一种土地资源管理数据分析智能查询与统计系统的制作方法

本发明涉及土地资源数据智能检索与数据库管理，尤其涉及一种土地资源管理数据分析智能查询与统计系统。

背景技术：

1、土地资源管理数字化转型进程中，土地资源相关数据体量持续扩大，数据类型涵盖土地权属数据、土地利用现状数据、国土空间规划数据、耕地保护数据、建设用地审批数据、土地执法监察数据、遥感监测影像数据等多个类别，同时包含结构化业务数据、非结构化文档数据、空间地理矢量数据、栅格影像数据等多种数据形态，数据来源分散、格式差异显著、时空维度跨度大。传统土地资源管理系统多采用分散式数据存储与管理模式，数据标准化处理能力不足，多源数据之间的空间关联与属性关联割裂，无法实现土地资源全维度数据的规范化汇聚与统一管理，用户开展查询与统计工作时需要跨多个业务系统调取数据，操作流程繁琐，数据获取效率低下，难以满足土地资源精细化管理过程中全维度数据快速查询与深度统计的需求。同时传统土地资源数据查询系统多采用固定的结构化查询模式，用户需要掌握专业的数据库查询语法与土地资源全业务流程规则才能完成复杂查询操作，对非专业用户的适配性差，无法实现自然语言交互的智能查询，对用户查询需求的解析精度不足，难以精准匹配用户的实际查询意图，查询结果的匹配度与召回率存在明显局限。

2、现有土地资源数据查询与统计系统多采用单一类型的索引结构，无法兼顾土地资源空间数据、属性数据、文本数据的多维度检索需求，面对多维度复合查询场景时，检索路径规划不合理，查询语句执行效率低下，面对海量土地资源数据时，查询响应时延显著增加，无法满足高频次、多维度的并发查询与统计需求。同时传统土地资源统计分析功能多采用固定的统计维度与固定权重的指标体系，无法根据用户的查询场景与实际需求完成统计维度与指标权重的自适应调整，统计分析结果与用户需求的契合度不足，也无法实现土地资源数据多时空尺度的维度钻取与深度分析，难以挖掘土地资源数据中的时空变化规律与多要素关联特征，无法为土地资源管理决策提供深度的数据支撑。

3、土地资源数据包含大量权属主体信息、涉密审批信息、高精度空间坐标敏感数据，传统系统多采用粗放式的权限管理与数据访问模式，无法实现数据的分级脱敏与精细化权限管控，敏感数据的访问安全与合规使用存在风险。同时传统系统的数据更新多采用全量更新模式，增量业务数据同步的实时性不足，索引更新需要执行全量重建操作，会造成显著的系统性能损耗，无法实现数据库的动态更新与索引的增量优化，随着土地资源数据体量的持续增长，系统的查询与统计性能会持续下降，长期运行的稳定性与高效性难以保障。

技术实现思路

1、本发明提出的一种土地资源管理数据分析智能查询与统计系统，以解决上述现有技术中提到的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种土地资源管理数据分析智能查询与统计系统，包括以下模块：

3、土地资源多源数据采集与标准化处理模块，用于采集多源异构土地相关数据，完成格式转换、缺失值填充、异常值剔除、空间坐标对齐预处理；

4、分布式土地资源数据库管理模块，用于对预处理后数据执行分类存储、分布式部署、备份与容灾管理，构建数据全生命周期管理机制；

5、多维度智能索引构建模块，用于提取土地资源数据空间、属性、文本特征，构建多索引融合的多级混合智能索引体系，完成索引结构优化与检索路径规划；

6、自然语言交互查询解析模块，用于对用户自然语言查询执行中文分词、领域实体识别、查询意图分类，自动生成并优化结构化查询语句；

7、多维度数据统计分析模块，用于基于查询结果与预设规则，完成多维度、多时空尺度统计计算、指标分析、趋势研判与维度钻取，生成标准化统计分析结果；

8、可视化交互展示模块，用于对查询结果、统计数据、空间地理数据执行可视化渲染，生成交互式图表、空间专题图、统计报表；

9、系统权限与数据安全管控模块，用于执行用户分级权限管理、数据分级脱敏、操作行为审计、数据加密传输与存储；

10、数据库动态更新与索引增量优化模块，用于完成增量数据实时同步与一致性校验，同步完成智能索引增量更新与性能调优。

11、进一步的，还包括土地资源数据智能检索匹配度量化计算单元，内置土地资源检索结果综合匹配度计算式：；其中为目标土地资源数据文档与用户查询需求的综合匹配度，为用户查询需求中提取的关键词总数量，为第个关键词的权重系数，为第个关键词在目标数据文档中的语义相似度，为空间特征匹配权重系数，为目标数据与查询需求中空间范围的空间重合度，为时间特征匹配权重系数，为目标数据与查询需求中时间范围的时间匹配度。

