CN102331995A - 一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法和***，实现了直接面向任意空间三维实体目标的数据组织以及不同尺度不同时态的空间数据的互动。其技术方案为：方法包括：接收输入以确定点源三维目标，接收空间数据源；接收输入以确定点源目标的三维数据模型，接收由点源目标的数据模型所定的空间数据源的各类别中的点源对应的事件的可变大小的点源三维模型，由此提取三维参数和提取内部物质表达数据；基于每个点源对应各个事件的提取半径和提取方式提取点源三维数据，生成三维点源最小数据集；将点源最小数据集组织并存储形成点源地球信息***；利用三维点源最小数据集对地理三维信息进行处理。

Description

一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法和***

技术领域

本发明涉及地球信息和地球上事件信息的处理方法和装置，尤其涉及一种借助点源三维直接采集地球信息的技术，针对散乱的地表地下任何事件的数据，组织进行三维的转换的地球信息处理方法和装置。 

背景技术

地理信息***(GIS)是一类获取、处理、分析、表示，并在不同***、不同地点、和不同用户之间传输数字化空间数据的计算机应用***，但是基于传统的GIS，其空间位置、属性与时间是地理空间分析的三大要素，但是它们的***还无法用此三大要素表达用于与人同体和物质同体的社会空间服务业的实际状态。传统的GIS以二维图层作为处理的基础实现静态、单时相空间数据组织与管理，但是并没有在全球化载体上来做，无法确切解决地理这个动态的任重而道远的人文经济基础任务，在基础应用上几乎没有新产能。在这样的GIS中，各类查询与计算往往只能在同一图层中进行，不同尺度的空间数据之间基本上没有互动关系，造成了不同时态不同比例尺数据的割裂而大量断失；对于涉及空间数据挖掘，例如三维载入、三维钻探、三维剖面、三维提取、三维数据库等以探索动态的变化趋势寻求地球信息三维分析发展规律等突显无奈，限制了所渴望的全球化事件定性定量的分析，以及决策事务的实现和地理信息广泛真实的分析和应用。 

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法，改变了传统GIS以图层为基础的组织方式，从而实现了直接面向地球上下空间三维实体目标的数据组织，可以进行给予地球量级的深度空间数据挖掘和分析，实现地球观和全球化上不同区域不同尺度不同时态的三维空间数据的互 动。 

本发明的另一目的在于提供了一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集***。 

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法，包括： 

接收输入以确定点源的三维目标，接收输入的空间数据源； 

接收输入以确定该点源的目标的三维数据模型，接收由该点源的目标的三维数据模型所确定的地球的各个事件中的关联点源对应的三维事件提取半径和提取方式，其中空间数据源的各个类别中的每个点源对应的事件以点源三维模型载入； 

基于每个点源对应各个三维事件的该提取半径和该提取方式，提取点源三维数据，生成每个点源对应的点源三维最小数据集； 

将该些点源三维最小数据集组织并存储形成点源地球信息***； 

在该点源地球信息***的基础上，利用点源全球关系对该些点源三维最小数据集对地球关联信息进行处理。 

根据本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法的一实施例，该空间数据源包括三维矢量数据、地球栅格数据或三维矢量数据和任意大小的栅格数据的结合。 

根据本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法的一实施例，确定该点源目标的三维数据模型包括定义点源三维最小数据集的空间和属性几何特征，在组织的点源地球信息***的基础上，利用该些三维点源最小数据集对地球任意事件的三维信息进行处理。 

根据本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法的一实施例，点源三维最小数据集是以点源塔的形式呈现。 

本发明还揭示了一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集***，包括点源三维数据模型输入模块、点源目标三维转换输入模块、三维矢量数据和地球栅格数据输入模块、提取半径的三维二维互动方式输入模块、三维点源最小数据集生成模块、数据库组织模块、数据库存储模块、存储模块，其中： 

