矢量时空数据变化检测方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种矢量时空数据变化检测方法与系统，所述矢量时空数据变化检测方法主要用于针对多时态矢量数据进行变化检测，并进行多时态矢量数据融合，形成具有历史信息的时空数据。该方法针对多时态矢量数据来源方式的不同，可采用多时态数据变化发现方式、增量数据变化发现方式或者人工实时更新变化发现方式来进行所述时空数据的变化发现。本发明专利技术可为多时态矢量地理要素确定历史亲缘关系，形成具有历史亲缘关系的时空数据，能够为多时态矢量数据动态表达及时空分析提供数据基础，该方法将会在地理系统及相关行业的软件使用和推广，将会产生良好的社会经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地理信息系统
具体地说，本专利技术涉及矢量时空数据变化检测技术。
技术介绍
矢量时空数据变化检测技术用于确定实体亲缘关系、实体变化类型，提取时空数据，以实现历史数据和现势数据之间的一体化管理。目前，现有时空数据关联方法的研究还不够深入，还有待于进一步研究，时空变化类型需要进一步进行划分目前用于区分各种时空过程的时空变化类型尚没有形成共识，多种划分方法已被提出，如ChristopheClaramunt给出了几种时空过程建模的设计类型，为新变化类型的定义提供可扩展的 体系结构。K. Hornsby和M. Egenhofer深入研究了时空变化的语义，提出了 9种时空变化类型。但这些变化类型对于时空过程尚未形成一个完整和系统地描述。在矢量数据变化发现技术方面，目前，国内外相关研究不多，还未形成成熟的矢量数据变化发现技术，现有的矢量数据变化发现技术的不足主要体现在现有的技术方法主要以矢量要素的对象ID或空间位置为变化发现的匹配基础，不具有通用性，仅适用于某一应用领域；缺乏多时态矢量数据变化的判别方法。
技术实现思路
因此，根据本专利技术的优选实施方式，本专利技术解决了现有技术中在地理信息数据时空变化检测时不能有效地对多时态矢量数据进行变化发现的技术问题。本专利技术通过制定时空数据匹配规则的方法，设定好相应的时空数据匹配规则，制定时空数据匹配规则库，以便于用户可选择与应用相适应的时空数据匹配规则，增强了矢量数据变化发现技术的通用性；通过设计时空数据变化规则模版，以便于用户根据应用需求，来确定多时态矢量数据变化判别标准，实现多时态矢量数据变化的判别方法。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种矢量时空数据变化检测方法，所述方法包括以下步骤多时态变化检测步骤针对多时态矢量数据来源不同，可采用多版本数据变化发现方式、增量数据变化发现方式或者人工实时更新变化发现方式来进行所述时空数据的变化发现；时空数据融合步骤确定时空数据变化检测结果的正确性，删除没有发生变化的历史数据，将发生了变化的历史数据保留到历史数据中，将时空数据间的变化关系保存在过程数据中，将现势数据保存到现势数据中，对多时态时空数据进行融合，形成具有历史亲缘信息的时空数据。其中，当采用所述多版本数据变化发现方式或者增量数据变化发现方式时，所述多时态变化检测步骤进一步包括根据用户选择的时空数据匹配规则和时空数据变化规则进行自动变化检测的自动变化检测步骤；所述自动变化检测步骤进一步包括地理要素匹配步骤基于用户所选的时空数据匹配规则，选取不同时态地理要素作为相关联的粗侯选集，对地理要素关联的粗侯选集中的时态信息进行冲突检查，如果地理要素间的时态信息不发生冲突，将粗侯选集中符合条件的地理要素，进一步选入精细侯选集；几何变化检测步骤基于用户选择的时空数据几何变化规则，以及基于在“地理要素匹配步骤”选取的所述精细侯选集中相关联的地理要素，通过自动变化发现算法，检测时空数据变化，对时空数据几何变化进行定性表达，确定时空地理要素的变化关系，及其历史亲缘关系，形成具有历史亲缘信息的时空数据；其中，所述几何变化规则包括点状地理要素变化规则、线状地理要素变化规则、面状地理要素变化规则；属性变化检测步骤根据预先设定的时空数据语义变化规则，通过属性值的比较分析，检测时空数据的语义变化，记录属性变化的结果； 其中，所述“几何变化检测步骤”具体包括当用户选择点状地理要素变化规则时，执行点状地理要素的变化检测步骤，所述点状地理要素的变化检测步骤包括步骤I. I.