[发明专利]一种基于MRS‑MM目标匹配模型的空间实体增量提取方法

说明书

技术领域

本发明属于空间数据匹配和增量更新领域。尤其涉及一种基于MRS-MM目标匹配模型的空间实体增量提取方法。

背景技术

随着空间数据库的发展及普及，我国各类空间数据库的建设取得了很大的成就，然而各类数据库的现势性得不到保证，现势性是空间数据库的生命力，空间数据库主流的更新方式增量更新是解决空间数据库现势性的有效手段，如何快速有效的从最新版本数据库中提取出增量信息，完成空间数据库的增量更新是空间数据库发展的关键问题。

目前，关于空间数据库的增量更新国内外学者均有研究，Bukauskas(2003)、Effenberg(1996)和Lin M Y(1998)等研究了数据库的目标匹配和增量更新问题，由于研究领域不一致，采取的匹配算法和增量更新方法不具备共性，本发明试图解决国土领域内的空间数据库的目标匹配和增量信息提取的问题。周晓光(2005)讨论了基于拓扑关系的地籍数据库增量更新问题，通过分析地块的拓扑关系利用多种操作算子实现宗地的更新，但这种方法在宗地历史回溯机制方面没有得到很好的处理，给后来的宗地纠纷调查带来隐患。李苏(2008)通过建立“三库一体”更新方式，即现势库、历史库、变更库来实现地籍信息的动态更新，但是该种更新方式忽略了地籍数据的拓扑一致性和属性逻辑一致性的误差问题，极易造成数据拓扑关联错误和数据冗余。Ye Y(2013)提出的多尺度空间数据库(Multi-Scale Spatial Database)自动增量更新方法能够实现空间数据库的增量更新，但在空间要素匹配算法设计中存在松散过滤、漏匹配问题，匹配准确度不够高。

传统的空间数据更新主要采用测绘获取数据，人工在ArcMap中进行编辑操作更新，不支持计算机一体化处理，且存在拓扑关系杂乱，一致性维护缺失等缺陷，更新完成后，需要重新进行拓扑关系检查、修改，另外人工操作更新费时费力，而且易出错。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种基于MRS-MM目标匹配模型的空间实体增量提取方法。

一种基于MRS-MM(Multi-Rules Supported Matching Model)目标匹配模型的空间实体增量提取方法的步骤如下：

1)从两个不同年份的空间数据库中分别抽取空间实体的图层信息，在ArcGIS系统里调用空间分析模块中的叠置功能，将两个不同年份的图层进行叠置分析，并对叠置后的结果集进行预处理，消除逻辑错误，并进行渲染；

2)构建MRS-MM多规则目标匹配模型，该模型包含语义匹配算法、全局标识码匹配算法和几何匹配算法；依次遍历每一块空间实体对象，根据空间实体对象的空间和属性的特性选择对应匹配算法，

首先选择全局标识码匹配算法判断，

空间数据引擎机制会为每个空间实体分配一个全局唯一的标识码，该标识码不会改变，不同年份数据库中的同一个空间实体的标识码不变，这为前后两个年份数据库中的数据匹配带来便利，即通过比较两个空间实体的全局标识码即可判断出该空间实体的变更行为是新增还是灭失，若判断出空间实体的变更行为，则进行下一个空间实体的判断；

若判断不出，则选择语义匹配算法判断，根据空间实体的属性特征进行过滤，语义匹配通过判断空间实体字段值的空缺、一致性，判断关键字段的相似性及元数据的异同；若判断不出，则选择几何匹配算法判断，

几何匹配采用形状相似度、面积相似度和方向相似度三个相似指标来加权计算两个空间要素的总体匹配度，空间数据几何相似度度量理论即采用多角度测算的方式来衡量空间目标的匹配相似度；

3)根据匹配结果确定空间实体的变更类型，采用设计的增量信息提取算法进行增量信息的提取，将提取出来的结果存在更新层和更新过程层中，压缩打包形成空间信息的增量包。

所述的几何匹配算法具体为：引入空间数据几何相似度度量理论即采用多角度测算的方式来衡量空间目标的匹配相似度，引入形状描述因子ω和ν来度量两个空间图形的形状相似度；采用面积叠置率作为指标，通过比较面积叠置率的大小来判断两个空间图形的面积相似程度；再计算出方向相似度，最后通过加权计算两个匹配的空间目标的形状、面积、方向三个向量值得出总体匹配度；

2.1)形状相似度计算

采用形状描述因子ω和ν来度量两个空间图形的形状相似度，定义图形M和图形N的ω和ν分别ω_M，ν_M，ω_N，ν_N，其中：