本發(fā)明涉及空間信息遙感的，尤其涉及一種基于北斗網(wǎng)格碼的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)管理與檢索方法。

背景技術(shù)：

1、中國歷史文化源遠流長，擁有著豐富的文化遺產(chǎn)資源。文化遺產(chǎn)是指具有重要研究意義的歷史文物，種類多樣，根據(jù)存在形式可分為可移動文物和不可移動文物。可移動文物包括藝術(shù)品和文獻等具有欣賞價值的文物，不可移動文物包括古遺址遺跡等具有建筑代表性價值的文物。目前，我國文化遺產(chǎn)保護工作既得到極大的重視，又受到很大的破壞，保護形勢嚴峻。一方面，國家頒布相關(guān)法律支持文化遺產(chǎn)的保護，同時，加大資金的投入，使得文化遺產(chǎn)保護事業(yè)蓬勃發(fā)展；另一方面，面對文化遺產(chǎn)遭受嚴重的破壞，對文化遺產(chǎn)保護起到重視作用。當下，采用數(shù)字化技術(shù)對文化遺產(chǎn)進行保護取得了一定的成效。數(shù)字化作為一種現(xiàn)代科技手段，是傳承文化遺產(chǎn)資源的最有效形式。

2、文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)形式種類多樣、來源廣泛、數(shù)據(jù)豐富、格式復雜、彼此相互割裂、無法系統(tǒng)化利用。面對眾多的文化遺產(chǎn)以及海量的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)，需要提供一個框架，對這些多元的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行組織管理，使數(shù)據(jù)達到統(tǒng)一管理的目的。這個框架要既能滿足普通文化遺產(chǎn)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，即一些文本類型數(shù)據(jù)、音頻和視頻等數(shù)據(jù)；還要滿足文化遺產(chǎn)的空間特性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)具有多尺度、離散型等地理空間特點，而且要實現(xiàn)唯一性標識，即在同一空間區(qū)域的信息具有相同的標識。同時，要以極小的代價完成數(shù)據(jù)的高效組織。傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)僅能存儲和檢索一般文檔信息數(shù)據(jù)，文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)中包含空間屬性信息的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)無法支持具有空間信息數(shù)據(jù)的存儲和檢索，需要采用帶有空間數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)來存儲和管理這部分數(shù)據(jù)。

3、例如申請?zhí)枮?02111122661.8的發(fā)明專利提出了一種兼容北斗網(wǎng)格碼的數(shù)字地球三維空間場景管理方法，首先，基于北斗網(wǎng)格碼，定義北斗網(wǎng)格空間包圍盒，給出其編碼方式；然后，給出北斗網(wǎng)格空間包圍盒的直觀便捷的相交測試方法；最后對每個物體尋找能包含物體的最小北斗網(wǎng)格空間包圍盒，并逐級建立起兼顧兩極地區(qū)的r樹結(jié)構(gòu)北斗網(wǎng)格空間層次包圍盒，基于該r樹結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)空間高效搜索，特別適用于北斗網(wǎng)格碼定義的空間位置。但是，上述發(fā)明沒有解決多元數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織管理，針對不同類型的數(shù)據(jù)，沒有提出一個統(tǒng)一的組織管理框架來組織管理數(shù)據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對多元、格式復雜的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)類型難以統(tǒng)一組織管理以及空間數(shù)據(jù)檢索慢的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于北斗網(wǎng)格碼的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)管理與檢索方法，北斗網(wǎng)格碼具有對多元、格式類型復雜的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一組織管理的優(yōu)勢，且基于北斗網(wǎng)格碼提供一種快速檢索空間數(shù)據(jù)的方法，相較于普通方法檢索空間數(shù)據(jù)能夠提高時間效率。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種基于北斗網(wǎng)格碼的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)管理與檢索方法，方法步驟包括：

3、s1：根據(jù)格式對文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)類型進行分類，并對分類后的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類管理；

4、s2：利用北斗網(wǎng)格碼對分類后的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行剖分，并與北斗網(wǎng)格碼進行關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)后的數(shù)據(jù)；

5、s3：使用基于北斗網(wǎng)格碼對關(guān)聯(lián)后的數(shù)據(jù)進行組織管理，對多元異構(gòu)的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一組織管理，得到組織管理后的數(shù)據(jù)；

6、s4：基于組織管理后的數(shù)據(jù)，利用二次索引法對組織管理后的數(shù)據(jù)進行精確索引。

7、步驟s1所述對分類后的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類管理的方法為：根據(jù)格式，文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)分為遙感影像數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)和報表類型數(shù)據(jù)，將遙感影像數(shù)據(jù)作為柵格數(shù)據(jù)，將基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)作為矢量數(shù)據(jù)，對柵格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)和報表類型數(shù)據(jù)進行組織管理。

8、步驟s2所述利用北斗網(wǎng)格碼對分類后的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行剖分的方法為：

9、對柵格數(shù)據(jù)，根據(jù)北斗網(wǎng)格碼的剖分層級大小對柵格數(shù)據(jù)進行剖分；根據(jù)遙感影像空間分辨率，選擇北斗剖分網(wǎng)格層級與實際地面距離對照表中實際地面距離小于分辨率的所有實際地面距離中的最大值，確定實際地面距離中的最大值所對應的北斗網(wǎng)格碼，再按照北斗網(wǎng)格碼的劃分規(guī)則，通過等四叉樹剖分法分成一系列的網(wǎng)格單元，每一個網(wǎng)格單元賦予一個北斗網(wǎng)格碼，實現(xiàn)北斗網(wǎng)格碼剖分與關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)后的柵格數(shù)據(jù)；

