顾及拓扑语义特征的GIS协同编辑冲突检测与消解方法与流程

本发明属于webgis实时协同编辑，具体涉及一种顾及拓扑语义特征的gis协同编辑冲突检测与消解方法。

背景技术：

1、随着webgis平台和多终端协同作业的发展，多个用户可在同一协同会话中对同一空间数据集执行新增、删除、移动、拆分、合并、几何修改或属性修改等操作。现有协同编辑方案可通过消息同步、版本比较或对象锁控制编辑顺序，也可在提交或入库阶段通过gis拓扑检查发现重叠、缝隙、自交或悬挂等问题。

2、但是，消息同步或版本比较主要处理同一对象或同一版本之间的修改差异，通常不能直接判断一个编辑事件对相邻、包含、依附或控制关系要素造成的影响；对象锁会降低并发编辑效率，也难以覆盖不同要素之间的间接影响；提交后的拓扑检查则不能在未决编辑事件相互叠加之前给出处理结果。

3、因此，需要一种适用于gis协同编辑的冲突检测与消解方法，将多个编辑端产生的事件转换为统一事件对象，确定各事件的空间、属性和依赖影响范围，同时识别同一要素直接冲突及由拓扑关系和业务语义共同导致的间接冲突，并在处理结果提交前进行重新校验和版本一致性控制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种顾及拓扑语义特征的gis协同编辑冲突检测与消解方法，打破传统实时协同、拓扑检查、冲突消解三者相互割裂的技术现状，构建从实时编辑事件接入到结果闭环同步的全链路一体化流程，实现拓扑冲突与业务语义冲突的联合实时识别，通过分级消解机制在多用户并发效率和空间数据合规性之间取得最优平衡。

2、为了便于理解，本发明涉及的专业术语包括如下：

3、协同编辑端：指产生gis新增、删除、移动、拆分、合并、属性修改等编辑操作的客户端集合；

4、实时编辑事件流：指多个协同编辑端连续发送的原始编辑操作事件序列；

5、协同编辑事件对象：指由原始编辑事件标准化解析得到的统一事件对象，用于后续影响域提取、冲突检测和结果回写；

6、几何影响域：指当前编辑事件可能影响的空间范围，可表现为外接矩形、缓冲区、多边形区域或拓扑邻域；

7、属性影响集合：指当前编辑事件涉及的属性字段及其变更范围；

8、操作依赖关系：指当前编辑事件与前序编辑事件、基础版本或待确认事件之间的依赖关系；

9、相关要素集合：指基于几何影响域从空间索引中检索得到的可能受影响地理要素集合；

10、拓扑规则库：指用于描述地理要素之间相交、覆盖、邻接、闭合、缝隙、悬挂、依附等空间约束的规则集合；

11、语义约束库：指用于描述要素类型、业务优先级、禁限关系、控制性要素关系和依附关系的规则集合；

12、冲突记录：指记录冲突来源、目标要素、命中规则、影响范围、冲突等级和推荐处理策略的结构化结果；

13、冲突处理结果事件：指记录消解方式、处理前后版本、责任用户、回滚标记和最终状态的结果事件；

14、冲突评价参数：指用于量化冲突严重程度的四类核心归一化指标，包括拓扑严重度、语义权重、影响范围和并发接近度；

15、综合冲突分值：指由四类冲突评价参数及其拓扑语义耦合量按预设权重计算得到的归一化分值，是冲突分级的评分依据；

16、事件依赖有向无环图：指以提交序列号递增为连接方向，记录所有编辑事件之间前序、后继依赖关系的结构化图结构，用于回滚场景下快速定位影响事件闭包；

17、用户端幂等更新：指协同编辑端通过唯一结果标识去重、仅应用提交序列号大于本地已处理序列号结果的机制，保障多端状态同步一致。

18、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

19、本发明第一方面，提供了一种顾及拓扑语义特征的gis协同编辑冲突检测与消解方法，包括：

20、s1、接收多个协同编辑端产生的实时编辑事件，根据会话标识、基础版本和事件状态，从所述实时编辑事件中确定当前编辑事件及与其相关的候选编辑事件；

21、s2、对所述当前编辑事件和候选编辑事件进行标准化解析，生成协同编辑事件对象，所述协同编辑事件对象至少包括事件标识、用户标识、要素标识、操作类型、时间戳、基础版本、几何变更内容、属性变更内容和依赖标识；

