一種地理空間信息自適應(yīng)多終端可視化方法
【專利摘要】一種地理空間信息自適應(yīng)多終端可視化方法,其不同之處在于,該方法基于三層架構(gòu)體系結(jié)構(gòu),頂層是直接和用戶交互的空間數(shù)據(jù)可視化界面層,用于將空間數(shù)據(jù)根據(jù)自適應(yīng)圖形設(shè)計(jì)方案進(jìn)行圖形顯示,同時(shí)還根據(jù)用戶情況生成各種適應(yīng)用戶的界面呈現(xiàn)給用戶;功能層用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化過程,包括自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化的各種核心控制模型,包括自適應(yīng)圖形版式模型、自適應(yīng)圖形表達(dá)模型、自適應(yīng)地圖符號(hào)設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)層則是空間數(shù)據(jù)庫,包括用戶管理、地理時(shí)空數(shù)據(jù)分析處理模型。本發(fā)明提出的技術(shù)方法相較于現(xiàn)有的終端可視化方法,在保持個(gè)性化的前提之下,還考慮了主動(dòng)性、空間屬性,以及適應(yīng)多終端的方法,使得基于地理空間信息服務(wù)真正滿足多種終端的確切需求。
【專利說明】一種地理空間信息自適應(yīng)多終端可視化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)云計(jì)算技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)建模與地理空間數(shù)據(jù)可視化顯示的交叉領(lǐng)域,尤其涉及一種地理空間信息自適應(yīng)多終端可視化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著手機(jī)、平板、車載以及其它的具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能的嵌入式設(shè)備不斷廣泛深入應(yīng)用,傳統(tǒng)的自適應(yīng)終端可視化技術(shù)僅僅強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)用環(huán)境相關(guān)地圖專題內(nèi)容的自適應(yīng)綜合選取過濾和細(xì)節(jié)層次的自適應(yīng)簡化表達(dá),缺乏對(duì)用戶的知識(shí)、行為和認(rèn)知能力,并且針對(duì)特定應(yīng)用的符號(hào)庫與綁定式符號(hào)配置方法難以主動(dòng)自適應(yīng)多種終端,存在可視化方法規(guī)范和設(shè)計(jì)原則、用戶模型算法不完善等問題,無法滿足用戶個(gè)性化的要求、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題。
[0003]自適應(yīng)服務(wù)技術(shù)即智能服務(wù)是在集成現(xiàn)有多方面的信息技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)上,以用戶需求為中心,進(jìn)行服務(wù)模式和商業(yè)模式的創(chuàng)新。因此,智能服務(wù)的實(shí)現(xiàn)需要涉及到跨平臺(tái)、多元化的技術(shù)支撐,如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能技術(shù)、SOA相關(guān)技術(shù)等。針對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的自適應(yīng)處理和服務(wù),由于空間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)處理的特殊性使常規(guī)云計(jì)算技術(shù)并不完全適用,GIS在云計(jì)算環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)用還存在自適應(yīng)載體變換、自適應(yīng)傳輸變換、數(shù)據(jù)多尺度變換等問題。
[0004]當(dāng)前空間信息服務(wù)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,忽視了個(gè)性化需求,空間信息用戶個(gè)性服務(wù)的研究相對(duì)落后,現(xiàn)存的現(xiàn)有的建模技術(shù)存在一些缺陷,表達(dá)用戶的興趣并不是很完整,因此導(dǎo)致最終的推薦效果不理想,用戶模型的更新技術(shù)及怎樣根據(jù)用戶的需要適時(shí)自動(dòng)的為用戶提供服務(wù)有待改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服上述不足之處,本發(fā)明提出一種地理空間信息自適應(yīng)多終端可視化方法,該方法是以用戶場景、人機(jī)交互行為、知識(shí)推理機(jī)制和用戶反饋評(píng)價(jià)為基礎(chǔ),具備基于用戶模型和適應(yīng)硬件的自組織、自導(dǎo)航能力,以及預(yù)測用戶行為的能力。