12、进一步的，还包括土地资源数据时空关联分析单元，用于完成土地资源数据的空间拓扑关系分析、时间序列变化分析、多要素时空关联规则挖掘，能基于土地利用现状数据、遥感监测数据完成土地利用类型变化的时空轨迹追踪，基于建设用地审批数据、土地供应数据完成项目全生命周期的时空关联追溯，基于耕地保护数据、执法监察数据完成违法用地行为的时空分布特征分析。

13、进一步的，还包括土地资源统计指标动态权重适配单元，内置土地资源综合统计评价指标权重动态分配计算式：；其中为第项土地资源统计评价指标的动态分配权重，为第项统计评价指标的基础权重，为土地资源综合统计评价体系中的指标总数量，为用户查询统计场景下第项指标的关注度修正系数，为第项统计指标的数据完整性与时效性系数。

14、进一步的，所述多维度智能索引构建模块具体包括空间索引单元、属性特征索引单元、全文检索索引单元、索引融合调度单元，空间索引单元采用四叉树与r树结合的混合空间索引结构，完成土地资源矢量数据、遥感影像数据的空间索引构建，属性特征索引单元采用b+树索引结构，完成土地权属、用地类型、审批状态结构化属性字段的索引构建，全文检索索引单元采用倒排索引结构，完成土地资源文档、审批文件、执法卷宗非结构化文本数据的全文索引构建，索引融合调度单元用于完成多类型索引的协同调度、检索结果的合并去重与检索路径的动态优化。

15、进一步的，所述自然语言交互查询解析模块具体包括土地资源领域语料库单元、中文分词与实体识别单元、查询意图分类单元、结构化查询语句生成单元、查询语句优化单元，土地资源领域语料库单元内置土地管理、国土空间规划、耕地保护、建设用地审批全业务领域的专业语料、同义词典、实体词典，为自然语言解析提供领域知识支撑，中文分词与实体识别单元基于预训练语言模型完成用户查询语句的中文分词、土地资源领域命名实体识别，查询意图分类单元基于多分类深度学习模型完成用户查询意图的分类，区分数据查询、统计分析、趋势研判、合规校验不同查询类型，结构化查询语句生成单元用于基于解析后的实体信息与查询意图，自动生成对应数据库可执行的结构化查询语句，查询语句优化单元用于完成生成查询语句的执行计划优化、索引匹配优化与嵌套查询简化。

16、进一步的，所述分布式土地资源数据库管理模块具体包括关系型数据存储单元、空间矢量数据存储单元、非结构化文档存储单元、分布式数据调度单元、数据生命周期管理单元，关系型数据存储单元采用分布式关系型数据库完成土地权属、审批流程、执法监察结构化业务数据的存储与管理，空间矢量数据存储单元采用空间数据库完成土地利用现状、国土空间规划、遥感影像空间地理数据的存储与管理，非结构化文档存储单元采用分布式对象存储完成审批文件、卷宗档案、图片影像非结构化数据的存储与管理，分布式数据调度单元用于完成分布式集群节点的资源调度、数据读写负载均衡与跨节点数据协同处理，数据生命周期管理单元用于基于数据的访问频率、业务重要性、生成时间，完成数据的冷热分层存储、归档管理与过期清理。

17、进一步的，所述多维度数据统计分析模块具体包括自定义统计维度配置单元、时空维度钻取分析单元、趋势预测分析单元、统计报表自动生成单元、异常数据识别单元，自定义统计维度配置单元支持用户基于行政区划、用地类型、时间周期、业务类型自定义配置统计维度与统计口径，完成个性化统计分析任务的配置与执行，时空维度钻取分析单元支持用户从省级、市级、县级、乡镇级、地块级多空间尺度，年度、季度、月度多时间尺度完成统计数据的上卷汇总与下钻分析，趋势预测分析单元基于时间序列预测模型完成土地利用变化、建设用地供应、耕地保有量核心指标的变化趋势预测，统计报表自动生成单元用于基于统计分析结果自动生成标准化的土地资源统计报表，支持报表格式自定义与导出。

