或多个实施例中面向业务的地理实体组装方法流程图；

图2为本发明一个或多个实施例中面向业务的地理实体组装系统架构图；

图3为本发明一个或多个实施例中地理实体组装效果示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了实现组合聚合实体的批量自动化创建，一个或多个实施例提供了一种面向业务的地理实体组装方法。预先构建语义关系规则库、实体构建规则库和面向业务的实体组装方案库。其中，所述语义关系规则库用于存储地理实体之间语义关系的计算规则。所述实体构建规则为基于基础地理实体数据生成组合聚合实体的基础，用于规定多个基础地理实体要素构成组合聚合实体需满足的条件。所述实体组装方案库根据业务需求预先构建，用于存储地理实体组装方案，每个所述地理实体组装方案包括一个或多个实体构建规则。具体而言，所述地理实体组装方案包括面向不同地类组装的多类方案，每类方案包括一个或多个方案项，每个方案项对应一个或多个实体构建规则。

(1)语义关系规则库

所述语义关系规则库通过分析基础地理实体数据间的不同语义关系场景，对地理实体语义关系进行概念建模得到，如表1所示。具体地，所述语义关系包括空间关系、类属关系、时间关联关系、几何构成关系等。

表1地理实体语义关系规则库

实体穿越规则：实体穿越表示实体之间的穿越关系，比如道路实体穿越街区实体、河流实体穿越行政区实体。

实体相邻规则：实体相邻表示实体之间的相邻关系，分为实体相离与实体相接。实体与实体相离，但最短距离在规定的阈值内，可判定为相邻关系；实体与实体边界相接但不相交，即两个元素的内部不能有交集，但是内部与边界，边界与边界可以有交集，可判定为相邻关系。

实体包含规则：如果实体A完全位于实体B内部，即A、B的内部相交并且B的内部与边界均不与A的外部相交，则认为实体B包含实体A。

实体被包含规则：空间被包含用于计算实体与实体之间的被包含关系，如果实体A完全位于实体B内部，即A，B的内部相交并且A的内部与边界均不与B的外部相交，则认为实体A被实体B包含。

以上空间拓扑关系可借助九交模型判断。

空间定量距离关系规则：通过采用定量距离数值进行描述。在二维场景下，以面状实体为例，计算面状实体的几何中心点间的距离；线状实体进行空间距离计算时，可计算其他实体与线状实体间的最邻近距离，或可将线状实体拆分成不同实体段(路段、河流段等)，计算其他实体与线状实体各个实体段的平均距离。在三维场景下，取基础地理实体最小外包立方体的几何中心作为实体中心点，将该中心点垂直投影至模型的最小高程点所在面，计算投影面上两实体间的点距离。

空间定性距离关系规则：通过采用“很远、远、邻近、近、很近”等词汇进行描述，并设置距离阈值。

空间方位关系：空间方位关系是地理实体在空间维度上的相对方位，包含八方位(四/十六方位)等定位关系、上下方位关系。采用三垂线法、垂面法、向量法等方式来计算实体间的空间角度。均可采用定性描述、定量描述方式进行描述。

(2)实体构建规则库

实体构建规则用于规定多个基础地理实体要素构成组合聚合实体需满足的条件，若一个要素没有满足与其他要素构成组合聚合实体的条件，则该要素单独构成一个实体。所述条件可以为属性关系条件或语义关系条件。即，根据两个或多个要素之间是否满足属性相同，空间上是否相交，来判断是否共同构成组合聚合实体。当然，本领域技术人员可以理解，当不指定需判定是否一致的属性的情况下，也可以仅根据语义关系来判断是否构成组合聚合实体。

作为一种具体的实现方式，所述实体构建规则包括点落入线规则、点落入面规则、线落入面规则、中心线连通规则、属性一致性规则、线连接规则、线穿过面规则、河流构建规则规则、面包含规则等，简要说明见表2。

举例而言，点落入线规则具体为：点要素P与线要素L的一个或多个指定属性一致，且点要素P与线要素L相交，则点要素P与线要素L判定为一个实体。点落入面规则具体为：点要素P与面要素A的一个或多个指定属性一致，且点要素P落入面要素A内(边线除外)，则点要素P与面要素A判定为一个实体。若点要素P没有与线要素相交，也没有落入某个面要素内，则点要素P单独构成一个实体。

线落入面规则具体为：线要素L和面要素A的一个或多个指定属性一致，线要素L与面要素A相交，且相交部分占该线整个部分比值要大于或者等于设置的落入比例。

中心线连通规则，主要应用于道路穿过小区或其他面要素的情形，具体为：将连通字段相同且收尾相连的线要素进行连通，得到一个线图元，例如，所有连通字段记录“环城西路”的线要素分为一组，“人民大道”分为一组，各组中判断是否首尾相连。查找是否存在满足以下条件的面要素：与该线图元相交，一个或多个指定属性一致，且相交部分长度大于所述面要素周长的四分之一。若存在，该线图元和该面要素构成一个实体。