22、s3、根据所述协同编辑事件对象构造对应的候选编辑后状态，并确定几何影响域、属性影响集合和操作依赖集合；

23、s4、基于所述几何影响域检索空间相关要素，基于要素关联关系检索具有依附关系或控制关系的关联要素，并结合所述候选编辑事件形成冲突检测集合；

24、s5、基于要素标识、基础版本、属性影响集合和几何变更内容，对所述当前编辑事件与候选编辑事件执行直接冲突检测；计算所述候选编辑后状态与所述空间相关要素或关联要素之间的拓扑关系，并将所述拓扑关系与语义约束进行匹配，以执行间接冲突检测；

25、s6、根据所述直接冲突检测和间接冲突检测的结果生成冲突记录，并根据命中的强制约束或冲突评价参数确定冲突等级及候选处理策略；

26、s7、根据所述候选处理策略生成候选处理结果，在隔离的候选状态中对所述候选处理结果重新执行所述直接冲突检测和间接冲突检测，并校验所述基础版本；

27、s8、在重新检测通过且所述基础版本未发生变化时，将所述候选处理结果写入版本库或业务库，更新事件依赖关系，生成带有处理后版本和处理状态的处理结果事件，并将所述处理结果事件广播至相关协同编辑端；在重新检测未通过或所述基础版本发生变化时，重新确定所述冲突检测集合并执行冲突检测。

28、进一步地，步骤s1中，所述实时编辑事件通过websocket、长连接推送、消息队列中的至少一种或多种组合实时通信机制进行传输。

29、进一步地，步骤s2中，所述的标准化解析过程，具体为：

30、从原始编辑事件中提取事件唯一标识、用户标识、会话标识、要素标识、要素类型、操作类型、时间戳、基础版本、几何变更内容、属性变更内容和前序依赖标记，生成统一结构的协同编辑事件对象；

31、基于统一结构的协同编辑事件对象，针对不同编辑操作的特性差异化保留核心变更信息，包括：几何修改、移动、拆分和合并类操作，保留变更前后的几何信息或关键几何差异；属性修改类操作保留被修改字段及字段值变化；删除类操作保留被删除要素的原始几何、属性和依附关系。

32、进一步地，在步骤s3中，所述几何影响域根据不同操作类型匹配生成对应形态：新增面或修改面边界操作，将新增区域、删除区域、边界移动区域及其缓冲区作为几何影响域；移动点或移动线操作，将移动前后位置及移动路径缓冲区作为几何影响域；拆分线或拆分面操作，将拆分线及受拆分要素的拓扑邻域作为几何影响域；合并面操作，将参与合并的全部面要素及其外边界邻域作为几何影响域；

33、对于仅包含属性变更而不包含几何变更的编辑事件，以被编辑要素的原始几何包络、与所述被编辑要素具有依附关系或控制关系的关联要素范围，作为所述编辑事件的检索范围。

34、进一步地，在步骤s4中，所述冲突检测集合，包括空间候选要素、关系候选要素和事件候选对象；

35、所述空间候选要素通过空间索引在几何影响域内检索得到，所述关系候选要素通过依附关系、控制关系或业务关联关系检索得到，所述事件候选对象为与当前编辑事件具有相同会话标识并满足预设版本关系或事件状态条件的未决编辑事件。

36、进一步地，在步骤s5中：

37、所述直接冲突检测包括，当当前编辑事件与候选编辑事件具有相同要素标识或作用于同一基础要素时，取得二者共同的基础状态，分别生成第一候选编辑后状态和第二候选编辑后状态；

