多层级多专题空间数据组织与检索的方法及装置与流程

1.本发明涉及计算机技术领域，具体涉及多层级多专题空间数据组 织与检索的方法及装置。


背景技术：

2.空间数据是真实地理世界的空间对象的在计算机中的映射，是对 真实世界空间对象的概念化抽象。真实地理世界纷繁复杂，宏观、微 观的各类地理现象叠加和相互作用，因此空间数据本身具有多层级和 多专题性质。
3.空间数据的多层级性质指在不同尺度上对空间对象不同程度的 抽象，反映了不同的地理规律和现象。在数据层面表现为空间对象在 不同空间尺度或比例尺下具有不同的详略程度和空间形态。例如，一 栋房屋在小比例尺地图上抽象为一个无具体形状和大小的点，而在大 比例尺地图上则是一个有具体形状的多边形。空间数据的多专题性质 指不同的空间对象具有一定的专题属性。例如，一个曲线可能表示一 条河流，也可能表示一条道路。只有赋予该曲线一定的专题属性，空 间数据才有具体的地理意义。
4.现有的空间数据组织方式主要将具有相同空间尺度和专题属性 的空间对象组织为一个图层，图层之间相互独立。以图层为基本单元 的传统空间数据组织方式结构简单，这种方式割裂了空间对象在多个 层级和多个专题之间的内在关联，难以进行跨尺度跨专题空间数据组 织管理、检索和分析。
5.此外，空间大数据、智慧城市等空间信息应用的深入发展推动了 空间信息应用由专一化向规模化、综合化、体系化发展，需要各类空 间数据有机融合以支撑多源空间数据的综合分析。以图层为基本单元 的空间数据组织方式，缺乏空间数据在层级之间、专题之间有机关联， 难以满足跨层级跨专题的各类空间数据一体化分析、处理、挖掘的要 求。
6.综上，受制于现有技术，空间数据缺乏层级之间、专题之间关联。 因此，目前亟需一种多层级多专题空间数据组织与检索的技术解决上 述现有技术存在的问题。


技术实现要素：

7.由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种多层级多专 题空间数据组织与检索的方法及装置。
8.第一方面，本发明实施例提供了一种多层级多专题空间数据组织 与检索的方法，包括：
9.获取空间数据的图层信息；
10.根据所述图层信息生成索引库；
11.获取用户的检索信息；
12.根据所述检索信息从所述索引库中确定目标空间数据所属的空 间图层的图层信息；其中，所述空间图层包含多个空间要素对象；
13.根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定所述目 标空间数据对应
的第一空间要素对象集、第一关联图层集以及第一关 联空间要素对象集；
14.根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息以及预设的 空间关联规则确定所述目标空间数据对应的第二空间要素对象集、第 二关联图层集以及第二关联空间要素对象集。
15.进一步地，所述获取空间数据的图层信息，包括：
16.获取所述空间数据的空间属性、专题属性以及数据类型；
17.根据所述空间属性确定所述空间数据的层级信息；
18.根据所述专题属性确定所述空间数据的专题信息；
19.根据所述数据类型确定所述空间数据的数据类型信息；
20.根据所述层级信息、所述专题信息以及所述数据类型信息确定所 述空间数据的所述图层信息。
21.进一步地，在所述根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层 信息确定所述目标空间数据对应的第一空间要素对象集、第一关联图 层集以及第一关联空间要素对象集之前，还包括：
22.针对同一空间要素对象，根据所述空间要素对象所属的空间图层 确定所述空间要素对象在所述空间图层上的空间要素id。
23.进一步地，所述检索信息包括检索条件，所述根据所述目标空间 数据所属的空间图层的图层信息确定所述目标空间数据对应的第一 空间要素对象集、第一关联图层集以及第一关联空间要素对象集，包 括：
24.根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定所述目 标空间数据对应的目标图层；
25.根据所述检索信息从所述目标图层中确定满足所述检索条件的 第一空间要素对象集；
26.根据所述目标图层确定所述第一关联图层集；
27.获取所述第一空间要素对象集对应的第一空间要素id集；
28.根据所述第一空间要素id集确定第一关联空间要素对象集。
29.进一步地，所述预设的空间关联规则由空间关系算子以及约束条 件确定，所述根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息以及 预设的空间关联规则确定所述目标空间数据对应的第二空间要素对 象集、第二关联图层集以及第二关联空间要素对象集，包括：
30.通过所述空间关系算子计算不同空间图层上空间要素对象之间 的空间关系；其中，所述空间关系算子包括几何关系算子以及语义关 系算子；
31.根据所述约束条件确定所述空间关系算子的计算结果；
32.根据所述空间关系算子的计算结果以及所述目标空间数据所属 的空间图层的图层信息确定所述目标空间数据对应的所述第二空间 要素对象集、所述第二关联图层集以及所述第二关联空间要素对象 集。
33.第二方面，本发明实施例提供了一种多层级多专题空间数据组织 与检索的装置，包括：
34.获取模块，用于获取空间数据的图层信息；
35.处理模块，用于根据所述图层信息生成索引库；获取用户的检索 信息；根据所述检索信息从所述索引库中确定目标空间数据所属的空 间图层的图层信息；其中，所述空间图层包含多个空间要素对象；
36.所述处理模块，还用于根据所述目标空间数据所属的空间图层的 图层信息确定所述目标空间数据对应的第一空间要素对象集、第一关 联图层集以及第一关联空间要素对象集；