所述点源三维数据模型输入模块，接收三维输入以确定属性点源目标； 

所述三维矢量数据和地球栅格数据输入模块，接收输入的空间数据源； 

所述点源目标三维转换输入模块，接收输入以确定该点源目标的三维数据模型大小； 

所述提取半径的三维二维互动方式输入模块，接收输入的由该点源目标的数据模型所确定的该空间数据源的各个事件中的每个点源对应的三维提取半径和提取方式； 

所述三维点源最小数据集生成模块，分别连接所述点源三维数据模型输入模块、所述三维矢量数据和地球栅格数据输入模块、所述点源目标三维转换输入模块、所述提取半径的三维二维互动方式输入模块，基于点源对于各个事件相应的提取半径和提取方式，提取点源数据，生成每个点源对应的点源最小数据集； 

所述数据库组织模块，连接所述三维点源最小数据集生成模块，将该些点源三维最小数据集形成点源地球信息***； 

所述数据库存储模块，连接所述数据库组织模块，存储形成的该点源三维数据库，即是地球信息***内有大小的、可伸缩变化的点源实体； 

所述处理模块，连接所述数据库存储模块，通过该数据库存储模块，利用该点源数据库中的该些点源最小数据集对目标空间信息进行统一化随机应用处理，成为实际的地球实体数据。 

根据本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***的一实施例，该空间数据源包括三维矢量数据、栅格数据或三维矢量数据和任意大小栅格数据的结合。 

根据本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***的一实施例，该点源三维数据模型输入模块包括定义三维点源最小数据集的空间特征的单元以及定义点源三维最小数据集的属性类特征的单元。 

根据本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***的一实施例，该点源三维数据模型输入模块包括定义三维点源最小数据集的空间特征的单元以及定义点源三维最小数据集的几何特征的单元。 

根据本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***的一实施例，点源三维最小数据集是以点源塔的形式呈现。 

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明以点源目标为对象，以任意时态和尺度的空间数据作为三维数据源，采用点源信息提取获得每个点源的三维最小数据集，更易构建三维模型的点源塔。三维点源塔是在不同比例尺、不同时态在一个同一空间区内所需要的目标信息的完整数据集，它是点源三维信息存储和点源三维信息传输的基本传递单元。将点源三维最小数据集直接组织建立点源地球***综合数据库，彻底改变了传统GIS以图层为基础的组织方式，从而实现直接面向地球空间三维实体目标的数据组织，实现不同尺度不同时态的空间数据的三维互动，实现矢量、栅格数据的互动，实现多源异构空间数据的装载与融合，构建三维数据仓库机制，从而可基于发展的任何点源目标进行地球/区域的全球化深度、广度空间数据挖掘、分析、组织与传递。 

附图说明

图1是本发明的一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法的较佳实施例的流程图。 

图2是本发明的一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集***的较佳实施例的框图。 

图3是点源的地球信息精细三维模型方法和装置实施的具体实例的地球信息***的六种包括所有矢量的圈层、圈层不同方向的可透明表达的球面、剖面三维信息示意图。 

图4是点源的地球信息精细三维模型方法和装置实施具体实例的地球***的外圈层、内圈层和地面地下的矢量和栅格结合的三维信息组织示意图。 

图5是点源的地球信息精细三维模型方法和装置实施具体实例的地球***的地面任意事件半径尺度变化的(左：公共汽车站300米覆盖范围，右：公共汽车站500米覆盖范围)两个示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。 

基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法的实施例

图1示出了本发明的一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法的较佳实施例的流程。请参见图1，下面是对本实施例的方法中各步骤的详细描述。 

在本实施例进行的过程中，结合点源地球的点源地球信息***(三维地球环境评价的)实例来进行描述。点源地球信息***就是根据点源的三维地球信息精细三维模型方法的架构，而其上是以区域人居环境/生态环境评价就是根据标准的人居环境评价指标体系，实现数据获取、统计、分析，最终达到综合评分的目的。 