38、对于属性变更，当二者的属性影响集合存在相同字段且对应候选字段值不同时，确定属性直接冲突；

39、对于几何变更，先判断二者的几何变更区域是否相交；在相交时，分别按照先执行当前编辑事件再执行候选编辑事件的顺序和先执行候选编辑事件再执行当前编辑事件的顺序生成两个组合状态，当所述两个组合状态在预设几何容差下不等价时，确定几何直接冲突；

40、当一事件为删除操作而另一事件为修改、拆分或合并操作，或者二者作用于相同基础要素但操作结果不能同时成立时，确定操作直接冲突。

41、进一步的，所述间接冲突检测基于拓扑规则和语义约束执行，所述拓扑规则至少包括源要素类型、目标要素类型、拓扑谓词、允许容差、规则严重度、强制约束标记和候选处理策略；所述语义约束至少包括源要素类型、目标要素类型、业务关系、业务优先级、禁止或限制属性、语义权重和强制约束标记。

42、进一步地，所述间接冲突检测包括：

43、对候选编辑后状态与相关要素计算相交、包含、邻接、距离、闭合、悬挂或依附中的至少一种拓扑谓词；

44、根据源要素类型和目标要素类型查询对应语义约束；

45、当所述拓扑谓词满足语义约束规定的禁止条件或超出所述语义约束规定的容差时，生成间接冲突记录。

46、进一步地，将间接冲突检测步骤中纳入语义约束的禁止穿越、控制边界不得破坏或指定依附关系不得断开中的至少一种设置为强制约束；

47、当命中所述强制约束时，将对应冲突确定为预设的高等级冲突，不通过其他低权重评价参数降低所述冲突等级；

48、未命中强制约束的冲突按照冲突评价参数计算冲突等级。

49、进一步地，所述冲突评价参数包括拓扑严重度、语义权重、影响范围和并发接近度，、、和的取值区间均为；

50、根据和计算拓扑语义耦合量，按照计算综合冲突分值，其中各权重、、、、均为非负数且权重之和为1；

51、根据所述直接冲突检测的结果确定直接冲突等级下限，其中，未检测到直接冲突时，；检测到属性直接冲突或几何直接冲突时，；检测到操作直接冲突时，；

52、根据所述综合冲突分值s确定评分等级：当s小于第一阈值时，；当s大于或等于第一阈值且小于第二阈值时，；当s大于或等于第二阈值时，；当命中强制约束时，将最终冲突等级确定为三级冲突；

53、当未命中强制约束时，按照确定最终冲突等级l。

54、进一步的，等级值1、2和3分别对应一级冲突、二级冲突和三级冲突。

55、进一步地，在步骤s8中，所述在重新检测未通过或所述基础版本发生变化时，重新确定所述冲突检测集合并执行冲突检测，包括：

56、在隔离的候选状态中应用候选处理策略，重新生成几何影响域、属性影响集合和操作依赖集合并执行直接冲突检测和间接冲突检测；

57、重新检测通过后开启数据库事务，按照要素标识顺序锁定待写入要素，比较各待写入要素的当前版本号与协同编辑事件对象中的基础版本号，并比较当前规则版本与冲突检测时使用的规则版本；

58、当各版本一致时，在同一事务中写入要素结果、递增版本号、写入事件依赖关系和处理结果事件；当任一版本不一致或事务发生序列化失败时回滚所述事务，基于最新版本重新执行冲突检测。

59、所述更新事件依赖关系，具体包括：

60、所述事件依赖关系构成以提交序列号递增方向连接的有向无环图；

61、当已提交事件被回滚时，从所述有向无环图中确定该事件的后继事件闭包，在隔离修复分支中从该事件之前的版本恢复状态，排除该事件，并按照拓扑顺序对后继事件重新执行影响信息确定、冲突检测、分级和处理；

