一种智慧城市中空间大数据的查询方法

本发明涉及大数据，具体为一种智慧城市中空间大数据的查询方法。

背景技术：

1、智慧城市是以发展更科学、管理更高效、生活更美好为目标，以信息技术和通信技术为支撑，通过透明、充分的信息获取，广泛、安全的信息传递和有效、科学的信息处理，提高城市运行效率，改善公共服务水平，形成低碳城市生态圈而构建的新形态城市，随着科技的飞速发展和信息化社会的到来，智慧城市已成为今后城市规划的新方向；

2、在智慧城市中，空间大数据的查询算法对于高效管理和优化城市资源至关重要，这类算法需要处理复杂、大规模的空间数据，以支持城市的智能化管理和决策；

3、然而，现有的技术在智慧城市中空间大数据的查询时仍存在一些缺陷：

4、在智慧城市中空间大数据的查询过程中，由于采集的城市空间数据类别繁多，且服务器内的数据未经清洗、去重、聚类等技术进行优化，从而导致数据查询的效率低，且容易出现数据出错；

5、针对上述问题，发明人提出一种智慧城市中空间大数据的查询方法用于解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决在查询城市空间数据的过程中容易出错以及查询效率较低的问题；本发明的目的在于提供一种智慧城市中空间大数据的查询方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种智慧城市中空间大数据的查询方法，包括以下步骤：

3、s1、城市空间数据预处理

4、首先通过智慧城市的采集设备采集城市空间数据，然后对城市空间数据进行清洗，去除重复数据，然后统一不同城市空间数据源的空间坐标，然后再对城市空间数据进行压缩；

5、s2、城市空间数据结构处理

6、对压缩后的城市空间数据进行分类，将城市空间数据划分为矢量数据和栅格数据，同时对矢量数据和栅格数据的结构进行混合，供后续的复杂查询；

7、将城市空间数据中的图片数据导入到矢量图形设计软件，对图片数据进行编辑，并修改属性，输出矢量文件即可得到矢量数据；

8、将城市空间数据栅格化，转化为可编辑的像素图形，并创建网格，设置网格的行列数和间隙大小，以满足数据需求，即可得到栅格数据；

9、s3、聚类的查询优化

10、通过聚类算法对矢量数据和栅格数据进行预处理，提高查询效率；

11、s4、网格的查询优化

12、将服务器存储空间划分为多个均匀的网格，并在每个网格中存储和索引数据。

13、优选地，在s3中，所述聚类算法包括k-means、dbscan和optics中的任意一种。

14、优选地，在s3中，所述聚类算法对矢量数据和栅格数据进行预处理包括以下步骤：

15、s31、对矢量数据和栅格数据进行清洗，去除重复数据；

16、s32、将矢量数据和栅格数据分成预定义数量的簇；

17、s33、为每个簇建立索引，便于快速检索；

18、s34、在每个簇中进行局部搜索，以缩小全局收缩范围，并利用多核处理器并行处理多个簇的查询。

19、优选地，在s4中，所述网格的查询优化包括以下步骤：

20、s41、将服务器存储空间划分为若干均匀的网格，将聚类算法查询优化后的矢量数据和栅格数据分配到相应的网格中；

21、s42、通过r树和quadtree建立空间索引结构，然后在每个网格中存储和索引数据，方便支持高效的范围查询和近邻查询。

22、优选地，所述采集设备包括立柱杆和采集探头，所述立柱杆的一端固定安装有底座盘，所述立柱杆的另一端固定安装有设备座，所述设备座的上端面设有锥形面，所述采集探头设置在设备座的下端面，所述设备座与采集探头之间设有方位调节机构，所述方位调节机构上设有角度调节机构。

23、优选地，所述方位调节机构包括圆形导轨，所述设备座的下端面开设有环形凹槽，所述圆形导轨固定安装在环形凹槽的侧壁，所述圆形导轨上滑动安装有两个弧形滑块，所述环形凹槽内设有外齿环，两个所述弧形滑块的外壁和外齿环的内壁固定连接，其中一个所述弧形滑块的下表面固定安装有固定杆，所述固定杆的一端固定安装有u型固定架，所述u型固定架的一端固定安装有设备架，所述采集探头设置在设备架内。

24、优选地，所述设备座的内部开设有设备腔，所述设备腔的内壁固定安装有第一电机，所述第一电机的驱动输出端固定安装有第一转动杆，所述第一转动杆的一端固定安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮和外齿环啮合连接。

