[发明专利]基于变粒度快速GeoHash编码的时空模式挖掘方法

摘要

本发明属于计算机算法领域，尤其涉及基于变粒度快速GeoHash编码的时空模式挖掘方法。包括步骤1，改进geohash对地理信息进行编码；步骤2，构造多层级查询树；步骤3，统计大规模单位时间空间模式；步骤4，统计时空模式（如火山、黑洞模式）数据。本发明对GeoHash编码进行改进，提出了一种变粒度快速GeoHash编码方案，GeoHash是一种地址编码，能够将一个二维的经纬度转换成一个可以比较排序和比较的字符串，在实际应用中，通常比直接使用经纬度更有高效。

主权项

基于变粒度快速GeoHash编码的时空模式挖掘方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：改进geohash对地理信息进行编码，通常geohash编码为每5位编码，即不断01二分地球区域，二分到指定精度后，每5位编码为一位，这种编码方式非常不利于构建层级索引，因为前一位编码所包含的区域与后一位编码所包含的区域在区域形状上并不相同，无法抽取统一的特征，进一步探寻不同层级的关系；故对其进行改进，首先确定缩放比例C和最大精度K，其中，C＝4n,n＝1,2,3…，缩放比例值前一位编码相对后一位编码所扩大的区域范围，由所要观察的时空事件决定，大范围现象如动物迁徙可选较大的值以减少计算量，小范围现象如人流聚集可选择较小的值以提高信息熵，最大精度由观察的事件范围决定，最大精度决定编码的停止条件；在决定缩放比例后，为了减少计算量，将以C进制对经纬度进行交替编码，即每n(n＝log4C)位纬度与每n位经度以C进制编码，直到到达指定精确度K；步骤2：构造多层级查询树；在步骤1中，实际已经实现子父级关系，但是为了快速索引，和对特征进行实时提取，构造出多级查询树，该查询树包含两部分，管理逻辑顶层节点的B+树与管理逻辑节点的层级查询树，每层放置用于管理节点的映射表，实时位图数组排序，层级查询树的查询行为与quad tree相似，优势在于可以通过改进的geohash按缩放比例C直接在该层映射表直接扩大检索范围，而不需要通过父节点来多次查询；步骤3：统计大规模单位时间空间模式，构造空间数据集；数据根据时间不断向树根流入，当到达时间片限制时，沿着逻辑顶层向下逐层输出数据到文件，得到单位时间片的空间数据集，该数据集以本专利改进的geohash编码为主要字段，可以直接表示空间区域；每N(N＝0.5)个小时设计为一个时间片，统计不同时间，构造时间数据集；步骤4：统计时空模式数据，并将统计结果输出至数据库，该结果包括时空数据流入流出节点的次数，从其他节点流入及流出至其他同级节点的比例，产生时间，节点本身的编码，以及节点所处层级，并用位图数组缓冲对高频事件快速排序，等待下一个时间片流入时实时挖掘长期模式和异常事件。