37.所述处理模块，还用于根据所述目标空间数据所属的空间图层的 图层信息以及预设的空间关联规则确定所述目标空间数据对应的第 二空间要素对象集、第二关联图层集以及第二关联空间要素对象集。
38.进一步地，所述处理模块具体用于：
39.获取空间数据的空间属性、专题属性以及数据类型；
40.获取所述空间数据的空间属性、专题属性以及数据类型；
41.根据所述空间属性确定所述空间数据的层级信息；
42.根据所述专题属性确定所述空间数据的专题信息；
43.根据所述数据类型确定所述空间数据的数据类型信息；
44.根据所述层级信息、所述专题信息以及所述数据类型信息确定所 述空间数据的所述图层信息。
45.进一步地，所述处理模块还用于：
46.在所述根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定 所述目标空间数据对应的第一空间要素对象集、第一关联图层集以及 第一关联空间要素对象集之前，针对同一空间要素对象，根据所述空 间要素对象所属的空间图层确定所述空间要素对象在所述空间图层 上的空间要素id。
47.进一步地，所述检索信息包括检索条件，所述处理模块具体用于：
48.根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定所述目 标空间数据对应的目标图层；
49.根据所述检索信息从所述目标图层中确定满足所述检索条件的 第一空间要素对象集；
50.根据所述目标图层确定所述第一关联图层集；
51.获取所述第一空间要素对象集对应的第一空间要素id集；
52.根据所述第一空间要素id集确定第一关联空间要素对象集。
53.进一步地，所述预设的空间关联规则由空间关系算子以及约束条 件确定，所述处理模块具体用于：
54.通过所述空间关系算子计算不同空间图层上空间要素对象之间 的空间关系；其中，所述空间关系算子包括几何关系算子以及语义关 系算子；
55.根据所述约束条件确定所述空间关系算子的计算结果；
56.根据所述空间关系算子的计算结果以及所述目标空间数据所属 的空间图层的图层信息确定所述目标空间数据对应的所述第二空间 要素对象集、所述第二关联图层集以及所述第二关联空间要素对象 集。
57.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、 处理器及存储在
存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处 理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的多层级多专题空 间数据组织与检索的方法。
58.第四方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介 质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第 一方面所述的多层级多专题空间数据组织与检索的方法。
59.由上述技术方案可知，本发明实施例提供的多层级多专题空间数 据组织与检索的方法及装置实现了跨层级跨专题空间数据的有机关 联，通过空间数据编码组织、空间关联规则约束和空间关系推理的方 法解决了跨层级跨专题空间数据的组织、检索和获取问题，实现了多 层级多专题空间数据的一体化协同管理。
附图说明
60.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而 易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 图获得其他的附图。
61.图1为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的系统框架；
62.图2为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的流程示意图；
63.图3为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的流程示意图；
64.图4为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的示意图；
65.图5为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的示意图；
66.图6为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的流程示意图；
67.图7为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的示意图；
68.图8为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的示意图；
69.图9为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的示意图；
70.图10为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的示意图；
71.图11为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的方法的示意图；
72.图12为本发明一实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检 索的装置的结构示意图；
73.图13为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