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:地理空間信息自適應(yīng)多終端可視化方法,其不同之處在于,該方法基于三層架構(gòu)體系結(jié)構(gòu),頂層是直接和用戶交互的空間數(shù)據(jù)可視化界面層,用于將空間數(shù)據(jù)根據(jù)自適應(yīng)圖形設(shè)計(jì)方案進(jìn)行圖形顯示,同時(shí)還根據(jù)用戶情況生成各種適應(yīng)用戶的界面呈現(xiàn)給用戶;功能層用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化過程,包括自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化的各種核心控制模型,包括自適應(yīng)圖形版式模型、自適應(yīng)圖形表達(dá)模型、自適應(yīng)地圖符號(hào)設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)層則是空間數(shù)據(jù)庫,包括用戶管理、地理時(shí)空數(shù)據(jù)分析處理模型。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本技術(shù)可以智能化地感知用戶輸入,推測用戶行為,同時(shí)還為系統(tǒng)提供用戶靈便可用的操作界面,功能上易于操作、界面友好,所提供的內(nèi)容引起用戶的興趣,可視化效果讓用戶感到愉悅。通過采用自適應(yīng)載體變化技術(shù)、大規(guī)模時(shí)空多尺度表達(dá)技術(shù)和地理空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的自適應(yīng)多終端可視化技術(shù),很好的解決了當(dāng)前終端多樣化、實(shí)時(shí)在線的高效變換模型和前景背景的協(xié)調(diào)一致、空間約束下多尺度數(shù)據(jù)可視化方法等問題。該技術(shù)并不是固步自封的,而是通過信息反饋機(jī)制,不斷地進(jìn)行學(xué)習(xí)、完善,使提供的服務(wù)更加人性化、更好地被具有不同特征和不同需求的用戶所使用。基于移動(dòng)終端操作系統(tǒng)提供的自適應(yīng)終端的網(wǎng)頁應(yīng)用框架設(shè)計(jì)、自適應(yīng)終端的程序應(yīng)用框架設(shè)計(jì)等,通過自適應(yīng)載體變化技術(shù)、大規(guī)模時(shí)空多尺度表達(dá)技術(shù)和地理空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的自適應(yīng)多終端可視化技術(shù),采用層次結(jié)構(gòu)和快速索引方法為新技術(shù)下各種可視化載體在線、實(shí)時(shí)、高效的場景顯示,滿足用戶的不同需求。本發(fā)明提出的技術(shù)方法相較于現(xiàn)有的終端可視化方法,在保持個(gè)性化的前提之下,還考慮了主動(dòng)性、空間屬性,以及適應(yīng)多終端的方法,使得基于地理空間信息服務(wù)真正滿足多種終端的確切需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實(shí)施例自適應(yīng)地理空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)路線。
[0009]圖2是本發(fā)明實(shí)施例自地圖自適應(yīng)載體變換框架。
[0010]圖3是本發(fā)明實(shí)施例自可視化算法庫。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1-圖3,本發(fā)明實(shí)施方式需要解決以下問題:建立適應(yīng)不同類型用戶的用戶模型、建立對(duì)地理空間數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)用戶進(jìn)行分類的標(biāo)準(zhǔn)、建立能夠根據(jù)用戶需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)構(gòu)建和重構(gòu)的數(shù)據(jù)管理機(jī)制、考慮自適應(yīng)的圖形和符號(hào)顯示和具有自適應(yīng)特征的用戶界面等。
[0012]自適應(yīng)地理空間數(shù)據(jù)可視化是以用戶場景、人機(jī)交互行為、知識(shí)推理機(jī)制和用戶反饋評(píng)價(jià)為基礎(chǔ),具備基于用戶模型和適應(yīng)硬件的自組織、自導(dǎo)航能力,以及預(yù)測用戶行為的能力?;谥髁饕苿?dòng)終端操作系統(tǒng)提供的自適應(yīng)終端的網(wǎng)頁應(yīng)用框架設(shè)計(jì)、自適應(yīng)終端的程序應(yīng)用框架設(shè)計(jì)等技術(shù),自適應(yīng)地理空間數(shù)據(jù)可視化引擎的技術(shù)路線如圖1所示。
