[发明专利]基于多源信息的不同时期空间实体层次式匹配方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多源信息的不同时期空间实体层次式匹配方法及系统，属于数据处理技术领域。

背景技术

随着土地利用现状调查及变更调查的开展与实施，目前我国各级土地管理部门已积累拥有了一系列不同时期的土地利用现状空间数据集(如图1所示)。然而，由于每次调查在时代背景、法律依据、分类体系、技术标准、作业规范等方面的不同，加上采集误差、现实变化等原因，致使不同时期数据集中的同一土地利用空间实体(通常表示为面、线或点)在几何形状、属性语义等方面存在多种差异。为了综合利用这些数据对土地利用变化、发展规律及趋势进行准确分析、评价与预测，前提条件就是通过实体匹配技术识别发现不同数据集中代表现实世界同一土地利用实体(如地块、道路等)的数据记录，判别分析对应实体记录是否存在差异以及造成差异的原因，并对非变化引起的伪差异进行一致化处理，形成协调兼容的数据序列。

针对实体匹配问题，目前大多数空间信息处理系统(如ArcGIS、SuperMap、MApGIS等等)所采用的解决方案都是人工手动处理，即先将待匹配的两个数据集叠置在一起，然后赋予数据集中空间实体不同的显示属性(如符号、颜色、图案、透明度等)，最后在一定缩放比例下通过目视判别逐屏识别建立同一实体的对应关系。但是人工手动匹配方案人机交互频繁、效率低，随着实体数量的增加，作业处理时间将成倍增加；匹配质量常常受到作业员熟练程度、劳动强度等不确定因素的影响与干扰，容易产生错配、漏配现象；匹配结果(即实体对应匹配关系)往往靠作业员手动记录，增加了匹配的处理时间，不便于对结果进行检核与纠正。

针对常用人工手动匹配方案的不足，一些专家学者针对不同类型的空间数据集尝试设计了相应的实体自动(或半自动)匹配方法。如：张桥平等人(2004)针对城市地图数据集中的面状实体提出了基于模糊拓扑关系分类的匹配方法；郭黎等人(2008)针对面实体提出了基于空间方向相似性的匹配方法；赵东保等人(2010)针对线状道路弧段实体提出了基于概率松弛算法的匹配方法；刘继宝等人(2011)针对点实体提出了基于距离概率可信度的匹配方法；田原等人(2011)针对地籍宗地图斑实体提出了基于局部相似的匹配方法，等等。而现有实体自动匹配方法主要依据实体在属性、几何、拓扑等某一特征的相同或相似程度来确定其是否匹配，一般只能应用于时相相同或间隔较小的数据集。对于时相跨度比较大的数据集而言，由于现实变化造成的实体特征差异较大，直接应用该方法则容易产生漏配现象。现有方案大多强调匹配结果的直接应用，匹配规则定制、结果检核纠正等处理环节的交互性与灵活性相对较低。现有方案一般采用不同数据集中实体两两比较的策略加以实施，其中往往涉及大量试探性的对比计算与复杂处理，总体执行效率相对较低。

由于空间实体匹配受实体语义、几何特征、应用目的等多种因素的影响，现在还没有一种通用的方法，能够解决所有情况下的实体匹配问题。因此，需要根据具体应用背景，选择或设计可行的实体匹配方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多源信息的不同时期空间实体层次式匹配方法及系统，以解决目前不同时期空间实体匹配过程中产生的漏配以及匹配效率低的问题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种基于多源信息的不同时期空间实体层次式匹配方法，该匹配方法包括以下步骤：

1)提取参考实体及其信息，通过在目标数据集中查找与参考实体属性相同的实体进行属性匹配，并记录与参考实体属性相同的实体作为目标实体；

2)如果通过属性匹配没有发现与参考实体匹配的目标实体，则在目标数据集中查找与参考实体几何相同的实体，记录几何相同实体作为目标实体；

3)如果通过几何匹配没有发现与参考实体匹配的目标实体，则在目标数据集中查找与参考实体拓扑关联的实体，记录拓扑关系相同的实体作为目标实体；

4)将步骤1)-步骤3)中的匹配结果通过实体唯一标识ID与不同背景颜色相结合的方式记录在匹配结果表中。

该方法还包括在匹配之前根据待匹配的目标数据创建数据集索引的步骤。

所述的数据集索引包括属性索引和空间索引，所述属性索引用于提高属性匹配的效率，所述空间索引用于提高几何和或拓扑匹配的效率。

所述步骤2)中几何匹配的具体判别规则随实体的几何类型的不同而不同，对于点状参考实体和目标实体，如果其位置相同，则认为其为匹配实体；对于线状或面状参考实体与目标实体，如果其形状和位置相同，则认为其为匹配实体。