一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件及其實(shí)現(xiàn)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件及其實(shí)現(xiàn)方法，包括以下功能架構(gòu)：空間分析服務(wù)模塊、搜索服務(wù)模塊、網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)模塊、空間數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)模塊、高速緩存服務(wù)模塊、地圖渲染適配器。本發(fā)明專利技術(shù)的一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件及其實(shí)現(xiàn)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，間接節(jié)省了軟硬件成本和開發(fā)成本，可帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，通過模型的精簡、合理降低數(shù)據(jù)精度等手段，換取數(shù)據(jù)存儲效率的提升，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣泛，具有很好的推廣應(yīng)用價值。

Spatial data management middleware applied in telecommunication field and its realizing method

Spatial data management middleware is disclosed in the present invention used in telecommunication field and its realization method, including the following functions: Architecture spatial analysis service module, search service module, service module, network analysis, spatial data read and write cache service module, service module, map rendering adapter. The invention of the spatial data management middleware used in telecommunication field and its implementation method compared with the existing technology, the indirect saving hardware cost and development cost, can bring certain economic benefits through the model simplification, reasonably reduce the data accuracy and other means for data storage efficiency, practicability, application wide range, has the very good application value.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及GIS空間數(shù)據(jù)管理
，具體地說是一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件及其實(shí)現(xiàn)方法。
技術(shù)介紹
地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)是近些年迅速發(fā)展起來的一門空間信息分析技術(shù)，在電信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。空間數(shù)據(jù)管理中間件是一種介于GIS渲染引擎和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的中間件技術(shù),是GIS軟件平臺的核心組成部分，主要解決空間數(shù)據(jù)的交互問題。常見的空間數(shù)據(jù)中間件方案有Esri的ArcSDE、Sun的OracleSpatial和超圖的SuperMapSDX+等。隨著地理信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，其應(yīng)用場景越發(fā)廣泛。空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為了支撐上層應(yīng)用變得越發(fā)復(fù)雜，需要支持的數(shù)據(jù)種類也越來越多。柵格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等多種類型的數(shù)據(jù)源支撐了GIS平臺多樣化的能力，如：1、柵格數(shù)據(jù)分析：包括生成高程柵格、坡度柵格（可以通過高程柵格轉(zhuǎn)換）、距離柵格、密度柵格，重分類、柵格計算等具體功能。2、矢量數(shù)據(jù)分析：包括基于空間位置的查詢、緩沖區(qū)分析、疊置分析、鄰近分析、泰森多邊形、空間統(tǒng)計等功能。