25、优选地，所述角度调节机构包括两个转动轴，两个所述转动轴和设备架转动连接，两个所述转动轴的一端和采集探头的固定端固定连接，其中一个所述转动轴的另一端固定安装有蜗轮，所述设备架的上端面固定安装有第二电机，所述第二电机的驱动输出端固定安装有第二转动杆，所述设备架的一端固定安装有固定板，所述固定板上转动安装有蜗杆，所述蜗杆和蜗轮啮合连接，所述第二转动杆的一端和蜗杆的一端均固定安装有锥齿轮，两个所述锥齿轮相互啮合。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

27、1、本发明中，通过对采集的城市空间数据进行聚类、网格划分和索引，在查询的过程中，提高查询的效率和准确性，降低查询成本，从而能够更好的服务智慧城市的各项应用，提高智慧城市的运行效率；

28、2、本发明中，通过方位调节机构及角度调节机构的配合，使采集探头在设备座的下端面圆周转动，蜗轮通过转动轴使采集探头以转动轴的轴心为圆心进行翻转，从而方便的实现了采集探头的方位调节以及竖直方向的角度调节，进而有效的提高了采集探头的灵活性，并提高城市空间数据采集的便捷性，同时便于采集全景图片信息。

1.一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，在s3中，所述聚类算法包括k-means、dbscan和optics中的任意一种。

3.如权利要求1所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，在s3中，所述聚类算法对矢量数据和栅格数据进行预处理包括以下步骤：

4.如权利要求1所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，在s4中，所述网格的查询优化包括以下步骤：

5.如权利要求1所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，所述采集设备包括立柱杆(1)和采集探头(17)，所述立柱杆(1)的一端固定安装有底座盘(11)，所述立柱杆(1)的另一端固定安装有设备座(15)，所述设备座(15)的上端面设有锥形面(16)，所述采集探头(17)设置在设备座(15)的下端面，所述设备座(15)与采集探头(17)之间设有方位调节机构(2)，所述方位调节机构(2)上设有角度调节机构(4)。

6.如权利要求5所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，所述底座盘(11)的上表面固定安装有环状阵列分布的四个加强角铁(12)，四个所述加强角铁(12)的一端和立柱杆(1)的一端固定连接。

7.如权利要求5所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，所述底座盘(11)的外壁开设有环状阵列分布的若干第一槽孔(13)，所述底座盘(11)的下端面开设有环状阵列分布的若干第二槽孔(14)，所述第一槽孔(13)与第二槽孔(14)相互连通。

8.如权利要求5所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，所述方位调节机构(2)包括圆形导轨(21)，所述设备座(15)的下端面开设有环形凹槽(22)，所述圆形导轨(21)固定安装在环形凹槽(22)的侧壁，所述圆形导轨(21)上滑动安装有两个弧形滑块(23)，所述环形凹槽(22)内设有外齿环(24)，两个所述弧形滑块(23)的外壁和外齿环(24)的内壁固定连接，其中一个所述弧形滑块(23)的下表面固定安装有固定杆(25)，所述固定杆(25)的一端固定安装有u型固定架(26)，所述u型固定架(26)的一端固定安装有设备架(27)，所述采集探头(17)设置在设备架(27)内。

9.如权利要求8所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，所述设备座(15)的内部开设有设备腔(28)，所述设备腔(28)的内壁固定安装有第一电机(29)，所述第一电机(29)的驱动输出端固定安装有第一转动杆(3)，所述第一转动杆(3)的一端固定安装有驱动齿轮(31)，所述驱动齿轮(31)和外齿环(24)啮合连接。

10.如权利要求8所述的一种智慧城市中空间大数据的查询方法，其特征在于，所述角度调节机构(4)包括两个转动轴(41)，两个所述转动轴(41)和设备架(27)转动连接，两个所述转动轴(41)的一端和采集探头(17)的固定端固定连接，其中一个所述转动轴(41)的另一端固定安装有蜗轮(42)，所述设备架(27)的上端面固定安装有第二电机(43)，所述第二电机(43)的驱动输出端固定安装有第二转动杆(44)，所述设备架(27)的一端固定安装有固定板(45)，所述固定板(45)上转动安装有蜗杆(46)，所述蜗杆(46)和蜗轮(42)啮合连接，所述第二转动杆(44)的一端和蜗杆(46)的一端均固定安装有锥齿轮(47)，两个所述锥齿轮(47)相互啮合。