10、對于矢量數(shù)據(jù)，矢量數(shù)據(jù)對應的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包含行政區(qū)劃信息，將行政區(qū)劃大小作為行政區(qū)域的實際地面距離，根據(jù)實際地面距離，基于北斗剖分網(wǎng)格層級與實際地面距離對照表確定基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)所劃分的北斗剖分網(wǎng)格層級，再將基礎(chǔ)地理空間按照北斗網(wǎng)格碼的劃分規(guī)則，通過等四叉樹剖分法分成一系列的網(wǎng)格單元，每一個網(wǎng)格單元賦予一個北斗網(wǎng)格碼，實現(xiàn)北斗網(wǎng)格碼剖分與關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)后的矢量數(shù)據(jù)；

11、對于報表類型數(shù)據(jù)，統(tǒng)計報表數(shù)據(jù)內(nèi)包含縣級行政區(qū)名稱、地理空間范圍經(jīng)緯度和北斗剖分空間面片編碼，通過北斗剖分空間面片編碼與北斗網(wǎng)格碼進行關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)后的報表類型數(shù)據(jù)。

12、所述北斗剖分網(wǎng)格層級與實際地面距離對照表為：

13、北斗剖分網(wǎng)格層級與實際地面距離對照表

14、

15、步驟s3所述對多元異構(gòu)的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一組織管理的方法為：

16、在關(guān)聯(lián)后的柵格數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)后的矢量數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)后的報表類型數(shù)據(jù)與北斗網(wǎng)格碼之間建立索引，根據(jù)北斗網(wǎng)格碼檢索到相應的數(shù)據(jù)，使用索引管理關(guān)聯(lián)后的柵格數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)后的矢量數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)后的報表類型數(shù)據(jù)，得到組織管理后的數(shù)據(jù)。

17、步驟s4所述利用二次索引法對組織管理后的數(shù)據(jù)進行精確索引的方法為：

18、s41：輸入需要檢索的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用組織管理后的數(shù)據(jù)對文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行第一次索引，得到對應文化遺產(chǎn)區(qū)域的外包矩形長邊的長度；

19、s42：根據(jù)外包矩形長邊的長度確定包含該外包矩形的北斗網(wǎng)格碼的最小剖分層級，分割得到至少一個空間面片；

20、s43：確定剖分層級后，對外包矩形的四個角點進行編碼，選出編碼前n位與該外包矩形編碼相同的空間面片；

21、s44：將步驟s43選出的空間面片作為數(shù)據(jù)集，在數(shù)據(jù)集中對文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行第二次索引，實現(xiàn)對目標數(shù)據(jù)的精確快速索引。

22、步驟s41所述利用組織管理后的數(shù)據(jù)對文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行第一次檢索的方法為：

23、根據(jù)文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)，基于組織管理后的數(shù)據(jù)得到文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)對應的行政區(qū)劃范圍，以行政區(qū)劃范圍作為文化遺產(chǎn)的空間區(qū)域范圍作為文化遺產(chǎn)區(qū)域的外包矩形長邊的長度。

24、步驟s42所述確定包含該外包矩形的北斗網(wǎng)格碼的剖分層級的方法為：

25、以外包矩形的長邊作為實際地面距離，根據(jù)北斗剖分網(wǎng)格層級與實際地面距離對照表選擇實際地面距離下所對應的最小的北斗剖分網(wǎng)格層級為北斗網(wǎng)格碼的剖分層級。

26、步驟s43所述對外包矩形的四個角點進行編碼的方法為：

27、四個角點的編碼公式如下所示：

28、λl-1＝λl-2+(al-1-1)×δl-1λ；

29、

30、其中λi是該位置所在第i級二維北斗網(wǎng)格的定位角點經(jīng)度；φi是該位置所在第i級二維北斗網(wǎng)格的定位角點緯度；ai是該位置在第i級二維北斗網(wǎng)格的列號；bi是該位置在第i級二維北斗網(wǎng)格的列號；δiλ是第i級二維北斗網(wǎng)格的經(jīng)差；δiφ是第i級二維北斗網(wǎng)格的緯差；

31、其中，列號ai與列號bi由下列公式計算得出:

32、

33、其中，[]表示商取整；lng表示該位置的經(jīng)度；lat表示該位置的緯度。

34、步驟s44所述在數(shù)據(jù)集中對文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行第二次索引的方法為：采用經(jīng)緯度檢索數(shù)據(jù)集在數(shù)據(jù)集中對文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)進行第二次索引。

35、本發(fā)明的有益效果為：由于北斗網(wǎng)格碼可以提供一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織管理框架，使得多元、格式類型復雜的文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)得到統(tǒng)一的組織管理；使用基于北斗網(wǎng)格碼的二次檢索方法檢索空間數(shù)據(jù)，可以極大提高空間數(shù)據(jù)的檢索效率，能夠精確、快速的找到所需目標數(shù)據(jù)。