步骤S100：接收输入以确定点源的三维数据目标。 

亦即抽象点源的三维目标，是地球表面的任意目标或事件。在地球信息***内可以基于人居环境/生态环境评价，根据地面地下实际分析的需求，确定居民小区或居民大楼为点源三维目标，它是后续处理的基本位置。如图3、图4所示的地球***上，可见建筑体是点源目标的一个实例。 

步骤S101：接收输入的空间数据源的待转换集。 

根据分析需求和实际数据情况，为待转换做准备的空间数据源作为输入。空间数据源包括矢量数据、栅格数据或矢量数据与栅格数据的结合，是异构的不同比例尺不同时态的数据。其中栅格结构是以规则的阵列来表示空间特征或分布的形象数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象皆带几何属性特征。栅格数据有各类遥感数据，如卫星影像、航拍影像、雷达图像等。矢量数据是指其数据结构经过记录地球位置的方式尽可能精确地表示地球事件的空间实体，地球位置空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。栅格数据、矢量数据、属性几何数据合称为空间数据，本步骤为转换而输入可以是多时态的地球空间数据。其中多时态是指地球事件数据看见数据随时间而变化，是动态和不断转换更新的，因此待转换多时态的实体空间数据不仅包括了反映现状的数据，同时也包括历史数据，即某一区域的不同时间段的地球区域某事件数据。 

如在生态环境/人居环境评价的实例中，实体空间数据可以如下表所示。 

点源地球信息***目标信息表特征 

步骤S102：接收输入以确定该点源目标的三维数据模型。亦即抽象三维点源目标数据模型。确定点源目标的数据模型，包括供分析的点源目标以及存在的空间数据源定义点源最小数据集(亦即点源塔)的空间和属性特征。 

在地球生态环境人居环境评价的实例中，根据分析需求确定评价所需的各项评价指标以及相关数据为点源的三维空间和属性几何特征。 

步骤S103：接收由该点源目标的三维数据模型所确定的该地球的各个事件中的关联点源对应的三维事件提取半径和提取方式。 

亦即确立点源信息时间空间实体提取模型。其中提取方式中包括一些统计或者 计算方法。提取半径可以根据不同的图层采用不同大小的半径，针对不同的图层提取方式也可以不一致。 

在地球***生态环境人居环境评价实例(图3、图4所示)中，例如提取建筑住宅用地率指标，只需要各建筑模型即可，可确定住宅地上地下范围，比如图4所示的城市某一个点，并确定计算半径面积所占的比率为提取方式。再比如提取环境空气质量评价指标则需要针对地面上大气结构内数据(污染源排放数据、全球气象资料数据、由住宅数据生成的环境容量数据)，结合各类污染云稀释矩阵模型反演法可计算该点源三维目标的空气质量评价指标。 

步骤S104：基于每个点源对应各个事件的该提取半径和该提取方式，提取点源三维数据，生成每个点源对应的点源三维最小数据集。 

按上一步确定的该提取半径和方式，从地球空间数据源事件中确认该点源实体数据，并依据上一步确定的点源信息时间空间实体提取模型中规定的计算方法，生成每个点源对应的点源最小数据集(点源塔数据)。提取点源数据也就是获得关联特征，即在点源目标范围周边和其内部搜索到的其它目标的特征。 

点源最小数据集是逻辑上的单位，是在不同比例尺、不同时态在一个同一空间区内的所需要的目标信息的完整数据集，不带冗余数据。点源最小数据集可作为点源信息存储和点源信息传输的基本逻辑单元。 

