一种多源异构地下管网数据的处理方法、系统及设备与流程

本发明涉及地下管网数据处理，特别是指一种多源异构地下管网数据的处理方法、系统及设备。

背景技术：

1、城市地下管网数据通常来源于cad竣工图、gis管线图层、bim构件模型、物探成果、巡检记录、iot传感数据和历史台账等。由于不同来源在坐标基准、字段命名、精度等级、更新周期和拓扑表达方式上存在明显差异，而现有平台多采用人工规则或简单字段映射实现数据入库，难以准确处理同一管线实体在多源数据中的同名异义、异名同义、坐标偏移、端点断裂、重叠管段、管井连接关系缺失及属性冲突等问题，导致一张图成果存在可信度低、维护成本高、难以持续更新的问题。

2、实际项目中更棘手的问题不是把图层叠到一起，而是判断哪些记录对应同一条管段、哪些端点应当连接、哪些属性应当作为主值、哪些异常需要人工复核。因此，需要一种把语义对齐、空间配准、拓扑校正和冲突消解放到同一处理链路中的融合构建方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种多源异构地下管网数据的处理方法、系统及设备，以提高多源异构地下管网数据融合处理的效率及准确性，为地下管网的规划、建设、维护等提供全生命周期的精准数据支撑。

2、为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种多源异构地下管网数据的处理方法，包括：

3、获取地下管网的多个源数据集；

4、基于预设地下管网语义模型和预设管网约束条件对多个所述源数据集中数据信息进行对齐及连接处理，确定地下管网中管网对象的候选连接图；所述候选连接图中的每个顶点表示一个候选融合对象，所述候选融合对象中包含多个表示同一实体管网对象的候选管网对象；所述候选连接图中的候选连接边表示两个候选融合对象之间的候选连接关系；

5、基于所述候选融合对象中任一候选管网对象在目标状态下所述候选连接图的局部连接代价，对所述候选融合对象及所述候选连接边进行迭代更新处理，以得到更新候选融合对象及更新候选连接边；

6、基于所述更新候选融合对象中候选管网对象及所述更新候选连接边的候选评分值，确定每个更新候选融合对象对应实体管网对象的目标信息记录单元；所述目标信息记录单元中包含当前更新候选融合对象对应实体管网对象的主选属性特征、备选属性特征、主选属性来源标识、备选属性来源标识、主选几何特征、备选几何特征、主选几何来源标识、备选几何来源标识、实体管网对象的连接关系及待复核连接关系。

7、在一个实施例中，基于预设地下管网语义模型和预设管网约束条件对多个所述源数据集中数据信息进行对齐及连接处理，确定地下管网中管网对象的候选连接图，包括：

8、基于所述预设地下管网语义模型对多个所述源数据集进行标准化处理，以确定所述地下管网中每个管网对象的标准信息记录单元；所述标准信息记录单元包括当前管网对象的标准语义、标准语义置信度、每个源数据集中表示所述当前管网对象的数据信息及该数据信息的源数据集标识；

9、基于每个管网对象的标准信息记录单元以及第一预设管网约束条件，确定地下管网中管网对象的候选连接图。

10、在一个实施例中，基于所述预设地下管网语义模型对多个所述源数据集进行标准化处理，以确定所述地下管网中每个管网对象的标准信息记录单元，包括：

11、基于多个所述源数据集，确定所述地下管网的每个管网对象的初始信息记录单元；所述管网对象包括地下管段及管网设施，所述初始信息记录单元包括每个源数据集中表示该管网对象的原始语义记录、数据信息及该数据信息的源数据集标识；

12、基于所述预设地下管网语义模型，对每个管网对象的初始信息记录单元中每个源数据集对应的原始语义记录进行映射处理，以得到每个管网对象的标准语义及标准语义置信度，并生成每个管网对象的标准信息记录单元；所述标准语义置信度表示将所述原始语义记录映射为标准语义的准确度。

13、在一个实施例中，基于每个管网对象的标准信息记录单元以及第一预设管网约束条件，确定地下管网中管网对象的候选连接图，包括：

14、基于所述标准信息记录单元，对多个所述源数据集中包含的管网对象进行划分，以得到多个候选身份图，所述候选身份图中包含多个表示同一实体的候选管网对象，且每个所述候选管网对象作为所述候选身份图的顶点，所述候选身份图中的连接边表示候选管网对象的候选身份边；

15、将所述候选身份图作为一个候选融合对象，并基于所述候选融合对象以及所述第一预设管网约束条件，确定两个候选融合对象之间的候选连接边；

16、基于所述候选融合对象以及所述候选连接边，构建并得到所述候选连接图。

17、在一个实施例中，基于所述候选融合对象中任一候选管网对象在目标状态下所述候选连接图的局部连接代价，对所述候选融合对象及所述候选连接边进行迭代更新处理，以得到更新候选融合对象及更新候选连接边，包括：

18、确定当前候选融合对象中当前候选管网对象在拆分状态下当前候选连接图的第一局部连接代价以及所述当前候选管网对象在融合状态下所述当前候选连接图的第二局部连接代价；

19、基于所述当前候选连接图的第一局部连接代价以及所述当前候选连接图的第二局部连接代价，对所述当前候选融合对象及所述当前候选连接图中的候选连接边进行更新处理，以得到所述当前候选融合对象的更新候选融合对象以及所述当前候选连接图中候选连接边的更新候选连接边；