74.下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实 施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本 发明的保护范围。
75.为了更好地解释本发明，首先需要区分两个概念：空间对象和空 间要素对象。
76.具体的，空间对象指真实地理世界中的空间对象，空间要素对象 指真实地理世界的空间对象在计算机中映射的概念化对象。
77.本发明实施例提供的多层级多专题空间数据组织与检索的方法， 可以适用于如图1所示的系统架构中，该系统架构包括客户端100、 空间数据组织与检索服务器200、索引库300。
78.具体的，客户端100用于获取空间数据的图层信息以及用户的检 索信息。
79.具体的，空间数据组织与检索服务器200用于根据来自客户端 100的检索信息从索引库300中确定目标空间数据所属的空间图层的 图层信息。
80.具体的，索引库300用于存储图层信息。
81.需要说明的是，图1仅是本发明实施例系统架构的一种示例，本 发明对此不做具体限定。
82.基于上述所示意的系统架构，图2为本发明实施例提供的一种多 层级多专题空间数据组织与检索的方法所对应的流程示意图，如图2 所示，该方法包括：
83.步骤201，获取空间数据的图层信息。
84.步骤202，根据图层信息生成索引库。
85.步骤203，获取用户的检索信息。
86.步骤204，根据检索信息从索引库中确定目标空间数据所属的空 间图层的图层信息。
87.需要说明的是，其中，空间图层包含多个空间要素对象。
88.步骤205，根据目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定目 标空间数据对应的第一空间要素对象集、第一关联图层集以及第一关 联空间要素对象集。
89.步骤206，根据目标空间数据所属的空间图层的图层信息以及预 设的空间关联规则确定目标空间数据对应的第二空间要素对象集、第 二关联图层集以及第二关联空间要素对象集。
90.本发明实施例在步骤202中，以空间图层为基本单元，将市、县 (区)、镇等多层级，国土、规划、森林等多专题空间数据纳入到统一 的空间数据框架下进行一体化的组织与管理，具体的步骤流程如图3 所示，如下：
91.步骤301，获取空间数据的空间属性、专题属性以及数据类型。
92.需要说明的是，本发明实施例中，对于一个空间图层，其基本属 性包括空间属性、专题属性以及数据类型。
93.步骤302，根据空间属性确定空间数据的层级信息。
94.步骤303，根据专题属性确定空间数据的专题信息。
95.步骤304，根据数据类型确定空间数据的数据类型信息。
96.步骤305，根据层级信息、专题信息以及数据类型信息确定空间 数据的图层信息。
97.本发明实施例在步骤301中，数据类型描述了空间图层所属的类 型，例如矢量数据、遥感影像数据、激光点云数据等。
98.具体的，专题属性描述了空间图层所属的专题类型，例如一个空 间图层是林地、草地、耕地等。
99.进一步地，空间属性包括空间投影，例如空间图层采用国家2000 投影坐标系，空间尺度即空间图层的比例尺或分辨率。
100.需要说明的是，本发明实施例中所有的空间图层经过数据预处 理，已经转换到相同的空间投影基准下。因此，在本发明实施例中， 一个空间图层可用数据类型、行政层级和专题属性进行完备描述。
101.基于此，本发明实施例中的图层信息由4个部分构成，分别为： 层级描述编码、层级编码、专题编码以及数据类型编码。
102.具体的，纵向层级描述编码用于描述当前层级编码所属的行政层 级。
103.在一种可能的实施方式中，根据国家行政区划，层级分为国家、 省、市、县、镇、村共6级，本发明实施例中分别用0至6来描述。 因此，层级编码只需要1字节，如表1所示。
104.表1
[0105][0106]
需要说明的是，空间数据具有多种比例尺或分辨率。在城市管理 中，不同行政层级的部门业务所涉及的问题不同，空间数据的比例尺、 详略程度等通常与其所处的行政层级密切相关，城镇空间数据通常对 应一定的行政层级。例如市级业务部门更关注宏观统计，而镇级部门 更关注微观管理。
[0107]
进一步地，在步骤302中，本发明实施例采用行政层级对空间数 据进行纵向编码，而不是空间数据自身的比例尺或分辨率。纵向行政 层级编码构建不同空间图层的纵向关联关系。纵向行政层级编码根据 行政区划层级进行编码。
[0108]
在一种可能的实施方式中，采用从国家到村的6级编码格式，如 图4所示。一个完整的纵向层级信息编码可用6级编码完整表示。对 于限定到一定区域的应用，可使用较少的层级的编码。以重庆市为例， 只需要“省
‑
县
‑
镇
‑
村”即可。
[0109]
表2
[0110][0111]
举例来说，如上述表2所示，是以重庆市行政区划示例。根据市、 县(区)、镇行政层级构建层级编码，对于市、县(区)、镇等每个行政 层级用1字节进行编码，其值域为[0,255]，每一级可以描述256个行 政单位。
[0112]
在一种可能的实施方式中，为了简化编码，将每一级的0值设为 空值，即无效值，不代表任何一个行政单位。因此，本发明实施例中， 每一级行政单位的编码从1开始，可以描述255个行政单位。
[0113]
进一步地，以“重庆市綦江区赶水镇”为例，如表3所示，其十 六进制编码为0x050302。
[0114]
表3
[0115][0116]
进一步地，本发明实施例中“重庆市
‑
綦江区”的编码如表4所示。
[0117]
表4
[0118][0119]
需要说明的是，由于并未到达镇一级，因此镇级编码值为0x00。 因此“重庆市綦江区”的十六进制编码为0x000300。
[0120]
进一步地，本发明实施例中的纵向多层级编码本身具有一个行政 区划单位的多个层级信息，通过对相应行政层级编码的掩模运算，可 以提取该行政区划单位所属的市、县(区)、镇的纵向层级编码及层级 之间的隶属关系，从而实现多层级空间数据的有机关联。
