分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法及系统，属于数据处理技术领域，本发明专利技术要解决的技术问题为如何提高数据的管理、查询和更新效率，从而方便地对实体对象进行重建、分析和优化，采用的技术方案为：基于服务注册机制的数字孪生时空实现数据分布式存储：与具体业务相关的数据通过具体业务部门进行归纳管理；利用以模块化为基础的多数据图层进行数据治理：具体业务相关的数据由相应数据提供者在其对应服务器端通过数据图层组织数据，并将自身注册为一个分布式服务器端，使得最终用户通过API进行接入和访问，获取对应数据，实现以分布式服务的形式对外提供数据；通过智能归集层实现数据对外提供。通过智能归集层实现数据对外提供。通过智能归集层实现数据对外提供。

【技术实现步骤摘要】
分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据管理
，具体地说是一种分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法及系统。

技术介绍

[0002]在数字孪生场景建设中，核心任务之一是将物理世界中的实体对象或系统数字化，以便在数字环境中进行重建、仿真、分析和优化。在数字孪生系统构建过程中，由于涉及到的数据种类、数量多，对异构数据的高效管理是构建数字孪生系统的关键和难点技术之一。由于数字孪生系统中的空间模型数据往往是多源异构的，因此在数据更新和同步过程中容易出现数据不一致的问题。同时，由于整个空间模型涉及到数据的时空特性，如更新频率、显示层级等有所差异，会给数据的实时高效更新带来困难；此外，数字孪生所涉及到的数据有可能来自多个不同的业务部门，有时难以实现数据的统一集中存储，而需要通过分布式的方式来进行分别的存储和更新。
[0003]在早期的数字孪生系统构建过程中，一般都是将数据集合到本机，通过本地数据库实现对项目涉及到的数据的统一管理。但随着数字孪生项目的区域越来越广、设计到的核心数据的增多，本地集中式的数据管理模式越来越不能满足实际需求。
[0004]故如何提高数据的管理、查询和更新效率，从而方便地对实体对象进行重建、分析和优化是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术任务是提供一种分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法及系统，来解决如何提高数据的管理、查询和更新效率，从而方便地对实体对象进行重建、分析和优化的问题。r/>[0006]本专利技术的技术任务是按以下方式实现的，一种分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法，该方法具体如下：
[0007]基于服务注册机制的数字孪生时空实现数据分布式存储：在本地服务器中存储基本的分层的地形图及路网图的静态地图，在任何时候启用基本功能；与具体业务相关的数据通过具体业务部门进行归纳管理；
[0008]利用以模块化为基础的多数据图层进行数据治理：具体业务相关的数据由相应数据提供者在其对应服务器端通过数据图层组织数据，并将自身注册为一个分布式服务器端，使得最终用户通过API进行接入和访问，获取对应数据，实现以分布式服务的形式对外提供数据；
[0009]通过智能归集层实现数据对外提供：根据客户端请求，智能提取服务器中所涉及到的图层，打包组合为新的智能图层对外提供；其中，智能归集层是在数据图层之上封装的一个图层，用于把涉及到的通用模块、特征模块、属性模块、关联模块和服务模块进行组合，同时提供所包含的数据图层的名称及版本的描述信息，并进行序列化压缩，作为一个独立
封装的对象，向外提供数据。
[0010]作为优选，所述通用模块包括全局适用的数据，并在所有其他模块中重复使用；它们只依赖于其他通用模块；
[0011]通用模块包含以下数据：
[0012]①
在其他模块中重复使用的数据结构；
[0013]②
作为其他数据类型的基础类型的通用数据类型；
[0014]③
在其他模块中重复使用的属性条件；
[0015]通用模块包含高精地图中所用到的颜色、基础几何(点、线、多边形等)的基本信息，提供描述对应类对象的定义，在使用时根据实际需求，构造对应类的实例，实现基础数据的构建；同时，构建的基础数据可以被其他模块调用。
[0016]作为优选，所述特征模块包括特征及其核心资产，例如特征的几何形状；特征模块定义地图特征和几何图形的数据层；特征模块为地图数据中的一个图层，用于存储地图上的各种要素，例如道路、车道、国家信息、语言等；每个要素都有一个唯一的标识符以及必要的属性，例如空间范围信息(如长度)；一个要素需要存储大量的属性信息，要素的对应属性通常存储在属性图层中，并通过对要素的引用与要素相关联；
[0017]若一个要素有几何表示，则将引用一个存储在单独的几何图层中的几何信息；多个要素可以共享相同的几何信息；地图特征存储在特征层中；虽然这些特征引用的几何形状通常存储在同一模块中的几何层中，但相关的几何编码在通用模块中进行描述；特征模块通过服务接口提供，引用将特征连接到其关联属性。
[0018]作为优选，所述属性模块是一种存储属性的数据结构，属性是键值对，用于更详细地描述要素；属性通过引用映射到要素，并且具有附加属性，用于注释具有共享元数据的属性；例如，属性可以提供有关数据源、置信度信息或质量指示的信息；属性提供额外的信息，例如物理特征、规则(如交通规则)等；服务模块指定如何访问特定属性模块的数据层。属性模块仅依赖于通用模块和关联模块，没有对其他属性或特征的引用。
[0019]作为优选，所述关联模块用于描述特征模块和属性模块之间的关联关系，用于在解耦的同时，保持依赖关系的稳定性；即关联模块作为特征模块和属性模块之间的接口，实现特征模块和属性模块数据的解耦，减少开发依赖；关联模块是一种用于存储要素之间关联的数据结构，描述不同要素之间的关联，或者要素与具有自己的标识符的几何图形之间的关联；例如，在数字孪生场景中，医院通常会与周边的交通道路存在关联，则对应的关联层会描述哪些车道组和道路表面是医院区域的一部分，或者哪些规则或其他信息与医院这一对象属性相关。