3、三維分析：包括創(chuàng)建柵格和TIN表面，對于表面積與體積、坡度坡向、可視性分析、表面長度等一系列表面分析，還有Arcscence三維可視化及二維轉(zhuǎn)三維的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。4、網(wǎng)絡(luò)分析：包括最佳路徑、最近設(shè)施、服務(wù)區(qū)、上下行、選址與配置等具體的可運(yùn)用于解決生活中實(shí)際問題的功能。上述列舉的空間分析功能只是GIS領(lǐng)域的冰山一角，其功能都依賴于底層數(shù)據(jù)模型的建模。可以說，空間數(shù)據(jù)底層模型是決定地理信息系統(tǒng)的適用范圍和執(zhí)行效率的關(guān)鍵性要素。然而，越發(fā)臃腫龐大的地理信息系統(tǒng)也帶來了顯著的問題，那就是數(shù)據(jù)復(fù)雜度與軟件復(fù)雜度的提升。以在GIS業(yè)界處于領(lǐng)先地位的Arcgis平臺為例，其提供的功能涵蓋了GIS領(lǐng)域的方方面面，而每個專業(yè)方向卻只使用很小一部分功能。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)：在電信領(lǐng)域，90%的業(yè)務(wù)場景只依賴于GIS軟件平臺的極少部分功能，功能利用率不足整個平臺功能的5%。為了這5%的功能，運(yùn)營商卻又不得不購買并部署整套GIS平臺軟件。由此帶來的問題有三：一、購買和部署龐大的GIS軟件帶來軟硬件的高額投入；二、因系統(tǒng)復(fù)雜度高、項(xiàng)目工程龐大，導(dǎo)致軟件研發(fā)成本提高；三、由于目前主流的商用和開源GIS平臺的底層模型都需要考慮支持各個專業(yè)方向的通用化場景，對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完備性、嚴(yán)謹(jǐn)性、普適性要求很高。這也決定了其空間數(shù)據(jù)模型復(fù)雜度較高，在讀寫時更容易出現(xiàn)I/O瓶頸。為了解決I/O瓶頸，通常的做法只能通過分布式數(shù)據(jù)集群的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)切片，提高并發(fā)能力。但這又會進(jìn)一步加劇問題一和問題二。在目前主流商用和開源GIS平臺在處理靜態(tài)空間數(shù)據(jù)時，均有著良好的運(yùn)行效率。但是對于動態(tài)變化的熱數(shù)據(jù)，讀寫瓶頸明顯。解決該問題的傳統(tǒng)思路是數(shù)據(jù)集群方案，雖可有效緩解讀寫瓶頸，但又帶來了新的IT復(fù)雜度提升與軟硬件成本增加問題。基于以上現(xiàn)狀，本專利技術(shù)提出一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件及其實(shí)現(xiàn)方法，來解決上述問題。本專利技術(shù)基于電信領(lǐng)域的特點(diǎn)，專利技術(shù)了一套為電信領(lǐng)域量身打造的空間數(shù)據(jù)模型并為其封裝了空間數(shù)據(jù)管理中間件。因?yàn)槭嵌ㄏ蚧＃臻g數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)得到大幅度的精簡，以提升效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的技術(shù)任務(wù)是針對以上不足之處，提供一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件及其實(shí)現(xiàn)方法。一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件，包括以下功能架構(gòu)：空間分析服務(wù)模塊，提供包括對資源的空間檢索、范圍查詢、緩沖區(qū)查詢的空間分析接口；搜索服務(wù)模塊，基于搜索服務(wù)器，提供一個分布式的全文搜索引擎；網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)模塊，提供最優(yōu)路徑查詢、可能管網(wǎng)路徑分析、以及對深度優(yōu)先、廣度優(yōu)先、A+算法三種基礎(chǔ)算法的支持；空間數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)模塊，用于空間數(shù)據(jù)的讀寫與索引的自動維護(hù)；高速緩存服務(wù)模塊，利用Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫緩存高速變更的數(shù)據(jù)，用于包括監(jiān)控的實(shí)時性場景；地圖渲染適配器，適配各GIS圖片渲染引擎提供動態(tài)地圖渲染服務(wù)。所述中間件適配的數(shù)據(jù)庫類型包括Oracle、Postgresql、Neo4J和Redis數(shù)據(jù)庫。一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件實(shí)現(xiàn)方法，其實(shí)現(xiàn)過程為：首先對電信領(lǐng)域地理信息系統(tǒng)的使用特點(diǎn)進(jìn)行分析；然后設(shè)計一套空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在這套數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上封裝空間數(shù)據(jù)管理中間件，該管理中間件通過搜索服務(wù)模塊提供索引功能，提升空間數(shù)據(jù)讀寫和分析的效率。