[0121]
举例来说，“重庆市
‑
綦江区
‑
赶水镇”的编码为0x050302，通过 与0xff0000掩码进行“与”运算，可以提取赶水镇所属的省(市、区) 的编码，即0x050000。
[0122]
本发明实施例在步骤303中，根据专题属性确定空间数据的专题 信息。
[0123]
需要说明的是，城镇管理涉及各种专题的空间数据。空间数据通 常采用的树状分类体系，实现空间数据的专题分类管理。
[0124]
进一步地，如表5所示，是城镇空间数据三级专题分类体系示例。
[0125]
表5
[0126][0127]
在一种可能的实施方式中，根据专题业务应用对空间数据建立的 横向专题分类，本发明实施例构建市、县(区)、镇三级共同遵守的专 题数据分类规范。如表5所示，专题分为一、二、三级3级。
[0128]
具体的，使用1字节，可以管理255种一级分类。值域为[0,255]。 同样的，使用1字节，可以管理255种二级分类，值域为[0,255]。使 用1字节，可以管理255种三级分类，值域为[0,255]。
[0129]
在一种可能的实施方式中，完整的空间数据专题编码由一级分 类、二级分类、三级分类构成。
[0130]
举例来说，如表6所示，“地表数据
‑
土地利用
‑
未用地”编码完整 的十六进制专题分类编码为：0x000103。
[0131]
表6
[0132][0133]
需要说明的是，本发明实施例中，与纵向行政层级编码类似，横 向层级编码本身具有了分类层次编码，通过掩模运算，可以提取该图 层所属的一、二类分类编码。
[0134]
本发明实施例在步骤304中，空间数据类型编码描述空间数据的 数据类型信息。空间数据的数据类型信息包括：矢量、遥感影像、三 维模型、实时传感等。
[0135]
在一种可能的实施方式中，使用1字节来描述数据类型信息。如 表7所示。
[0136]
表7
[0137] 数据类型编码1矢量数据0x012遥感影像0x023高程数据0x034地理实体数据0x045三维模型数据0x056激光点云0x067bim数据0x078智能感知数据0x089地名地址数据0x09
[0138]
本发明实施例在步骤305中，根据层级信息、专题信息以及数据 类型信息确定空间数据的图层信息。
[0139]
举例来说，以“重庆市綦江区赶水镇”、“地表数据土地利用未 用地”为例，该图层信息的完整的编码为：0x0500030200010301，如 表8所示。
[0140]
表8
[0141] 层级描述编码层级编码专题编码数据类型十六进制编码0x050x0003020x0001030x01
[0142]
上述方案，将不同层级、不同专题的空间数据对应的空间图层纳 入到统一体系中进行一体化管理，通过编码体系可以快速准确的检索 和定位到目标空间数据对应的空间图层。
[0143]
上述通过图层级空间数据编码建立起了图层之间的关联关系，但 并没有建立不同空间图层内部空间要素对象之间的关联。
[0144]
进一步地，本发明在步骤205之前，针对同一空间要素对象，根 据空间要素对象所属的空间图层确定空间要素对象在空间图层上的 空间要素id。
[0145]
需要说明的是，真实地理环境中的空间对象在不同层级下具有不 同的抽象程度，表现为空间要素对象在不同比例尺或分辨率的地图上 具有不同的详细程度和形态。
[0146]
具体的，如图5所示的空间要素对象，在市级层次上形状为简单 的矩形，在县(区)级层次上表现为细节更丰富的多边形，在镇级层次 上细节更加丰富并且形态变为多个相
离的多边形。但三者在语义上却 是相同的空间对象。从市级到县级该建筑的空间对象之间不再是一一 对应关系，而是一对多的关系，因此要素级空间对象编码要建立起同 一空间要素对象在不同尺度或层级上的有机关联，形成跨层级上下文 的要素级多层级空间对象编码，确保语义的一致性，以适应从市级的 宏观管控到镇级的精细管理的多层次空间信息应用的需要。
[0147]
本发明实施例中，要素级多层级空间对象编码为空间要素对象分 配唯一的空间要素id，因此在不同尺度图层上的同一地理空间对象， 可以通过相同的空间要素id判断为同一地理空间对象，由此建立起 空间要素对象的跨层级关联关系。
[0148]
进一步地，由于空间对象的形态随着尺度的变小，形态会发生变 化，可能分解为多个子部分，每个子部分在小尺度图层上为独立的空 间对象。因此，为同一地理空间对象的各个空间要素对象分配相同的 空间要素id并不适用。因此，需要建立新的能够描述整体和子部分 的空间要素id编码体系。
[0149]
本发明实施例中采用多级空间要素编码方法为每一个空间要素 对象构建编码，通过编码的推理，实现不同尺度下空间要素对象之间 的关联。
[0150]
举例来说，一个空间要素对象f的空间要素id由以下3个部分 构成：
[0151]
1、市级编码：市级编码为f在市级图层上所对应的空间要素对 象的空间要素id。
[0152]
2、县(区)级编码：县(区)级编码为f在县(区)级图层上所对应的 空间要素对象的空间要素id。
[0153]
3、镇级编码：镇级编码为f在镇级图层上所对应的空间要素对 象的空间要素id。
[0154]
在一种可能的实施方式中，完整的空间要素对象的空间要素id 格式为：市级编码
‑
县级编码
‑
镇级编码。如图5所示，圆圈内的空间 对象的空间要素id由市级和县级编码构成，其完整的编码为： 001
‑
031
‑
002。
[0155]
具体的，001为该空间要素对象在市级图层上所对应的空间要素 id；001
‑
031为该空间要素对象在县(区)级图层上所对应的空间要素 id；001
‑
031
‑
002为该空间要素对象在镇级图层上完整的空间要素id。
[0156]