62、修复分支通过重新检测后，将其作为新的当前版本原子发布，保留原事件记录并生成用于标识补偿、替代关系及新提交序列号的处理结果事件。

63、本发明第二方面，基于上述方法同样的发明构思，本发明还提供了一种顾及拓扑语义特征的gis协同编辑冲突检测与消解系统，执行上述方法的运行，所述系统包括事件接入模块、影响信息确定模块、候选对象检索模块、冲突检测模块、冲突处理模块以及结果提交模块，其中：

64、所述事件接入模块，用于接收多个协同编辑端产生的实时编辑事件，根据会话标识、基础版本和事件状态从所述实时编辑事件中确定当前编辑事件及与其相关的候选编辑事件，对所述当前编辑事件和候选编辑事件进行标准化解析，生成协同编辑事件对象，所述协同编辑事件对象至少包括事件标识、用户标识、要素标识、操作类型、时间戳、基础版本、几何变更内容、属性变更内容和依赖标识；

65、所述影响信息确定模块，用于根据所述协同编辑事件对象构造对应的候选编辑后状态，确定几何影响域、属性影响集合和操作依赖集合；

66、所述候选对象检索模块，用于基于所述几何影响域检索空间相关要素，基于要素关联关系检索具有依附关系或控制关系的关联要素，并结合所述候选编辑事件形成冲突检测集合；

67、所述冲突检测模块，用于基于要素标识、基础版本、属性影响集合和几何变更内容，对所述当前编辑事件与候选编辑事件执行直接冲突检测，计算所述候选编辑后状态与所述空间相关要素或关联要素之间的拓扑关系，并将所述拓扑关系与语义约束进行匹配以执行间接冲突检测，根据所述直接冲突检测和间接冲突检测的结果生成冲突记录，并根据命中的强制约束或冲突评价参数确定冲突等级及候选处理策略；

68、所述冲突处理模块，用于根据所述候选处理策略生成候选处理结果，在隔离的候选状态中对所述候选处理结果重新执行所述直接冲突检测和间接冲突检测；

69、所述结果提交模块，用于校验所述基础版本，在重新检测通过且所述基础版本未发生变化时，将所述候选处理结果写入版本库或业务库，更新事件依赖关系，生成带有处理后版本和处理状态的处理结果事件并广播至相关协同编辑端；在重新检测未通过或所述基础版本发生变化时，触发重新确定所述冲突检测集合并执行冲突检测的流程。

70、本发明的第三方面，提出了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使所述电子设备执行本发明提出的一种顾及拓扑语义特征的gis协同编辑冲突检测与消解方法所有步骤。

71、本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明提出的一种顾及拓扑语义特征的gis协同编辑冲突检测与消解方法所有步骤。

72、本发明的第五方面，提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明提出的一种顾及拓扑语义特征的gis协同编辑冲突检测与消解方法所有步骤。

73、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

74、1、本发明从实时编辑事件流出发直接完成冲突检测，替代传统提交入库后的静态事后校验，在编辑操作生成的第一时间就完成冲突识别，避免多轮操作叠加后形成复杂冲突问题，从根源上减少了后续回溯修正的工作量。

75、2、全流程采用统一术语体系与一致的数据处理链路，彻底打破了传统实时同步、拓扑检查、冲突消解三者相互独立、数据不同步的技术现状，避免不同环节数据标准不统一导致的流程割裂问题。

76、3、支持同时识别直接冲突以及由拓扑规则与业务语义约束共同判定的间接冲突；通过联合利用拓扑关系信息和业务语义信息，减少仅依据单一类型信息进行冲突判定时可能产生的误报或漏报。

77、4、通过三级分级消解机制，在多用户协同编辑效率与地理数据正确性之间取得最优平衡：低风险冲突无需人工介入即可自动完成消解，复杂高风险冲突触发人工确认流程，整体冲突处置效率大幅提高。

78、5、通过回滚标记、结果同步机制让消解结果可反向支撑后续事件的依赖解析，形成自运行的完整协同编辑闭环，可应用于城市更新、国土调查等对空间数据合规性要求较高的行业场景。

79、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。