属性一致性规则具体为：以某个要素为基准，查找符合属性约束条件的其他要素，属性相同的要素共同构成一个实体。

表2实体构建规则库

(3)实体组装方案库

所述实体组装方案库中的地理实体组装方案根据业务所涉及的地类进行归类，例如面向土地征收成片开发的组装需求，包括国土空间规划单元类、人工地貌类、管线类、水系类、山体类、水利类、院落类等。每个类别下均包含一个或多个方案项，这些方案项关联一个或多个实体构建规则。例如院落类，其中一个方案项可以关联属性一致性规则，约束院落名称字段取值相同的多个建筑实体能够组装为一个整体的院落实体；另一个方案项可以关联线穿过面规则，约束落入院落内，且长度超过一定比例的道路实体与所述院落实体能够组装为一个实体。

本领域技术人员可以理解，若某些方案项下所需规则较为复杂，例如判断道路是否与某个面状实体组装的时候，需要先执行线连通规则，再执行线穿过面规则，因此，可以在建立了实体构建规则库的基础上，建立实体构建模型库，每个实体构建模型包括一个或多个实体构建规则。

如图1所示，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：获取业务相关基础地理实体数据。

步骤2：确定所述基础地理实体数据中图层或地理实体要素对应的地理实体组装方案，所述地理实体组装方案包括一个或多个实体构建规则。

具体地，地理实体组装方案可以针对某个图层指定，即该图层中所有满足组装方案中实体构建规则的要素都需要进行组装。例如针对院落图层指定一个包含属性一致性规则的地理实体组装方案，约束院落名称字段取值相同的多个建筑实体能够组装为一个整体的院落实体。地理实体组装方案也可以针对某个图层中的某些要素指定，例如针对道路图层中的城市内部道路，指定一个包含线穿过面的地理实体组装方案，即寻找其他面图层中与这些城市内部道路满足这一规则的要素，作为待组装地理实体要素。

所述地理实体组装方案包括面向不同地类组装的多类方案，每类方案包括一个或多个方案项，每个方案项对应一个或多个实体构建规则，根据所述地理实体组装方案，获取所述基础地理实体数据不同地类所对应的方案项，对于每个地类的数据，分别基于对应方案项中的一个或多个实体构建规则进行组合聚合实体创建。

当然，若预先构建了模型库，获取不同地类所对应的方案项后，首先确定各方案项关联的实体构建模型，再基于实体构建模型获取一个或多个实体构建规则。

步骤3：根据所述语义关系库，计算基础地理实体要素之间的语义关系，得到语义关系知识图谱。

步骤4：根据地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则，结合地理实体要素之间的语义关系，提取满足所述地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则的待组装地理实体要素。

具体地，对于指定地理实体要素，根据相应地理实体组装方案中的实体构建规则，查找与是否存在其他要素，满足与该要素共同构建为组合聚合实体的条件，若存在，提取满足条件的要素。

步骤5：对提取的待组装地理实体要素进行组装。

基于此，即得到了满足业务需求的组合聚合实体构建，即实现了地理实体的按需组装，用户在通过点选等操作执行查询时，可以得到组合聚合实体，从而既能够了解一个片区的整体特征，也可以了解片区内各个单独地理实体的特征。以面向土地征收成片开发方案审查业务为例，以计划开发的开发片区范围作为查询条件，即可得到该片区内地理实体分布等特征，经统计分析即可实现该开发片区的合理性评价。

为了更高效的实现上述目的，一些实施例中，还面向土地征收成片开发方案审查业务，梳理方案审查要点，明确审查指标，分析基础地理实体直接或间接支撑开发方案审查的内容，建立基础地理实体与成片开发相关业务数据之间的关联语义关系，从而能够基于业务数据获取相关地理实体数据，辅助开发方案审查。

表3方案审查业务场景下的部分语义关系梳理

基于梳理的语义关系，在原有基础地理实体与成片开发业务数据的基础上补充记录语义信息的属性，例如需补充开发片区数量、开发片区总面积、征收地块数量、征收地块总面积、拟征收占比等属性。基于此，基于开发片区执行查询时，能够得到与开发片区关联的组合聚合地理实体。例如，开发片区内包含、相交或相邻的乡镇、街道等。

步骤6：基于成片开发方案所涉及的开发片区图斑数据和不同地类基础地理实体之间的关联语义关系，获取每个开发片区图斑内业务评价指标的取值。其中，所述业务评价指标包括基本农田及生态保护红线、供地率、闲置率、容积率等。结合开发条件，例如不占用永久基本农田及生态保护红线、供地率不得小于60％、闲置率不得大于5％等，即可实现对开发方案的评价。