[0020]更优地，所述服务模块作为数据出口，为外部应用提供访问数据所需的接口；通过服务模块的接口访问其他模块的数据和提供的服务；
[0021]其中，获取数据时，通过访问服务模块的接口获取其对应的智能归集层的数据流；
[0022]获取服务时，则通过服务模块的接口提交所访问的服务的名称和参数，作为调用函数的名称和参数传递，由服务端计算得到结果后，以数据流的形式发送给请求的客户端。
[0023]一种分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理系统，该系统包括分布式存储层、数据图层及智能归集层；
[0024]分布式存储层用于基于服务注册机制的数字孪生时空实现数据分布式存储，具体
为：在本地服务器中存储基本的分层的地形图及路网图的静态地图，在任何时候启用基本功能；与具体业务相关的数据通过具体业务部门进行归纳管理；
[0025]数据图层用于利用以模块化为基础的多数据图层进行数据治理，具体为：具体业务相关的数据由相应数据提供者在其对应服务器端通过数据图层组织数据，并将自身注册为一个分布式服务器端，使得最终用户通过API进行接入和访问，获取对应数据，实现以分布式服务的形式对外提供数据；
[0026]智能归集层用于通过智能归集层实现数据对外提供，具体为：根据客户端请求，智能提取服务器中所涉及到的图层，打包组合为新的智能图层对外提供；其中，智能归集层是在数据图层之上封装的一个图层，用于把涉及到的通用模块、特征模块、属性模块、关联模块和服务模块进行组合，同时提供所包含的数据图层的名称及版本的描述信息，并进行序列化压缩，作为一个独立封装的对象，向外提供数据。
[0027]作为优选，所述通用模块包括全局适用的数据，并在所有其他模块中重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法，其特征在于，该方法具体如下：基于服务注册机制的数字孪生时空实现数据分布式存储：在本地服务器中存储基本的分层的地形图及路网图的静态地图，在任何时候启用基本功能；与具体业务相关的数据通过具体业务部门进行归纳管理；利用以模块化为基础的多数据图层进行数据治理：具体业务相关的数据由相应数据提供者在其对应服务器端通过数据图层组织数据，并将自身注册为一个分布式服务器端，使得最终用户通过API进行接入和访问，获取对应数据，实现以分布式服务的形式对外提供数据；通过智能归集层实现数据对外提供：根据客户端请求，智能提取服务器中所涉及到的图层，打包组合为新的智能图层对外提供；其中，智能归集层是在数据图层之上封装的一个图层，用于把涉及到的通用模块、特征模块、属性模块、关联模块和服务模块进行组合，同时提供所包含的数据图层的名称及版本的描述信息，并进行序列化压缩，作为一个独立封装的对象，向外提供数据。2.根据权利要求1所述的分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法，其特征在于，所述通用模块包括全局适用的数据，并在所有其他模块中重复使用；通用模块包含以下数据：
①
在其他模块中重复使用的数据结构；
②
作为其他数据类型的基础类型的通用数据类型；
③
在其他模块中重复使用的属性条件；通用模块包含高精地图中所用到的颜色、基础几何的基本信息，提供描述对应类对象的定义，在使用时根据实际需求，构造对应类的实例，实现基础数据的构建。3.根据权利要求1所述的分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法，其特征在于，所述特征模块包括特征及其核心资产；特征模块定义地图特征和几何图形的数据层；特征模块为地图数据中的一个图层，用于存储地图上的各种要素；每个要素都有一个唯一的标识符以及必要的属性；一个要素需要存储大量的属性信息，要素的对应属性通常存储在属性图层中，并通过对要素的引用与要素相关联；若一个要素有几何表示，则将引用一个存储在单独的几何图层中的几何信息；多个要素可以共享相同的几何信息；地图特征存储在特征层中；特征模块通过服务接口提供，引用将特征连接到其关联属性。4.根据权利要求1所述的分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法，其特征在于，所述属性模块是一种存储属性的数据结构，属性是键值对，用于更详细地描述要素；属性通过引用映射到要素，并且具有附加属性，用于注释具有共享元数据的属性；属性提供额外的信息；服务模块指定如何访问特定属性模块的数据层；属性模块仅依赖于通用模块和关联模块，没有对其他属性或特征的引用。5.根据权利要求1所述的分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法，其特征在于，所述关联模块用于描述特征模块和属性模块之间的关联关系，用于在解耦的同时，保持依赖关系的稳定性；即关联模块作为特征模块和属性模块之间的接口，实现特征模块和属性模块数据的解耦，减少开发依赖；关联模块是一种用于存储要素之间关联的数据结构，描
述不同要素之间的关联，或者要素与具有自己的标识符的几何图形之间的关联。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理方法，其特征在于，所述服务模块作为数据出口，为外部应用提供访问数据所需的接口；通过服务模块的接口访问其他模块的数据和提供的服务；其中，获取数据时，通过访问服务模块的接口获取其对应的智能归集层的数据流；获取服务时，则通过服务模块的接口提交所访问的服务的名称和参数，作为调用函数的名称和参数传递，由服务端计算得到结果后，以数据流的形式发送给请求的客户端。7.一种分布式多图层数字孪生地图数据组织与管理系统，其特征在于，该系统包括分布式存储层、数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令兴，张雲策，仝其胜，
申请(专利权)人：山东浪潮科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：