步骤S105：将该些点源三维最小数据集组织并存储形成点源地球信息***。 

按照点源目标的数据模型组织入点源地球信息***库，并按照点源地球数据索引机制进行索引。 

步骤S106：在该点源地球信息***的基础上，利用点源全球关系对该些点源三维最小数据集对地球关联信息进行处理。 

在点源数据库的基础上，利用点源最小数据集对每个点源目标进行深度挖掘和分析，分析的来源跨越数据源中的多个不同比例尺不同时态的图层数据。 

例如在生态环境居住环境的实例中，用户可快速得到指定居住点的各项环境居住指标(绿地率、停车率、空气环境的指标等)，也可根据权重系数计算得到该点的生态***人居环境综合评分，由于输入环境评价平台的数据是多时态的数据，因此针对有些指标也可进行时间序列分析以及指标间以及指标和要素之间的相关分析。 

基于点源的地球信息三维模型的信息采集***的实施例

图2示出了本发明的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***的实施例的原理。请参见图2，装置包括：点源三维数据模型输入模块200、点源目标三维转换输入模块201、三维矢量数据和地球栅格数据输入模块202、提取半径的三维二维互动方式输入模块203、三维点源最小数据集生成模块204、数据库组织模块205、数据库存储模块206和处理模块207。 

这些模块之间的关系是：三维点源最小数据集生成模块204分别连接点源三维数据模型输入模块200、点源目标三维转换输入模块201、三维矢量数据和地球栅格数据输入模块202、提取半径的三维二维互动方式输入模块203，数据库组织模块205连接三维点源最小数据集生成模块204，数据库存储模块206连接数据库组织模块，处理模块207连接数据库存储模块206。 

其中点源目标三维转换输入模块201接收输入以确定点源三维目标，点源可以是地球表面的任意目标或事件。三维矢量数据、地球栅格数据输入模块202接收输入的空间数据源，空间数据源包括矢量数据、栅格数据或矢量数据和栅格数据的结合。可以是异构的不同尺度不同时态的数据。点源三维数据模型输入模块200接收输入是以确定点源目标的数据模型。点源三维目标数据模型输入模块包括定义点源最小数据集的空间特征的单元(如图3上两图示的展现)以及定义点源三维最小数据集的属性特征的单元。 

提取半径的三维二维互动方式输入模块203接收输入的由点源目标的数据模型所确定的空间数据源的各个事件中的每个点源对应的剖面等钻取表达装置。亦即确立点源信息时间空间实体提取模型，构成实体产品。其中提取方式中包括三维二维互动的一些统计或计算方法。提取半径根据不同的地球事件对象采用不同大小的半径，针对不同的地球区域信息实体提取方式也可以不一致。 

三维点源最小数据集生成模块204基于每个点源对于地球***各个实体相应的提取半径和提取方式，提取点源数据，生成每个点源对应的点源三维最小数据集。按提取半径的三维二维互动方式输入模块203确定的提取半径从空间数据源各个 区域事件中提取每个点源所需数据，并依据地球实体对象提取半径和提取方式输入单元203确定的区域信息时间空间实体提取模型中规定的计算方法生成每个点源对应的点源最小数据集(点源塔数据)。提取点源数据也就是获得地球关联关系特征，即在点源目标范围周边和其内部搜索到的其它目标的三维信息可载入特征。 

数据库组织模块205将该些点源最小数据集形成点源地球***数据库，一般是按照点源实体的数据模型将这些点源数据集组织成点源信息***的数据库，然后存储在定义点源三维最小数据集的空间和属性几何特征的数据库存储模块206中。 

处理模块从数据库存储模块206中获取这些点源三维最小数据集，对地球事件信息进行处理。在内部数据库装置的基础上，利用点源最小数据集对每个点源事件实体进行探索、挖掘和分析，分析的来源跨越数据源中的多个不同尺度不同时态的地球实体数据。如在地球生态人居居住环境的地上地下实例中(图4)，用户可快速得到目标建筑各项环境居住指标(土地利用/土地覆盖类指标等)，也可根据权重系数计算得到该点的三维的综合评分，由于输入地球信息***平台的数据是多时态的数据，因此针对有些指标也可进行时间序列分析以及指标间以及指标和要素之间的相关分析，利用点源全球关系对该些点源三维最小数据集对地球关联信息进行处理，还可以直接提供全球化分析和应用决策。 