18、进一步的，所述系统权限与数据安全管控模块具体包括用户分级权限管理单元、数据分级脱敏处理单元、操作行为全流程审计单元、数据加密传输单元、数据备份与恢复单元，用户分级权限管理单元采用基于角色的访问控制模型，完成系统管理员、业务管理员、普通查询用户不同角色的权限分配与管理，数据分级脱敏处理单元基于土地资源数据的敏感等级，对权属人信息、审批涉密信息、坐标位置敏感数据完成静态脱敏与动态脱敏处理，完成土地资源敏感数据的访问安全管控，操作行为全流程审计单元用于完成用户登录、数据查询、统计分析、数据导出全操作行为的全程记录与审计，完成操作行为的可追溯管理，数据加密传输单元采用国密加密算法完成数据传输过程与存储过程的加密处理，数据备份与恢复单元支持全量备份与增量备份结合的备份策略，完成数据库的定时备份与故障快速恢复。

19、进一步的，所述数据库动态更新与索引增量优化模块具体包括增量数据同步单元、数据一致性校验单元、索引增量更新单元、索引碎片清理单元、索引性能动态调优单元，增量数据同步单元支持实时同步与定时同步两种模式，完成土地审批、土地执法、遥感监测新增业务数据的自动同步与入库，数据一致性校验单元用于完成增量数据与现有数据库数据的一致性校验、重复数据识别与剔除、数据完整性校验，索引增量更新单元用于基于新增入库数据完成对应索引的增量更新，索引碎片清理单元用于定期完成索引碎片的扫描与清理，索引性能动态调优单元用于基于索引检索频率、查询执行效率、系统负载情况，完成索引结构的动态调整与优化。

20、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明构建了从多源数据采集处理、分布式数据库管理、多维度智能索引构建、自然语言智能查询解析、多维度统计分析、可视化交互展示到数据安全管控、数据库动态更新的全流程土地资源管理数据分析智能查询与统计系统，形成了完整闭环的土地资源数据智能管理体系，弥补了传统土地资源管理系统的不足，为土地资源数据的高效查询、深度统计分析与安全管控提供了系统化的技术支撑。

22、本发明通过土地资源多源异构数据的标准化采集与预处理，实现了土地权属、用地现状、国土空间规划、审批执法、遥感监测全维度数据的规范化汇聚，结合分布式数据库管理架构，实现了海量土地资源多类型数据的分类存储、高效调度与全生命周期管理，有效提升了土地资源数据的管理效率与调用便捷性，为后续的查询与统计分析提供了全面、规范的数据基础。

23、本发明构建了空间索引、属性索引、全文索引融合的多级混合智能索引体系，可实现多类型索引的协同调度与检索路径的动态优化，大幅提升了多维度复合查询的执行效率，同时通过自然语言交互查询解析模块，可实现用户自然语言查询需求的精准解析与转换，降低了系统的使用门槛，提升了查询结果的匹配度与召回率，可精准适配不同用户的差异化查询需求。

24、本发明的多维度数据统计分析模块，可实现土地资源数据多时空尺度的统计计算、维度钻取与趋势研判，结合统计指标权重的动态自适应分配，可适配不同查询统计场景的个性化需求，提升了统计分析结果与用户实际需求的契合度，同时通过时空关联分析单元，可深度挖掘土地资源数据的时空变化规律与多要素关联特征，为土地资源精细化管理提供了深度的数据支撑。

25、本发明通过系统权限与数据安全管控模块，实现了用户分级权限精细化管控、数据分级脱敏处理与操作行为全流程审计，有效保障了土地资源敏感数据的访问安全与合规使用，同时通过数据库动态更新与索引增量优化模块，可实现增量数据的实时同步与索引的增量更新，规避了全量索引重建带来的系统性能损耗，持续提升系统的查询与统计执行效率，保障了系统长期运行的稳定性与高效性。