基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，包括服务器端基于笛卡尔坐标系二分法规则建立全球网格剖分模型，并对空间数据进行迭代二分后进行编码，建立空间网格索引；移动端在地图上绘制自定义范围，并将自定义范围坐标与空间数据图层ID同步上传至服务器端，服务器端根据所述空间网格索引计算得到自定义空间范围对应的空间索引层级的空间索引网格集合；服务器端根据空间索引网格集合与空间数据图层ID，计算所述自定义范围的空间数据面积，并将计算结果回传到移动端进行显示等步骤。其显著效果是：提高了计算效率，计算精度高，占用资源少。

Area statistics method of custom range spatial data based on grid spatial index

The invention discloses a method of area statistics of self defined range spatial data based on grid spatial index, including establishing global grid segmentation model based on Cartesian coordinate system dichotomy rule on the server side, coding after iterative dichotomy of spatial data, establishing spatial grid index; drawing self defined range on the map on the mobile side, and combining the self defined range coordinate with space The data layer ID of the user-defined range is synchronously uploaded to the server side, and the server side calculates the spatial index grid set of the spatial index level corresponding to the customized spatial range according to the spatial grid index; the server side calculates the spatial data area of the customized range according to the spatial index grid set and the spatial data layer ID, and transmits the calculation result back to the mobile side for display, etc Steps. The remarkable effect is that the calculation efficiency is improved, the calculation precision is high, and the resource is less.

【技术实现步骤摘要】
基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法
本专利技术涉及到空间数据处理
，具体涉及一种基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法。
技术介绍
随着移动GIS技术的发展，在移动端绘制范围后统计目标图层空间要素的需求越来越普遍。目前的做法都是将绘制的自定义范围转换为Json等文件后上传到服务器，然后与目标图层进行空间相交运算后得到统计面积后，最后将计算结果回传到移动端进行显示。然而，该方法虽然计算结果比较准确，但是由于多边形与多边形空间相交运算速度的制约，整体统计速度比较慢。针对该问题，亟需一种能够面向移动应用的自定义范围空间数据面积快速统计方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，该方法通过对空间数据建立网格空间索引，将多边形与多边形的空间求交运算转换为中心点与多边形的包含运算，从而提高自定义范围统计空间数据面积的计算效率。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，其关键在于包括以下步骤：步骤1：服务器端基于笛卡尔坐标系二分法规则建立全球网格剖分模型，并对空间数据进行迭代二分后进行编码，建立空间网格索引；步骤2：移动端在地图上绘制自定义范围，并将自定义范围坐标与空间数据图层ID同步上传至服务器端，服务器端根据所述空间网格索引计算得到自定义空间范围对应的空间索引层级的空间索引网格集合；步骤3：服务器端根据步骤2所得的空间索引网格集合与空间数据图层ID，计算所述自定义范围的空间数据面积，并将计算结果回传到移动端进行显示。进一步的，步骤1中，所述空间网格索引的建立过程如下：步骤1.1：基于笛卡尔坐标系二分法规则，建立全球网格剖分模型后对地球进行经纬度迭代二分，并对每个网格进行二进制编码；步骤1.2：将各层级网格的二进制编码转码为文本编码，获得所需的空间数据的网格编码；步骤1.3：利用网格编码对面数据进行编码，建立面数据的空间网格索引。进一步的，步骤1.1中所述笛卡尔坐标系二分法规则为：将经度在(-180,0)区间内的网格编码为0，将经度在(0,180)区间内的网格编码为1，将纬度在(-90,0)区间内的网格编码为0，将经度在(0,90)区间内的网格编码为1。进一步的，步骤1.2中将二进制编码转码为文本编码的方法为：步骤A：对于第i层级网格，按照其编码长度每五位进行组合，不足五位时则采用0进行补码；步骤B：将每个五位组合编码转换为十进制数字，并记录补码的长度；步骤C：根据数字与文本的转换表，将十进制数字转换为文字，并组合形成最终空间数据的文本编码。进一步的，步骤1.3中面数据的编码方式为：首先利用网格编码对面数据的每个角点进行编码，然后利用面数据的角点坐标计算面数据的中心点，之后对中心点进行编码，形成面数据的空间网格索引。进一步的，步骤2中所述空间索引网格集合的获取过程如下：步骤2.1：移动端在地图上绘制自定义范围，并计算自定义范围坐标；步骤2.2：将自定义范围坐标转化为JSON文件后上传到服务器端，同时上传需要进行面积统计的空间数据图层ID；步骤2.3：服务器端根据自定义范围坐标计算自定义范围面积S0，并利用公式Si<S0/P计算得到空间索引层级i，其中，Si为第i层级网格面积小于S0/P的最大网格面积，P为面积计算精度控制因子；步骤2.4：服务器端根据自定义空间范围和空间索引层级i，计算得到对应的空间索引网格集合Grid[i]。进一步的，所述面积计算精度控制因子P的值设置为1000。进一步的，步骤3中所述自定义范围的空间数据面积计算过程如下：步骤3.1：根据空间索引网格集合Grid[i]和空间数据图层ID，索引相关空间要素，得到相关空间要素Feture[i]以及与空间要素相交的空间索引网格IntersectGrid[i]，其中i为空间索引层级；步骤3.2：根据与空间要素相交的空间索引网格，获得下一层级的空间索引网格IntersectGrid[i+1]；步骤3.3：统计空间索引网格IntersectGrid[i+1]中网格中心点在Feture[i]中的空间索引网格数量N；步骤3.4：按照公式S＝N*Si+1计算得到自定义范围的空间数据面积为S。进一步的，步骤3.2中若不存在下一层级空间网格索引，则直接利用空间索引网格IntersectGrid[i]计算面积，具体如下：统计空间索引网格IntersectGrid[i]中网格中心点在Feture[i]中的空间索引网格数量N；按照公式S＝N*Si计算得到自定义范围的空间数据面积为S。本专利技术的显著效果是：1、提高了效率：本专利技术可以极大的提高在移动端自定义范围统计空间数据面积的效率，利用空间网格索引将多边形与多边形的空间求交运算转换为中心点与多边形的包含运行，提高了计算效率。2、计算精度高：本专利技术在提高计算效率的同时，通过自定义范围面积选择索引网格层级，并采用小一级索引网格计算面积，兼顾了面积统计的计算精度。3、占用资源少：本专利技术直接利用空间数据自带的空间索引进行面积计算，不需要单独建立计算网格。附图说明图1是本专利技术的方法流程图；图2是迭代二分三次之后的效果图；图3是面妆数据的编码效果图；图4是空间网格索引精度示意图；图5是空间索引网格集合的示意图；图6是与空间要素相交的空间索引网格的示意图；图7是下一层级的空间索引网格的示意图；图8是计算所得相关空间要素中空间索引网格数量的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。如图1所示，一种基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，具体步骤如下：步骤1：服务器端基于笛卡尔坐标系二分法规则建立全球网格剖分模型，并对空间数据进行迭代二分后进行编码，建立空间网格索引。所述全球网格剖分模型的建立过程如下：步骤1.1：基于笛卡尔坐标系二分法规则，建立全球网格剖分模型后对地球进行经纬度迭代二分，并对每个网格进行二进制编码；所述笛卡尔坐标系二分法规则也即是：假如这个平面代表地球，首先进行经度二分，也即是将经度在(-180,0)区间内的网格编码为0，将经度在(0,180)区间内的网格编码为1；然后进行纬度二分，也即是将纬度在(-90,0)区间内的网格编码为0，将经度在(0,90)区间内的网格编码为1，之后对经纬度进行迭代二分，迭代三次后的效果如图2所示。步骤1.2：将各层级网格的二进制编码转码为文本编码，获得所需的空间数据的网格编码：通过上述的全球网格剖分模型，已经把地球每个网格编码为0和1构成的二进制编码。但这种应用不方便，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤1：服务器端基于笛卡尔坐标系二分法规则建立全球网格剖分模型，并对空间数据进行迭代二分后进行编码，建立空间网格索引；/n步骤2：移动端在地图上绘制自定义范围，并将自定义范围坐标与空间数据图层ID同步上传至服务器端，服务器端根据所述空间网格索引计算得到自定义空间范围对应的空间索引层级的空间索引网格集合；/n步骤3：服务器端根据步骤2所得的空间索引网格集合与空间数据图层ID，计算所述自定义范围的空间数据面积，并将计算结果回传到移动端进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：服务器端基于笛卡尔坐标系二分法规则建立全球网格剖分模型，并对空间数据进行迭代二分后进行编码，建立空间网格索引；
步骤2：移动端在地图上绘制自定义范围，并将自定义范围坐标与空间数据图层ID同步上传至服务器端，服务器端根据所述空间网格索引计算得到自定义空间范围对应的空间索引层级的空间索引网格集合；
步骤3：服务器端根据步骤2所得的空间索引网格集合与空间数据图层ID，计算所述自定义范围的空间数据面积，并将计算结果回传到移动端进行显示。