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。 

Claims (9)

1.一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法，包括：

接收输入以确定点源的三维目标，接收输入的空间数据源；

接收输入以确定该点源的目标的三维数据模型，接收由该点源的目标的三维数据模型所确定的地球的各个事件中的关联点源对应的三维事件提取半径和提取方式，其中空间数据源的各个类别中的每个点源对应的事件以点源三维模型载入；

基于每个点源对应各个三维事件的该提取半径和该提取方式，提取点源三维数据，生成每个点源对应的点源三维最小数据集；

将该些点源三维最小数据集组织并存储形成点源地球信息***；

在该点源地球信息***的基础上，利用点源全球关系对该些点源三维最小数据集对地球关联信息进行处理。

2.根据权利要求1所述的基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法，其特征在于，该空间数据源包括三维矢量数据、地球栅格数据或三维矢量数据和任意大小的栅格数据的结合。

3.根据权利要求1所述的基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法，其特征在于，确定该点源目标的三维数据模型包括定义点源三维最小数据集的空间和属性几何特征，在组织的点源地球信息***的基础上，利用该些三维点源最小数据集对地球任意事件的三维信息进行处理。

4.根据权利要求2或3所述基于点源的地球信息三维模型的信息采集方法，其特征在于，点源三维最小数据集是以点源塔的形式呈现。

5.一种基于点源的地球信息三维模型的信息采集***，包括点源三维数据模型输入模块、点源目标三维转换输入模块、三维矢量数据和地球栅格数据输入模块、提取半径的三维二维互动方式输入模块、三维点源最小数据集生成模块、数据库组织模块、数据库存储模块、存储模块，其中：

所述点源三维数据模型输入模块，接收三维输入以确定属性点源目标；

所述三维矢量数据和地球栅格数据输入模块，接收输入的空间数据源；

所述点源目标三维转换输入模块，接收输入以确定该点源目标的三维数据模型大小；

所述提取半径的三维二维互动方式输入模块，接收输入的由该点源目标的数据模型所确定的该空间数据源的各个事件中的每个点源对应的三维提取半径和提取方式；

所述三维点源最小数据集生成模块，分别连接所述点源三维数据模型输入模块、所述三维矢量数据和地球栅格数据输入模块、所述点源目标三维转换输入模块、所述提取半径的三维二维互动方式输入模块，基于点源对于各个事件相应的提取半径和提取方式，提取点源数据，生成每个点源对应的点源最小数据集；

所述数据库组织模块，连接所述三维点源最小数据集生成模块，将该些点源三维最小数据集形成点源地球信息***；

所述数据库存储模块，连接所述数据库组织模块，存储形成的该点源三维数据库，即是地球信息***内有大小的、可伸缩变化的点源实体；

所述处理模块，连接所述数据库存储模块，通过该数据库存储模块，利用该点源数据库中的该些点源最小数据集对目标空间信息进行统一化随机应用处理，成为实际的地球实体数据。

6.根据权利要求5所述的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***，其特征在于，该空间数据源包括三维矢量数据、栅格数据或三维矢量数据和任意大小栅格数据的结合。

7.根据权利要求5所述的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***，其特征在于，该点源三维数据模型输入模块包括定义三维点源最小数据集的空间特征的单元以及定义点源三维最小数据集的属性类特征的单元。

8.根据权利要求5所述的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***，其特征在于，该点源三维数据模型输入模块包括定义三维点源最小数据集的空间特征的单元以及定义点源三维最小数据集的几何特征的单元。

9.根据权利要求7或8所述的基于点源的地球信息三维模型的信息采集***，其特征在于，三维点源最小数据集是以点源塔的形式呈现的。

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