[发明专利]一种带有飞行区的时空数据立方体的建模与查询方法

权利要求书

1.一种带有飞行区的时空数据立方体的建模与查询方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一，数据准备，即对原始时空数据预加工，包括将一对多的映射关系转换为单行记录地理坐标、时间、类别值，转换时间为毫秒值，将数据按照时间排序；

步骤二，建模准备，即启动服务并读取配置文件中的各项配置，包括数据文件路径、数据结构空间维度的深度D、时间维度粒度参数Timespace；

步骤三，数据加载，即按行读取加工好的原始数据得到数据项，将原始时间根据Timespace生成新的时间值，将原始空间地理坐标转换成四分法编码值；

步骤四，数据建模，即构建时空数据立方体的数据结构；

步骤五，模型固化，即将模型数据结构中的无用资源释放；

步骤六，参数准备，即获取对数据结构查询的各个维度的条件，包括空间维度查询多边形的有序顶点集、类别维度多选的数据集合、时间维度起止范围、查询深度；

步骤七，查询准备，即整理查询条件，包括规范查询深度为介于飞行区N与空间维度的深度D之间，转换查询多边形的有序顶点集为二维平面多边形模型，用于射线投影算法；

步骤八，数据查询，即对数据结构进行数据收集；

步骤九，返回数据，即返回空间维度坐标及其计数值集合、类别维度类别及其计数值集合、时间维度时间及其计数值集合。

2.如权利要求1所述的一种带有飞行区的时空数据立方体的建模与查询方法，其特征在于，所述步骤三中，空间维度四分法编码的方式为将地图作为一个区块，并将每一个区块平均分为四个子区块，分别编码为[0，1，2，3]，以此递推，第二层便有00、01…32、33共16个不同编码值，第n层具有2ⁿ个不同编码值。

3.如权利要求1或2所述的一种带有飞行区的时空数据立方体的建模与查询方法，其特征在于，所述步骤四中，构建时空数据立方体数据结构的过程为：

步骤4.1：根据数据项的四分法编码值深入四叉树，若没有对应子节点则创建；

步骤4.2：自底向上遍历空间节点，若空间节点位于飞行区内则返回，否则深入其包含的类别节点；

步骤4.3：在类别节点中根据数据项的类别得到并深入时间节点，若无对应时间节点则创建，若该类别节点包含两种及以上不同的类别，则再深入其直接包含的时间节点；

步骤4.4：在时间节点中根据数据项的时间找到对应计数并加1，若无则添加并将计数赋值为1，且总计数加1；

步骤4.5：经过步骤4.1至步骤4.4的执行，一个数据项对应的时空数据立方体数据结构便构建完成，再读取下一个数据项或返回。

4.如权利要求1或2所述的一种带有飞行区的时空数据立方体的建模与查询方法，其特征在于，所述步骤八中，对数据结构进行数据收集的过程为：

步骤8.1：创建阻塞队列，开启新线程用于聚集符合条件的结果；

步骤8.2：获得最小且能完全包含目标空间搜索区域的空间节点N_x；

步骤8.3：从N_x开始深度遍历空间节点，并在指定的多个层级使用射线投影算法判断当前空间节点是否在目标查询多边形区域内部，不在内部则可跳过遍历其子空间节点；

步骤8.4：判断层级为查询深度的空间节点是否在目标查询区域内，符合条件则将其类别节点添加至阻塞队列；

步骤8.5：等待聚集线程的计算结束，返回其计算结果。

5.如权利要求4所述的一种带有飞行区的时空数据立方体的建模与查询方法，其特征在于，所述步骤8.1中，聚集线程执行数据收集的过程为：

步骤8.1.1：等待阻塞队列添加元素的通知，若有则取出一个类别节点；

步骤8.1.2：取出该类别节点符合查询条件中类别范围的所有时间节点；

步骤8.1.3：获取该时间节点符合查询条件中时间范围的所有时间及其计数值集合，添加至时间及其计数值的集合中，计算其总计数值，添加至类别及其计数值的集合中；

步骤8.1.4：计算该类别节点所在空间节点的经纬度与总计数，添加至坐标及其计数值的集合中；

步骤8.1.5：得到包含空间维度坐标及其计数值的集合、类别维度类别及其计数值的集合、时间维度时间及其计数值的集合，通知主线程聚集计算结束。