上述方案，多级空间要素编码构建了地理空间对象在多个层级之 间的关联关系。通过回溯要素编码，可以找到同一地理空间对象在不 同层级空间图层上所对应的空间要素对象，解决了要素级跨层级的空 间对象的一体化关联与组织管理问题。
[0157]
上述根据空间数据之间相对稳定的确定性关系，通过图层信息以 及空间要素id构建能够将各类空间数据纳入统一管理框架的空间组 织体系。此外，空间对象之间还存在大量无法用编码确定描述的隐式 空间关系。
[0158]
举例来说，桥梁通常位于河流之上，二者的关系为穿越关系。此 类空间对象之间的关系无法用编码进行确切地描述，需要通过空间关 系计算来动态获取。
[0159]
本发明实施例中，预设的空间关联规则由空间关系算子以及约束 条件确定，在步骤206中，具体的步骤流程如图6所示，如下：
[0160]
步骤601，通过空间关系算子计算不同空间图层上空间要素对象 之间的空间关系。
[0161]
需要说明的是，空间关系算子包括几何关系算子以及语义关系算 子。
[0162]
步骤602，根据约束条件确定空间关系算子的计算结果。
[0163]
步骤603，根据空间关系算子的计算结果以及目标空间数据所属 的空间图层的图层信息确定目标空间数据对应的第二空间要素对象 集、第二关联图层集以及第二关联空间要素对象集。
[0164]
本发明实施例在步骤601中，在一种可能的实施方式中，空间对 象之间的空间关系可分为几何关系和语义关系两类。
[0165]
具体的，几何关系指通过几何方法来确定的空间对象之间的关 系，包括拓扑关系、方位关系等。
[0166]
进一步地，拓扑关系指在发生拉伸、压缩、旋转等拓扑变换下仍 能空间对象之间仍能保持不变的关系，因此拓扑关系是空间对象之间 的内在关系。在地理信息系统中，主要拓扑关系如表9所示。
[0167]
表9
[0168] 算子说明1intersects相交2disjoint相离3contain包含4within被包含5covers覆盖6crosses穿越7equals相等8touches接触
[0169]
本发明实施例中，语义关系指空间对象几何关系以外的关系，包 括属性关系和专题业务关系。
[0170]
具体的，属性关系基于空间对象本身关联一定的属性。
[0171]
举例来说，空间对象的名称、地址等属性。空间对象的属性本身 隐含一定的空间关系，特别是地址属性。
[0172]
比如，xxx研究院园区的地址为：北京市朝阳区大屯路甲yy 号。该地址属性描述了：
[0173]
1、位置信息：北京市朝阳区大屯路甲yy号。
[0174]
2、隶属信息：大屯路甲yy号隶属于朝阳区，朝阳区隶属于北 京市。
[0175]
进一步地，通过空间对象间的地址属性本身的层级关系，建立起 不同空间对象之间的纵向层级关系。
[0176]
具体的，根据地址属性可以建立不同空间对象之间的关联和隶属 关系。
[0177]
举例来说，根据“园区1号楼”和“园区2号楼”的两个地址，可 以建立起如图7所示的隶属关系。也就是说，存在一个“园区”，同时 1号楼和2号楼都隶属于“园区”。
[0178]
进一步地，专题业务关系是一种与具体的业务领域需求密切相关 的特殊的属性关系。
[0179]
举例来说，规划领域中某些专题图层数据之间密切相关，而在监 测领域这些专题图层则不再相关。需要根据专题业务领域需求定义特 定的专题业务关系。
[0180]
基于上述空间关系的说明，下面具体介绍本发明实施例步骤601 中如何通过空间
关系算子计算不同空间图层上空间要素对象之间的 空间关系。
[0181]
首先，介绍空间关系推理的概念，空间关系推理是利用空间关系 算子来计算空间对象之间的关系，实现空间关系推理。本发明中，空 间关系推理的示意图如图8所示，主要包括：
[0182]
1、源图层source，指空间关系推理中的主图层。
[0183]
2、目标图层target。
[0184]
需要说明的是，空间关系推理中计算target图层上空间要素对象 与source图上的空间要素对象之间的空间关系。
[0185]
3、空间关系算子operator，用于计算source和target图层上空 间要素对象之间空间关系的算子。空间关系算子计算结果生成result 对象。
[0186]
在一种可能的实施方式中，在result对象中，记录结果状态以布 尔类型变量true/false来表示两个空间要素对象是否满足空间关系算 子所定义的条件。
[0187]
需要说明的是，本发明实施例中，空间关系推理需要空间关系算 子库支撑，空间关系算子库的定义如图9所示。
[0188]
具体的，基类为operator，由此派生出几何关系算子 (geometryoperator)和语义关系算子(semanticoperator)。语义关 系算再派生出属性关系算子(attributeoperator)和专题关系算子 (themeoperator)。
[0189]
进一步地，几何关系算子主要包括如表9所示的拓扑关系算子。
[0190]
具体的，本发明实施例中，地址是较为普遍的一类属性数据，众 多的空间要素对象都与一定的地址相关联。地址数据也是相对独立的 一类属性数据，可以作为独立的空间关系算子。其他属性数据之间的 关系，通常与空间数据有关，需要使用者根据空间数据具体情况自定 义属性关系算子。
[0191]
进一步地，地址关系算子包括地址解析、地址匹配等功能。
[0192]
本发明实施例中，专题关系算子由使用者根据专题业务需要进行 专题关系算子的自定义。
[0193]
具体的，空间关系算子采用面向对象技术进行定义，基类operator 定义算子的框架，由派生类实现具体的空间关系算子的实现，在通过 接口方式构建起空间关系算子库，来解决空间关系推理问题。
[0194]
具体的，operator类的定义如下所示。
[0195]
class operator
[0196]
{
[0197]
private：
[0198]
layer source；