[0013]用戶個(gè)性化服務(wù)主要是從用戶的描述文件、資源文件、情景感知等方面構(gòu)建用戶模型,為用戶提供適時(shí)的服務(wù)。建模所用信息大致有地圖用戶(包括讀圖能力、知識(shí)水平、教育、喜好)、地圖目的(包括任務(wù)、空間擴(kuò)展、要素相關(guān)性)、條件(包括位置、時(shí)間、方位、環(huán)境)和地圖媒介(顯示大小與參數(shù)、傳輸率、交互性、軟件能力)。用戶的個(gè)性化信息反饋有兩種方法:隱含的用戶反饋和明確的用戶反饋。明確的反饋需要用戶直接參與,由他提供自己的一些信息、對(duì)當(dāng)前文檔和頁面的評(píng)價(jià)以及對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)等,從而達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。
[0014]基于用戶模型對(duì)應(yīng)用環(huán)境、用戶行為、用戶場景信息和出圖規(guī)則等進(jìn)行描述、分類以及識(shí)別,進(jìn)行自適應(yīng)用戶場景。其中用戶場景包括用戶用圖目的、當(dāng)前位置、速度、時(shí)間、方向等;對(duì)獲取到的地理時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,同時(shí)將數(shù)據(jù)傳到空間數(shù)據(jù)可視化評(píng)價(jià)模塊用于最終結(jié)果的分析與評(píng)價(jià);應(yīng)用人工智能的技術(shù),根據(jù)用戶場景、行為等,對(duì)經(jīng)過分析處理后的地理時(shí)空數(shù)據(jù),通過自適應(yīng)圖形版式模型、自適應(yīng)圖形表達(dá)模型以及選擇相應(yīng)的自適應(yīng)圖形符號(hào),最終生成個(gè)性化圖形;在國產(chǎn)移動(dòng)端等不同終端操作系統(tǒng)提供的自適應(yīng)終端顯示技術(shù)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖自適應(yīng)載體的變換。國產(chǎn)操作系統(tǒng)提供的自適應(yīng)終端顯示主要提供自動(dòng)選擇與設(shè)備相匹配的分辨率最好的資源顯示,提供不同分辨率的應(yīng)用程序UI設(shè)計(jì),通過布局來控制Π顯示,系統(tǒng)將提供具有對(duì)齊功能、邊距功能和高度與寬度功能的指定的布局設(shè)置來實(shí)現(xiàn)指定的布局,可以為不同分辨率的屏幕設(shè)計(jì)不同的顯示布局,并且提供不同設(shè)備間的屏幕可控顯示與操控交互設(shè)計(jì)等。
[0015]建立面向多種載體的地圖變換模型,解決載體變換過程中的自適應(yīng)問題。如圖2為地圖自適應(yīng)載體變換框架。實(shí)時(shí)在線的高效變換模型通過中間件技術(shù)基于地圖變換規(guī)則庫對(duì)水系、居民地、道路、地形地貌等不同要素在不同比例尺間實(shí)施的地圖綜合方法構(gòu)建各類地圖變換模型。為提高數(shù)據(jù)處理、顯示和傳輸?shù)男?,建立空間數(shù)據(jù)的層次、瓦片或金字塔數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),通過離線式地圖綜合對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,生成多尺度空間信息并存儲(chǔ)于該結(jié)構(gòu)中,合理劃分在線式與離線式綜合處理任務(wù),以求在總體上提高多尺度信息服務(wù)的響應(yīng)效率。
[0016]前景背景的協(xié)調(diào)一致是指地圖往往作為背景信息,需要與前景信息相協(xié)調(diào)。如導(dǎo)航定位電子地圖,前景信息為移動(dòng)終端的適時(shí)位置,當(dāng)車輛在城際之間行駛時(shí)需要概略的背景信息(如高速公路等),當(dāng)車輛在城內(nèi)行駛時(shí)需要詳細(xì)的背景信息(如街區(qū)、接到、酒店、停車場等)。為滿足這種自適應(yīng)的背景顯示,擬采用動(dòng)態(tài)、連續(xù)、光滑的尺度變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的無機(jī)變換,在變換尺度、視點(diǎn)、專題信息的同時(shí),較好地保持用戶的感興趣區(qū)域,避免跳躍導(dǎo)致的視點(diǎn)丟失。
