[发明专利]一种时空地理大数据的检索方法及系统

摘要

本发明提供一种时空地理大数据的检索方法及系统，存储时空数据时，根据时空数据生成时空编码，然后存入数据库，所述时空数据包含空间属性及时间属性，生成时空编码时，依次计算经度、纬度、时间三个维度的二叉树的叶子节点的范围，并将经度、纬度、时间的二进制编码交叉编码；进行时空范围查询时，根据所要查询的时间及空间范围，转换生成相应时空编码，然后通过与数据库中存储的时空编码进行字符串模糊匹配，得到查询结果。本发明适于对海量的时空数据进行索引，将时间信息与空间信息相融合，从而把时空维度进行降维，能够大幅提高时空查询的效率。

主权项

1.一种时空地理大数据的检索方法，其特征在于：存储时空数据时，根据时空数据生成时空编码，然后存入数据库，所述时空数据包含空间属性及时间属性；进行时空范围查询时，根据所要查询的时间及空间范围，转换生成相应时空编码，然后通过与数据库中存储的时空编码进行字符串模糊匹配，得到查询结果；所述生成时空编码，包括以下步骤，①根据精度要求，依次计算经度、纬度、时间三个维度的二叉树的叶子节点的范围如下，其中，r表示最底层叶子节点二分范围的大小，[Xmin，Xmax]表示根节点的范围，h表示二叉树的层数；②根据步骤①所得结果数值，分别对经度、纬度、时间转换成十进制编码如下，其中，Xi表示输入的数值，Cd表示十进制的编码；③将步骤②所得的十进制编码转换成二进制编码；④将经度、纬度、时间的二进制编码按照预定顺序交叉编码，获得交叉的二进制编码；⑤将交叉的二进制编码转换成Base64字符串；⑥在Base64字符串前面添加年份信息；进行时空范围查询时，实现方式为，设输入空间范围Es及时间范围Et，搜索返回符合查询条件Q(Es，Et)的时空点集合，其中，Q(Es，Et)对应的时空范围为(Lonmin,Latmin,Timemin)，(Lonmax,Latmax,Timemax)；Lonmin为时空范围中的最小经度值,Latmin为时空范围的最小纬度值，Timemin为时空范围的最小时间值；Lonmax为时空范围的最大经度值，Latmax为时空范围的最大纬度值，Timemax为时空范围的最大时间值；根据查询条件Q(Es，Et)进行搜索的过程如下，步骤1，在八叉树上找能够包含Q(Es，Et)的最小包围盒：1A)根据给定的空间范围Es及时间范围Et，计算经度、纬度、时间的差值dlon、dlat、dtime如下，1B)根据步骤1A)所得结果，得到经度、纬度、时间的分辨率rlon、rlat、rtime，包括令rlon＝dlon、rlat＝dlat、rtime＝dtime；1C)根据步骤1B)所得分辨率rlon、rlat、rtime，得到每一个维度在各自的二叉树上的深度hlon、hlat、htime；1D)比较hlon、hlat、htime得到最小值hmin；1E)根据查询条件Q(Es，Et)的时空立方体，基于1D)所得hmin生成时空立方体八个端点的时空编码相应的字符串集合，记为字符串集合a；1F)根据步骤1E)中的字符串集合，对时空立方体八个端点原始的经度、纬度、时间继续分割两次，生成新的字符串集合，记为字符串集合b；步骤2，精简步骤1所得字符串集合；2A)比较查询条件Q(Es，Et)的时空立方体与步骤1F)中所得字符串集合b的交集；2B)根据交集结果，对步骤1F)中所得字符串集合b去交集中重复的字符串；如果去除重复的字符串后，数目少于64，则采用当前的字符串集合b作为匹配依据，进入步骤2C)；否则，比较查询条件Q(Es，Et)的时空立方体与步骤1的E)中所得字符串集合a的交集，对字符串集合a去交集中重复的字符串，采用当前的字符串集合a作为匹配依据，进入步骤2C)；2C)根据步骤2B)的结果，和数据库中存储的时空编码进行字符串模糊匹配；步骤3，根据查询条件Q(Es，Et)对匹配的记录进行过滤。