2.根据权利要求1所述的基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，其特征在于：步骤1中，所述空间网格索引的建立过程如下：
步骤1.1：基于笛卡尔坐标系二分法规则，建立全球网格剖分模型后对地球进行经纬度迭代二分，并对每个网格进行二进制编码；
步骤1.2：将各层级网格的二进制编码转码为文本编码，获得所需的空间数据的网格编码；
步骤1.3：利用网格编码对面数据进行编码，建立面数据的空间网格索引。


3.根据权利要求2所述的基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，其特征在于：步骤1.1中所述笛卡尔坐标系二分法规则为：将经度在(-180,0)区间内的网格编码为0，将经度在(0,180)区间内的网格编码为1，将纬度在(-90,0)区间内的网格编码为0，将经度在(0,90)区间内的网格编码为1。


4.根据权利要求2所述的基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，其特征在于：步骤1.2中将二进制编码转码为文本编码的方法为：
步骤A：对于第i层级网格，按照其编码长度每五位进行组合，不足五位时则采用0进行补码；
步骤B：将每个五位组合编码转换为十进制数字，并记录补码的长度；
步骤C：根据数字与文本的转换表，将十进制数字转换为文字，并组合形成最终空间数据的文本编码。


5.根据权利要求2或4所述的基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法，其特征在于：步骤1.3中面数据的编码方式为：首先利用网格编码对面数据的每个角点进行编码，然后利用面数据的角点坐标计算面数据的中心点，之...

【专利技术属性】
技术研发人员：余静，杨航，曾安明，贾敦新，梁星，张泽烈，袁超，李林，赵翔宇，程宇翔，钱文进，王小勇，余洋，邵帅，梁均军，王岚，秦瑛歆，彭婧，
申请(专利权)人：重庆市地理信息和遥感应用中心重庆市测绘产品质量检验测试中心，重庆知行宏图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50