20、将所述更新候选融合对象作为下一轮迭代更新处理的当前候选融合对象，并重复局部连接代价的确定及更新处理过程至达到迭代次数阈值或预设迭代条件时为止。

21、在一个实施例中，确定当前候选融合对象中当前候选管网对象在拆分状态下当前候选连接图的第一局部连接代价以及所述当前候选管网对象在融合状态下所述当前候选连接图的第二局部连接代价，包括：

22、通过下述公式确定对应局部连接代价：

23、

24、其中，i=1,2表示目标状态，i=1表示所述当前候选融合对象中的所述当前候选管网对象处于拆分状态，i=2表示所述当前候选融合对象中的所述当前候选管网对象处于融合状态；表示局部连接代价，第一局部连接代价表示为，第二局部连接代价表示为；表示所述当前候选管网对象连接两端的冲突值；表示所述当前候选管网对象连接两端的管径连续性偏差值；表示所述当前候选管网对象连接两端的高程区间冲突值；表示所述当前候选管网对象连接端的流向冲突值；表示在目标状态下当前候选连接图中的节点度数异常值；表示在目标状态下当前候选连接图中的节点邻域不连续性；分别表示对应参数的权重。

25、在一个实施例中，基于所述当前候选连接图的第一局部连接代价以及所述当前候选连接图的第二局部连接代价，对所述当前候选融合对象及所述当前候选连接图中的候选连接边进行更新处理，以得到所述当前候选融合对象的更新候选融合对象以及所述当前候选连接图中候选连接边的更新候选连接边，包括：

26、确定所述第一局部连接代价与所述第二局部连接代价的代价差值，响应于所述代价差值大于或等于拆分阈值，确定所述当前候选管网对象的候选身份边为无效身份边；

27、基于所述无效身份边对所述当前候选融合对象中对应的所述当前候选管网对象进行拆分处理，以得到所述更新融合对象；

28、基于所述更新融合对象以及第二预设管网约束条件，确定两个所述更新融合对象之间的更新候选连接边。

29、在一个实施例中，基于所述更新候选融合对象中候选管网对象及所述更新候选连接边的候选评分值，确定每个更新候选融合对象对应实体管网对象的目标信息记录单元，包括：

30、基于所述更新候选融合对象中每个候选管网对象的标准信息记录单元，确定每个候选管网对象的属性候选评分值以及几何候选评分值；

31、基于所述更新候选连接边，确定所述更新融合对象的连接候选评分值；

32、基于所述属性候选评分值、所述几何候选评分值以及所述连接候选评分值，将所述更新候选融合对象的多个候选管网对象进行排序，并按照排序顺序确定生成所述目标信息记录单元的主选属性特征、备选属性特征、主选几何特征、备选几何特征、实体管网对象的连接关系及待复核连接关系。

33、本发明的实施例还提供一种多源异构地下管网数据的处理系统，包括：

34、获取模块，用于获取地下管网的多个源数据集；

35、处理模块，用于基于预设地下管网语义模型和预设管网约束条件对多个所述源数据集中数据信息进行对齐及连接处理，确定地下管网中管网对象的候选连接图；所述候选连接图中的每个顶点表示一个候选融合对象，所述候选融合对象中包含多个表示同一实体管网对象的候选管网对象；所述候选连接图中的候选连接边表示两个候选融合对象之间的候选连接关系；基于所述候选融合对象中任一候选管网对象在目标状态下所述候选连接图的局部连接代价，对所述候选融合对象及所述候选连接边进行迭代更新处理，以得到更新候选融合对象及更新候选连接边；基于所述更新候选融合对象中候选管网对象及所述更新候选连接边的候选评分值，确定每个更新候选融合对象对应实体管网对象的目标信息记录单元；所述目标信息记录单元中包含当前更新候选融合对象对应实体管网对象的主选属性特征、备选属性特征、主选属性来源标识、备选属性来源标识、主选几何特征、备选几何特征、主选几何来源标识、备选几何来源标识、实体管网对象的连接关系及待复核连接关系。

36、本发明的实施例还提供一种计算设备，包括：存储器，用于存储一个或多个程序；一个或多个处理器，用于执行所述一个或多个程序，实现如上述所述的方法。

37、本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

38、1、本发明的方案先通过预设地下管网语义模型对多源数据集中的数据进行语义对齐，再基于对齐后的数据信息分别进行管网对象的身份确认和连接关系的建模，从根本上避免了管网对象的误合并；同时打通了规划、测绘、运维等部门间的数据壁垒，实现了多源数据的真正融合与共享，打破数据信息孤岛。

39、2、在确认管网对象的身份信息和连接关系后，基于候选管网对象在目标状态下候选连接图的局部连接代价来反向检验确认身份信息的正确性，以此实现对管网对象形成的候选融合对象进行更新，实现管网对象身份确认识别的双向校正，保证后续生成目标信息记录单元的准确性。

40、3、本方案最终生成目标信息记录单元包含对应正确识别身份的管网对象的主选属性特征、备选属性特征、主选属性来源标识、备选属性来源标识、主选几何特征、备选几何特征、主选几何来源标识、备选几何来源标识、对应的实体管网对象的连接关系及待复核连接关系，以最大化利用各源数据集的优势，为城市地下管网的精细化管理、运维提供精准数据支撑。

41、应当理解，本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。