首先对旧时态点状地理要素和新时态点状地理要素的空间参考和尺度信息进行对比，如果所述空间参考和尺度信息不一致，则退出；如果所述空间参考和尺度信息一致，则进行步骤I. 2;步骤I. 2.以旧时态点状地理要素集里面的地理对象为圆心，以阈值d为半径做缓冲区叠加分析；步骤I. 3.判断新时态点状地理要素集里面的点是否落在缓冲区范围内，如果是，则判断为旧时态地理要素和新时态地理要素间没有发生变化，否则，则判断为新时态地理对象的变化类型是新增的，旧时态地理对象的变化类型为消失；当用户选择线状地理要素变化规则时，执行线状地理要素的变化检测步骤，所述线状地理要素的变化检测步骤包括步骤2. I.首先对旧时态线状地理要素和新时态线状地理要素的空间参考和尺度信息进行对比，如果所述空间参考和尺度信息不一致，则退出；如果所述空间参考和尺度信息一致，则进行步骤2.2 ;步骤2. 2.分别计算旧、新时态线状地理要素的外接矩形；步骤2. 3.判断两个外接矩形的关系，具体包括如果旧、新时态线状地理要素的外接矩形的空间关系为相离，则判断为旧线状地理要素的变化类型为消失，新时态线状地理要素的变化类型为新增；如果旧、新时态线状地理要素的外接矩形的空间关系为相交，则对新、旧线状地理要素进行化简，计算新、旧线状地理要素的特征点，然后对新、旧线状地理要素的特征点之间的距离进行计算；如果新、旧线状地理要素的全部特征点之间的距离在一定的容差范围内，则判断为新、旧线状地理要素没有发生变化；如果新、旧线状地理要素的所有特征点之间的距离超过容差，则判断为旧线状地理要素的变化类型为消失，新时态线状地理要素的变化类型为新增。如果新、旧线状地理要素的部分特征点之间的距离超过容差，则认为旧时态线状地理要素变化为新时态线状地理要素；当用户选择面状地理要素变化规则时，执行面状地理要素的变化检测步骤，所述面状地理要素的变化检测步骤包括步骤3. I.首先对旧时态面状地理要素和新时态面状地理要素的空间参考和尺度信息进行对比，如果所述空间参考和尺度等信息不一致，则退出；如果所述空间参考和尺度信息一致，则进行步骤3. 2;步骤3. 2.分别计算旧、新时态面状地理要素的外接矩形；步骤3. 3.判断两个外接矩形之间的关系，具体包括如果旧、新时态面状地理要素的外接矩形的空间关系为相离，则判断为旧面状地理要素的变化类型为消失，新时态面状地理要素的变化类型为新增；如果旧、新时态面状地理要素的外接矩形的空间关系为相交，则计算新、旧面状地理要素的重叠度，如果新、旧面状地理要素的重叠度大于98%，则判断为新、旧面状地理实体没有发生变化；如果新、旧面状地理要素的重叠度小于2%，则判断为旧面状地理要素的·变化类型为消失，新时态面状地理要素的变化类型为新增；如果新、旧面状地理要素的重叠度大于2%且小于98%，则判断为旧面状地理要素变为新时态面状实体。优选的，所述自动变化检测步骤还包括人工修正变化步骤如果地理实体的变化类型不符合实际情况，则根据实际变化情况修改实体的变化类型。优选的，所述多时态矢量数据变化发现方式为通过两个不同时态版本数据，进行变化发现；所述增量数据变化发现方式为通过导入发生变化的增量数据与旧时态版本数据进行变化发现，确定多时态数据的变化类型；所述人工实时更新变化发现方式为通过新时态影像与旧时态矢量时空数据进行叠加，勾绘发生变化的时空地理实体，形成新时态的地理要素，与旧时态版本矢量数据进行变化发现。本专利技术提供了矢量时空数据变化检测方法与系统，该专利技术技术能对多时态矢量数据进行变化发现，并融合形成具有历史信息的时空数据，能更好地实现对时空数据的时空查询、时空分析，能够满足历史数据的保存和恢复、变化的跟踪和预测等要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矢量时空数据变化检测方法，所述方法包括以下步骤：多时态变化检测步骤：针对多时态矢量数据来源不同，可采用多版本数据变化发现方式、增量数据变化发现方式或者人工实时更新变化发现方式来进行所述时空数据的变化发现；时空数据融合步骤：确定时空数据变化检测结果的正确性，删除没有发生变化的旧时态数据，将发生了变化的旧时态数据保留到历史数据中，将时空数据间的变化关系保存在过程数据中，将现势数据保存到现势数据中，对多时态时空数据进行融合，形成具有历史亲缘信息的时空数据。