[0017]大規(guī)模時(shí)空數(shù)據(jù)的多尺度表達(dá)將提高可視分析的可擴(kuò)充性,其技術(shù)框圖如圖3所示。設(shè)計(jì)大尺度數(shù)據(jù)的多尺度表達(dá),即建立層次結(jié)構(gòu)和快速索引方法。由于顯示設(shè)備的精度和分辨率具有一定的物理局限,可將大尺度數(shù)據(jù)分解重組為時(shí)間域、空間域或頻域的表達(dá),提供數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)可視化,以此解決在空間約束下多尺度數(shù)據(jù)可視化方法問題。高維數(shù)據(jù)處理是將數(shù)據(jù)表達(dá)為高維空間中的流形,實(shí)施保持?jǐn)?shù)據(jù)屬性的降維,生成易感知的二維或三維表示。對(duì)于時(shí)空數(shù)據(jù)流,由于大量的數(shù)據(jù)以流的形式獲取,我們將重點(diǎn)研究時(shí)空有序數(shù)據(jù)的可視化技術(shù),結(jié)合模式識(shí)別理論(如隱馬爾科夫鏈、粒子濾波器等)挖掘時(shí)空數(shù)據(jù)在時(shí)間域上的相關(guān)性和連貫性,并設(shè)計(jì)對(duì)在線獲取的高維非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的可視化的方法。
[0018]通過系統(tǒng)提供給用戶靈便可用的操作界面智能化地感知用戶輸入,推測用戶行為,進(jìn)行UI設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、工具設(shè)計(jì)等自適應(yīng)用戶界面操作;
為用戶提供該環(huán)境下最佳的空間信息服務(wù),功能上易于操作、界面友好,將得到的自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)圖形表達(dá)展示給用戶;
依據(jù)用戶滿意度對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化評(píng)價(jià),將得到的信息反饋到自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)、自適應(yīng)用戶界面,使得到的結(jié)果更加完善。
[0019]具體的,本發(fā)明包含以下步驟:
步驟I)進(jìn)行自適應(yīng)用戶場景,獲取地理時(shí)空數(shù)據(jù);
步驟2)對(duì)獲取到的地理時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,同時(shí)將數(shù)據(jù)傳到空間數(shù)據(jù)可視化評(píng)價(jià)模塊用于最終結(jié)果的分析與評(píng)價(jià);
步驟3)進(jìn)行自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì),最終生成個(gè)性化圖形;
步驟4)輸出最終生成的個(gè)性化圖形,進(jìn)行自適應(yīng)用戶界面;
步驟5)為用戶提供該環(huán)境下最佳的空間信息服務(wù),功能上易于操作、界面友好,將得到的自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)圖形表達(dá)展示給用戶;
步驟6)依據(jù)用戶滿意度對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化評(píng)價(jià),將得到的信息反饋到自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)、自適應(yīng)用戶界面,使得到的結(jié)果更加完善。
【權(quán)利要求】
1.一種地理空間信息自適應(yīng)多終端可視化方法,其特征在于,該方法基于三層架構(gòu)體系結(jié)構(gòu),頂層是直接和用戶交互的空間數(shù)據(jù)可視化界面層,用于將空間數(shù)據(jù)根據(jù)自適應(yīng)圖形設(shè)計(jì)方案進(jìn)行圖形顯示,同時(shí)還根據(jù)用戶情況生成各種適應(yīng)用戶的界面呈現(xiàn)給用戶;功能層用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化過程,包括自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)可視化的各種核心控制模型,包括自適應(yīng)圖形版式模型、自適應(yīng)圖形表達(dá)模型、自適應(yīng)地圖符號(hào)設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)層則是空間數(shù)據(jù)庫,包括用戶管理、地理時(shí)空數(shù)據(jù)分析處理模型。
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK104391922SQ201410665623
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】劉福江, 林偉華, 徐戰(zhàn)亞, 郭艷, 黃彩春, 郭振輝 申請人:武漢圖歌信息技術(shù)有限責(zé)任公司