分析后的電信領(lǐng)域地理信息系統(tǒng)的使用特點(diǎn)包括，將空間對象分為二維平面上的點(diǎn)、線、線集合三種對象；無線專業(yè)、傳輸外線專業(yè)的數(shù)據(jù)編輯需要動態(tài)渲染；電信領(lǐng)域采用WGS84地球橢球坐標(biāo)；最小的線單元由兩端的點(diǎn)單元組成，不存在無明確端點(diǎn)的線單元；最小的線單元長度為L取值范圍為0.5m<L<2000m；復(fù)雜的線集合單元，可由最小線單元組合而成。所述空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由以下元數(shù)據(jù)組成：空間數(shù)據(jù)源定義表，定義數(shù)據(jù)源連接的數(shù)據(jù)庫信息，包括數(shù)據(jù)源名稱、數(shù)據(jù)庫類別、數(shù)據(jù)庫連接JSON、數(shù)據(jù)庫連接池大小；空間數(shù)據(jù)源注冊表，確定數(shù)據(jù)源與要素類型的關(guān)系；要素類定義表，為空間要素類的具體定義表，包括要素名稱、要素類型、要素類數(shù)據(jù)庫名稱和要素詳情JSON。基于電信領(lǐng)域地理信息系統(tǒng)的使用特點(diǎn)，所述空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具體分為點(diǎn)資源空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、線資源空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、線集合空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所述點(diǎn)資源空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為二進(jìn)制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每條點(diǎn)資源數(shù)據(jù)占用32字節(jié)，一字節(jié)為8bit；其中，字節(jié)1：是否使用，0為廢棄，1為使用；字節(jié)2：要素類型，1為點(diǎn)，2為線，3為線集合；字節(jié)3-6：唯一標(biāo)識，INTEGER類型，字節(jié)7-8：希爾伯特曲線LEVEL值，取值為0-29；字節(jié)9-10：希爾伯特曲線長度；字節(jié)11-18：圖元標(biāo)簽，用于標(biāo)簽展示；字節(jié)19-20：展示標(biāo)識，作為樣式渲染標(biāo)識；字節(jié)21-22：級別標(biāo)識，作為比例尺級別渲染標(biāo)識；字節(jié)23-24：版本標(biāo)識，標(biāo)識數(shù)據(jù)模型的版本信息；字節(jié)25-32：保留空間，暫無特別作用。所述線資源空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用二進(jìn)制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每條線資源數(shù)據(jù)占用32字節(jié)，每個字節(jié)為8bit，其中，字節(jié)1：是否使用，0為廢棄，1為使用；字節(jié)2：要素類型，1為點(diǎn)，2為線，3為線集合；字節(jié)3-6：唯一標(biāo)識，INTEGER類型；字節(jié)7-14：圖元標(biāo)簽，用于標(biāo)簽展示；字節(jié)15-16：展示標(biāo)識，作為樣式渲染標(biāo)識；字節(jié)17-18：級別標(biāo)識，作為比例尺級別渲染標(biāo)識；字節(jié)19-20：版本標(biāo)識，標(biāo)識數(shù)據(jù)模型的版本信息；字節(jié)21-24：頭鏈接標(biāo)識，線對象的頭端點(diǎn)標(biāo)識；字節(jié)25-28：尾鏈接標(biāo)識，線對象的尾端點(diǎn)標(biāo)識；字節(jié)29-32：保留空間，暫無特別作用。所述線集合空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為二進(jìn)制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每條線資源數(shù)據(jù)占用24+4N個字節(jié)，N代表組成線集合的線的數(shù)量，每個字節(jié)為8bit，其中，字節(jié)1：是否使用，0為廢棄，1為使用；字節(jié)2：要素類型，1為點(diǎn)，2為線，3為線集合；字節(jié)3-6：唯一標(biāo)識，INTEGER類型；字節(jié)7-14：圖元標(biāo)簽，用于標(biāo)簽展示；字節(jié)15-16：展示標(biāo)識，作為樣式渲染標(biāo)識；字節(jié)17-18：級別標(biāo)識，作為比例尺級別渲染標(biāo)識；字節(jié)19-20：版本標(biāo)識，標(biāo)識數(shù)據(jù)模型的版本信息；字節(jié)21-24：保留空間，暫無特別作用；字節(jié)25-（24+4N）：線資源鏈表。