其中，当采用所述多版本数据变化发现方式或者增量数据变化发现方式时，所述多时态变化检测步骤进一步包括根据用户选择的时空数据匹配规则和时空数据变化规则进行自动变化检测的自动变化检测步骤；所述自动变化检测步骤进一步包括：地理要素匹配步骤：基于用户所选的时空数据匹配规则，选取不同时态地理要素作为相关联的粗侯选集，对地理要素关联的粗侯选集中的时态信息进行冲突检查，如果地理要素间的时态信息不发生冲突，将粗侯选集中符合条件的地理要素，进一步选入精细侯选集；几何变化检测步骤：基于用户选择的时空数据几何变化规则，以及基于在“地理要素匹配步骤”选取的所述精细侯选集中相关联的地理要素，通过自动变化发现算法，检测时空数据变化，对时空数据几何变化进行定性表达，确定时空地理要素的变化关系，及其历史亲缘关系，形成具有历史亲缘信息的时空数据；其中，所述几何变化规则包括点状地理要素变化规则、线状地理要素变化规则、面状地理要素变化规则；属性变化检测步骤：根据预先设定的时空数据语义变化规则，通过属性值的 比较分析，检测时空数据的语义变化，记录属性变化的结果；其中，所述“几何变化检测步骤”具体包括：当用户选择点状地理要素变化规则时，执行点状地理要素的变化检测步骤，所述点状地理要素的变化检测步骤包括：步骤1.1.首先对旧时态点状地理要素和新时态点状地理要素的空间参考和尺度信息进行对比，如果所述空间参考和尺度信息不一致，则退出；如果所述空间参考和尺度信息一致，则进行步骤1.2；步骤1.2.以旧时态点状地理要素集里面的地理对象为圆心，以阈值d为半径做缓冲区叠加分析；步骤1.3.判断新时态点状地理要素集里面的点是否落在缓冲区范围内，如果是，则判断为旧时态地理要素和新时态地理要素间没有发生变化，否则，则判断为新时态地理对象的变化类型是新增的，旧时态地理对象的变化类型为消失；当用户选择线状地理要素变化规则时，执行线状地理要素的变化检测步骤，所述线状地理要素的变化检测步骤包括：步骤2.1.首先对旧时态线状地理要素和新时态线状地理要素的空间参考和尺度信息进行对比，如果所述空间参考和尺度信息不一致，则退出；如果所述空间参考和尺度信息一致，则进行步骤2.2；步骤2.2.分别计算旧、新时态线状地理要素的外接矩形；步骤2.3.判断两个外接矩形的关系，具体包括：如果旧、新时态线状地理要素的外接矩形的空间关系为相离，则判断为旧线状地理要素的变化类型为消失，新时态线状地理要素的变化类型为新增；如果旧、新时态线状地理要素的外接矩形的空间关系为相交，则对新、旧线状地理要素进行化简，计算新、旧线状地理要素的特征点，然后对新、旧线 状地理要素的特征点之间的距离进行计算；如果新、旧线状地理要素的全部特征点之间的距离在一定的容差范围内，则判断为新、旧线状地理要素没有发生变化；如果新、旧线状地理要素的所有特征点之间的距离超过容差，则判断为旧线状地理要素的变化类型为消失，新时态线状地理要素的变化类型为新增。如果新、旧线状地理要素的部分特征点之间的距离超过容差，则认为旧时态线状地理要素变化为新时态线状地理要素；当用户选择面状地理要素变化规则时，执行面状地理要素的变化检测步骤，所述面状地理要素的变化检测步骤包括：步骤3.1.首先对旧时态面状地理要素和新时态面状地理要素的空间参考和尺度信息进行对比，如果所述空间参考和尺度等信息不一致，则退出；如果所述空间参考和尺度信息一致，则进行步骤3.2；步骤3.2.分别计算旧、新时态面状地理要素的外接矩形；步骤3.3.判断两个外接矩形之间的关系，具体包括：如果旧、新时态面状地理要素的外接矩形的空间关系为相离，则判断为旧面状地理要素的变化类型为消失，新时态面状地理要素的变化类型为新增；如果旧、新时态面状地理要素的外接矩形的空间关系为相交，则计算新、旧面状地理要素的重叠度，如果新、旧面状地理要素的重叠度大于98％，则判断为新、旧面状地理实体没有发生变化；如果新、旧面状地理要素的重叠度小于2％，则判断为旧面状地理要素的变化类型为消失，新时态面状地理要素的变化类型为新增；如果新、旧面状地理要素的重叠度大于2％且小于98％，则判断为旧面状地理要素变为新时态面状实体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新明，史绍雨，汪汇兵，甄涛，欧阳斯达，
申请(专利权)人：国家测绘局卫星测绘应用中心，
类型：发明
国别省市：