基于上述方法，如图2所示，本发明的一个或多个实施例还提供了一种面向业务的地理实体组装系统，包括：

地理实体构建库，用于存储地理实体构建规则，所述地理实体构建规则用于规定多个基础地理实体要素构成组合聚合实体需满足的条件；

面向业务的实体组装方案库，用于存储地理实体组装方案；

其中，所述条件为属性关系条件或语义关系条件；所述属性关系条件包括属性一致性条件，将满足指定属性一致的地理实体要素视为待组装地理实体要素；所述语义关系条件是约束满足指定语义关系的地理实体要素视为待组装地理实体要素。

基础地理实体获取模块，用于获取业务相关基础地理实体数据；

实体组装方案获取模块，用于确定所述基础地理实体数据中图层或地理实体要素对应的地理实体组装方案，所述地理实体组装方案包括一个或多个实体构建规则；

待组装实体提取模块，用于根据地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则，提取满足所述地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则的待组装地理实体要素；

实体组装模块，用于对提取的待组装地理实体要素进行组装。

所述系统还包括：

语义关系规则库，用于存储地理实体之间语义关系的计算规则；

语义关系计算模块，用于根据所述语义关系库，计算基础地理实体要素之间的语义关系。

本发明的一个或多个实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现面向业务的地理实体组装方法。

在一些实施例中，所述面向业务的地理实体组装可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由RAM和/或ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到电子设备。当计算机程序加载到RAM和/或ROM并由电子设备执行时，可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。

通过分析地理实体之间的语义关系，设计了面向语义关系计算的实体构建规则库和语义关系规则库，通过规则的有机结合生成的智能化组装方案库，将整体组装流程串联起来，实现了地理实体实体语义关系的自动计算及自动组装，缩减了传统语义关系计算、实体组装的工作量，有效提升了实体组装的自动化程度，将实体组装的自动化程度从目前30％提升到60％以上。

此外，实体构建关系库和语义关系库可根据需求扩展，通用性强，能够满足组合聚合实体语义关系构建变更频繁的特点。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种面向业务的地理实体组装方法，其特征在于，预先构建实体构建规则库和面向业务的实体组装方案库；所述实体构建规则库用于存储地理实体构建规则，所述地理实体构建规则用于规定多个基础地理实体要素构成组合聚合实体需满足的条件；所述实体组装方案库用于存储地理实体组装方案；

所述方法包括以下步骤：

获取业务相关基础地理实体数据；

确定所述基础地理实体数据中图层或地理实体要素对应的地理实体组装方案，所述地理实体组装方案包括一个或多个实体构建规则；

根据地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则，提取满足所述地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则的待组装地理实体要素；

对提取的待组装地理实体要素进行组装。

2.如权利要求1所述的面向业务的地理实体组装方法，其特征在于，预先构建语义关系规则库，用于存储地理实体之间语义关系的计算规则；获取业务相关基础地理实体数据后，还根据所述语义关系库，计算基础地理实体要素之间的语义关系。

3.如权利要求2所述的面向业务的地理实体组装方法，其特征在于，所述条件为属性关系条件或语义关系条件；所述属性关系条件包括属性一致性条件，将满足指定属性一致的地理实体要素视为待组装地理实体要素；所述语义关系条件是约束满足指定语义关系的地理实体要素视为待组装地理实体要素。

4.如权利要求1-3任一项所述的面向业务的地理实体组装方法，其特征在于，建立业务数据和基础地理实体之间的关联语义关系，基于业务数据执行查询时，能够得到关联的组合聚合地理实体。

5.如权利要求4所述的面向业务的地理实体组装方法，其特征在于，基于成片开发方案所涉及的开发片区图斑数据和不同地类基础地理实体之间的关联语义关系，获取每个开发片区图斑内业务评价指标的取值。

6.一种面向业务的地理实体组装系统，其特征在于，包括：

地理实体构建库，用于存储地理实体构建规则，所述地理实体构建规则用于规定多个基础地理实体要素构成组合聚合实体需满足的条件；

面向业务的实体组装方案库，用于存储地理实体组装方案；

基础地理实体获取模块，用于获取业务相关基础地理实体数据；

实体组装方案获取模块，用于确定所述基础地理实体数据中图层或地理实体要素对应的地理实体组装方案，所述地理实体组装方案包括一个或多个实体构建规则；

待组装实体提取模块，用于根据地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则，提取满足所述地理实体组装方案中一个或多个实体构建规则的待组装地理实体要素；

实体组装模块，用于对提取的待组装地理实体要素进行组装。

7.如权利要求6所述的面向业务的地理实体组装系统，其特征在于，所述条件为属性关系条件或语义关系条件；所述属性关系条件包括属性一致性条件，将满足指定属性一致的地理实体要素视为待组装地理实体要素；所述语义关系条件是约束满足指定语义关系的地理实体要素视为待组装地理实体要素。

8.如权利要求7所述的面向业务的地理实体组装系统，其特征在于，所述系统还包括：

语义关系规则库，用于存储地理实体之间语义关系的计算规则；

语义关系计算模块，用于根据所述语义关系库，计算基础地理实体要素之间的语义关系。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5任一项所述面向业务的地理实体组装方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述面向业务的地理实体组装方法。