封裝中間件后，該中間件通過搜索服務(wù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件，其特征在于，包括以下功能架構(gòu)：空間分析服務(wù)模塊，提供包括對資源的空間檢索、范圍查詢、緩沖區(qū)查詢的空間分析接口；搜索服務(wù)模塊，基于搜索服務(wù)器，提供一個分布式的全文搜索引擎；網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)模塊，提供最優(yōu)路徑查詢、可能管網(wǎng)路徑分析、以及對深度優(yōu)先、廣度優(yōu)先、A+算法三種基礎(chǔ)算法的支持；空間數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)模塊，用于空間數(shù)據(jù)的讀寫與索引的自動維護(hù)；高速緩存服務(wù)模塊，利用Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫緩存高速變更的數(shù)據(jù)，用于包括監(jiān)控的實(shí)時性場景；地圖渲染適配器，適配各GIS圖片渲染引擎提供動態(tài)地圖渲染服務(wù)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件，其特征在于，包括以下功能架構(gòu)：空間分析服務(wù)模塊，提供包括對資源的空間檢索、范圍查詢、緩沖區(qū)查詢的空間分析接口；搜索服務(wù)模塊，基于搜索服務(wù)器，提供一個分布式的全文搜索引擎；網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)模塊，提供最優(yōu)路徑查詢、可能管網(wǎng)路徑分析、以及對深度優(yōu)先、廣度優(yōu)先、A+算法三種基礎(chǔ)算法的支持；空間數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)模塊，用于空間數(shù)據(jù)的讀寫與索引的自動維護(hù)；高速緩存服務(wù)模塊，利用Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫緩存高速變更的數(shù)據(jù)，用于包括監(jiān)控的實(shí)時性場景；地圖渲染適配器，適配各GIS圖片渲染引擎提供動態(tài)地圖渲染服務(wù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件，其特征在于，所述中間件適配的數(shù)據(jù)庫類型包括Oracle、Postgresql、Neo4J和Redis數(shù)據(jù)庫。3.一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，其實(shí)現(xiàn)過程為：首先對電信領(lǐng)域地理信息系統(tǒng)的使用特點(diǎn)進(jìn)行分析；然后設(shè)計一套空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在這套數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上封裝空間數(shù)據(jù)管理中間件，該管理中間件通過搜索服務(wù)模塊提供索引功能，提升空間數(shù)據(jù)讀寫和分析的效率。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，分析后的電信領(lǐng)域地理信息系統(tǒng)的使用特點(diǎn)包括，將空間對象分為二維平面上的點(diǎn)、線、線集合三種對象；無線專業(yè)、傳輸外線專業(yè)的數(shù)據(jù)編輯需要動態(tài)渲染；電信領(lǐng)域采用WGS84地球橢球坐標(biāo)；最小的線單元由兩端的點(diǎn)單元組成，不存在無明確端點(diǎn)的線單元；最小的線單元長度為L取值范圍為0.5m<L<2000m；復(fù)雜的線集合單元，可由最小線單元組合而成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由以下元數(shù)據(jù)組成：空間數(shù)據(jù)源定義表，定義數(shù)據(jù)源連接的數(shù)據(jù)庫信息，包括數(shù)據(jù)源名稱、數(shù)據(jù)庫類別、數(shù)據(jù)庫連接JSON、數(shù)據(jù)庫連接池大小；空間數(shù)據(jù)源注冊表，確定數(shù)據(jù)源與要素類型的關(guān)系；要素類定義表，為空間要素類的具體定義表，包括要素名稱、要素類型、要素類數(shù)據(jù)庫名稱和要素詳情JSON。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，基于電信領(lǐng)域地理信息系統(tǒng)的使用特點(diǎn)，所述空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具體分為點(diǎn)資源空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、線資源空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、線集合空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于電信領(lǐng)域的空間數(shù)據(jù)管理中間件實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫斌，
申請(專利權(quán))人：浪潮通信信息系統(tǒng)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37