[0199]
layer target；
[0200]
public：
[0201]
result execute()；
[0202]
}；
[0203]
上述方案，operator类定义了输入source和target，定义了关系 计算函数execute。使用者可由operator类派生自定义的空间关系子 类，并在空间关系算子库中注
册，以便由使用者定义空间关系进行空 间关系推理。
[0204]
本发明实施例中，在空间关系推理的基础上，构建空间关联规则， 实现空间对象之间的关联。
[0205]
具体的，空间关联规则如图10所示。
[0206]
本发明实施例中，空间关联规则包括：
[0207]
1、空间关系算子：空间关系算子定义关联规则所使用的空间推 理方法，以及定义输入的源图层source和目标图层target。通过空间 关系算子建立起源图层和目标图层空间要素对象之间的关联关系。
[0208]
2、约束条件constraint：约束条件定义有效关系的条件condition。
[0209]
具体的，以河流和桥梁的空间关系为例，将河流图层与桥梁图层 进行穿越crosses空间关系运算，可以建立每一条河流和每一座桥梁 之间的穿越关系，只有满足穿越关系计算结果为true的关于河流与 桥梁的对才是有效的。
[0210]
上述方案，在进行空间数据检索时，通过空间关联规则，实现跨 源图层和目标图层的空间要素对象检索。
[0211]
举例来说，通过上述河流与桥梁的空间关联规则，进行河流图层 到桥梁图层的跨图层检索。
[0212]
本发明实施例中，根据约束条件确定空间关系算子的计算结果。
[0213]
比如，以建筑与耕地的空间关系为例，将建筑图层与耕地图层进 行相交空间关系运算，可以建立每一座建筑和每一块耕地之间的相交 关系，只有满足相交关系计算结果为false的关于建筑与耕地的对才 是有效的。
[0214]
上述方案，通过空间关联规则链，实现多空间图层的空间要素对 象的关联。
[0215]
此外，本发明实施例在一种可能的实施方式中，用户可以根据本 发明实施例所定义的空间关联规则框架，自定义满足具体需求的空间 关联规则库，实现面向专题业务应用的空间数据一体化协同管理。
[0216]
本发明实施例中的索引库由空间数据资源目录构成，空间数据资 源目录可以分为纵向多层级视图和横向多专题视图，分别以纵向多层 级编码和横向多专题编码为主编码，以便用户可以从多角度浏览空间 数据。
[0217]
在一种可能的实施方式中，如图11所示，是横向专题分类编码 为主编码的空间数据资源目录的目录组织形式。空间数据资源目录首 先以三级多专题分类编码组织空间数据的树形结构。树中第3级分类 节点关联实际的空间图层，并根据空间图层所处的市、区(县)、镇三 级行政层级组织该专题分类图层的多层级结构。
[0218]
进一步地，市、区(县)、镇对应的空间数据图层的元数据记录在 表10所对应的元数据表中，同时将图层的元数据及其图层的路径注 册到目录树中，实现图层数据与多层级多专题目录结构的关联，由此 实现松散耦合的多层级、多专题空间数据的汇聚和集成管理。
[0219]
需要说明的是，元数据是关于数据的数据，用于描述数据的属性， 例如数据的精度、创建时间等。本发明实施例提取空间数据的元数据 来进一步描述空间数据的多层级多专题信息，结合空间数据编码、空 间算子库、空间关系推理和关联规则实现基于空间推理的多层级多专 题空间数据关联、管理和检索。
[0220]
在一种可能的实施方式中，空间数据元数据核心结构定义如表 10所示。核心元数据包括名称、别名、数据类型、数据格式，空间 范围、数据时间、空间参考以及所属层级和专题。核心元数据满足了 多层级多专题空间数据协同管理模型中的空间数据发现。
[0221]
需要说明的是，不同类型的空间数据各具特点，基于表10所列 举的元数据可以派生出与具体空间数据类型特点相匹配的元数据结 构，本发明实施例对此不做具体限定。
[0222]
表10
[0223] 元数据说明1r_uuid全局唯一标识符2r_version版本3r_name名称4r_alias别名5r_tyope数据类型6r_format数据格式7r_extent空间范围8r_time数据时间9r_srid空间参考srid10r_level所属层级11r_theme所属专题
[0224]
进一步地，本发明实施例在步骤205中，根据目标空间数据所属 的空间图层的图层信息确定目标空间数据对应的目标图层；
[0225]
根据检索信息从目标图层中确定满足检索条件的第一空间要素 对象集；
[0226]
根据目标图层确定第一关联图层集；
[0227]
获取第一空间要素对象集对应的第一空间要素id集；
[0228]
根据第一空间要素id集确定第一关联空间要素对象集。
[0229]
具体的，目标图层定位是根据用户的检索信息和检索条件，在根 据元数据表所构建的索引库中检索满足用户检索条件的目标图层，在 空间数据资源目录中定位目标图层所在的层级和所属的专题，查询满 足条件的空间要素对象。
[0230]
进一步地，本发明实施例中关联图层的检索利用层级信息编码检 索与上述检索结果相关层级和专题的空间图层和空间要素对象，形成 第一关联图层集以及第一空间要素对象集。
[0231]
在上述检索基础上，通过空间关系推理进行进一步的关联数据检 索。
[0232]
具体的，利用空间关联规则，对检索结果进行进一步延伸检索， 形成满足检索条件的第二关联图层集以及第二空间要素对象集，再进 行进一步分析处理。
[0233]
上述方案，实现了跨层级跨专题空间数据的有机关联，通过空间 数据编码回溯、空间关联规则约束和空间关系推理的方法解决了跨层 级跨专题空间数据的检索和获取问题，实现了多层级多专题空间数据 的一体化协同管理。
[0234]
