[发明专利]一种面向海量路网数据压缩存储的层次网络构建方法

权利要求书

1.一种面向海量路网数据压缩存储的层次网络构建方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

(1)对道路网络属性信息进行筛选，提取必要属性信息并存储；对所有网络节点进行编码，利用网络数据中节点和边的起止节点的坐标信息构建网络拓扑关系；然后设计基于节点-边映射关系的网络存储数据结构；

(2)对原始道路网络节点进行层次划分，不同的划分方法产生不同的网络层次效果，然后根据不同分层结果对网络层次划分标准进行评估，初步判断划分结果是否满足区域特征；层次划分方法包括基于道路网络属性即根据道路所属等级进行划分，或者根据局部最优路径信息进行层次划分；此处，不同的网络层次效果包括网络层次划分、覆盖图构建以及网络分区构建效果；

(3)根据道路网络层次划分结果，构建不同层次网络的覆盖图；覆盖图是由所属上层网络节点集和上层节点间不经过下层节点的最短路径构成，其构建过程基于下一层的网络覆盖图进行，通过对特定层次网络节点做局部搜索确定上层网络节点间连通性，通过遍历上层节点完成对网络覆盖图的构建；

(4)根据各级网络覆盖图进行分区构建：对于某一层次的覆盖图，利用高层次的节点对下层节点进行区域划分，分区构建过程为选取一个下层种子节点进行邻边扩展从而构成一个扩展树，扩展过程直到树的所有分支都遇到高层节点停止，一个分区包括分区内节点集和边界节点集两个部分；

(5)根据道路网络的层次结构提供不同级别的压缩方式，压缩过程中基于层次网络中的某一分区分别计算分区内节点分到分区最近边界点的距离，然后将分区内节点及到对应边界节点距离信息关联到对应边界节点上，以这种方式完成对海量网络数据的压缩。

2.根据权利要求1所述的面向海量路网数据压缩存储的层次网络构建方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所筛选的道路网络必要属性信息包括道路等级信息、起止节点的坐标信息、POI名称信息、坐标信息以及分类信息；

所述网络数据拓扑关系的构建方法为：对网络数据节点进行编码，给每个网络数据节点赋予一个序列标志符，然后利用网络数据中节点和边起止节点坐标信息，通过设置一定的容差对节点坐标进行匹配，遍历网络中每一条边最终得到完整的网络拓扑关系；

网络存储数据结构的设计方法为：首先将节点按照序列标识符大小进行排序，然后将每条边分别按照起止节点标识符进行优先级排序，接着将起始节点标识符一致的边关联对应的节点上，同时对于上述节点和边必要的属性信息，分别设置对应属性表进行逐条存储。

3.根据权利要求1所述的面向海量路网数据压缩存储的层次网络构建方法，其特征在于：步骤(2)中，对道路网络进行层级划分，将原始道路网络节点V的n个节点通过某种规则将其划分为k个层次，用V_i表示第i个层次的节点集合，所有层次节点集的并集构成了原始道路网节点集，且任意两个层次节点集之间无交集，道路网络节点层次之间的关系形式化表达为：

对于一般道路网络，不同层次的节点意味着具有不同重要度的交通属性，原则上应满足|V₁|<|V₂|<…|V_k|，即上层节点集元素个数要小于下层节点集元素个数。

4.根据权利要求1所述的面向海量路网数据压缩存储的层次网络构建方法，其特征在于：所述步骤(3)中构建不同层次的网络覆盖图是对网络进行拓扑重构，对保留的节点进行拓扑重构以保存其原有的拓扑信息，构建过程按照由下到上的层级关系迭代进行。