基于同一发明构思，图12示例性的示出了本发明实施例提供的 一种多层级多专题空间数据组织与检索的装置，该装置可以为一种多 层级多专题空间数据组织与检索的方法的流程。
[0235]
所述装置，包括：
[0236]
获取模块1201，用于获取空间数据的图层信息；
[0237]
处理模块1202，用于根据所述图层信息生成索引库；获取用户 的检索信息；根据所述检索信息从所述索引库中确定目标空间数据所 属的空间图层的图层信息；其中，所述空间图层包含多个空间要素对 象；
[0238]
所述处理模块1202，还用于根据所述目标空间数据所属的空间 图层的图层信息确定所述目标空间数据对应的第一空间要素对象集、 第一关联图层集以及第一关联空间要素对象集；
[0239]
所述处理模块1202，还用于根据所述目标空间数据所属的空间 图层的图层信息以及预设的空间关联规则确定所述目标空间数据对 应的第二空间要素对象集、第二关联图层集以及第二关联空间要素对 象集。
[0240]
进一步地，所述处理模块1202具体用于：
[0241]
获取空间数据的空间属性、专题属性以及数据类型；
[0242]
获取所述空间数据的空间属性、专题属性以及数据类型；
[0243]
根据所述空间属性确定所述空间数据的层级信息；
[0244]
根据所述专题属性确定所述空间数据的专题信息；
[0245]
根据所述数据类型确定所述空间数据的数据类型信息；
[0246]
根据所述层级信息、所述专题信息以及所述数据类型信息确定所 述空间数据的所述图层信息。
[0247]
进一步地，所述处理模块1202还用于：
[0248]
在所述根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定 所述目标空间数据对应的第一空间要素对象集、第一关联图层集以及 第一关联空间要素对象集之前，针对同一空间要素对象，根据所述空 间要素对象所属的空间图层确定所述空间要素对象在所述空间图层 上的空间要素id。
[0249]
进一步地，所述检索信息包括检索条件，所述处理模块1202具 体用于：
[0250]
根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定所述目 标空间数据对应的目标图层；
[0251]
根据所述检索信息从所述目标图层中确定满足所述检索条件的 第一空间要素对象集；
[0252]
根据所述目标图层确定所述第一关联图层集；
[0253]
获取所述第一空间要素对象集对应的第一空间要素id集；
[0254]
根据所述第一空间要素id集确定第一关联空间要素对象集。
[0255]
进一步地，所述预设的空间关联规则由空间关系算子以及约束条 件确定，所述处理模块1202具体用于：
[0256]
通过所述空间关系算子计算不同空间图层上空间要素对象之间 的空间关系；其中，所述空间关系算子包括几何关系算子以及语义关 系算子；
[0257]
根据所述约束条件确定所述空间关系算子的计算结果；
[0258]
根据所述空间关系算子的计算结果以及所述目标空间数据所属 的空间图层的图层信息确定所述目标空间数据对应的所述第二空间 要素对象集、所述第二关联图层集以
及所述第二关联空间要素对象 集。
[0259]
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备， 参见图13，所述电子设备具体包括如下内容：处理器1301、存储器 1302、通信接口1303和通信总线1304；
[0260]
其中，所述处理器1301、存储器1302、通信接口1303通过所述 通信总线1304完成相互间的通信；所述通信接口1303用于实现各设 备之间的信息传输；所述处理器1301用于调用所述存储器1302中的 计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述场址选择的 方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述 步骤：获取空间数据的图层信息；根据所述图层信息生成索引库；获 取用户的检索信息；根据所述检索信息从所述索引库中确定目标空间 数据所属的空间图层的图层信息；其中，所述空间图层包含多个空间 要素对象；根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定所 述目标空间数据对应的第一空间要素对象集、第一关联图层集以及第 一关联空间要素对象集；根据所述目标空间数据所属的空间图层的图 层信息以及预设的空间关联规则确定所述目标空间数据对应的第二 空间要素对象集、第二关联图层集以及第二关联空间要素对象集。
[0261]
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种非暂态计算 机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计 算机程序被处理器执行时实现上述场址选择的方法的全部步骤，例 如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：获取空间数据 的图层信息；根据所述图层信息生成索引库；获取用户的检索信息； 根据所述检索信息从所述索引库中确定目标空间数据所属的空间图 层的图层信息；其中，所述空间图层包含多个空间要素对象；根据所 述目标空间数据所属的空间图层的图层信息确定所述目标空间数据 对应的第一空间要素对象集、第一关联图层集以及第一关联空间要素 对象集；根据所述目标空间数据所属的空间图层的图层信息以及预设 的空间关联规则确定所述目标空间数据对应的第二空间要素对象集、 第二关联图层集以及第二关联空间要素对象集。
[0262]
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式 实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取 存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现 有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形 式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指 令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，用户生活模式预测 装置，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部 分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom， read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random accessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0263]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部 件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的 部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也 可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在 不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0264]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解 到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然 也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现 有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现
出来，该计算机软 件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光 盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机， 用户生活模式预测装置，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施 例的某些部分所述的用户生活模式预测方法。
[0265]
此外，在本发明中，诸如“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的 数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包 括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两 个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0266]
此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用 来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要 求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺 序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设 备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者 是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有 更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除 在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同 要素。
[0267]
此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实 施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实 施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的 至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、 结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的 方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以 将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特 征进行结合和组合。
[0268]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记 载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实 施例技术方案的精神和范围。