面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法与流程

技术特征：
1.一种面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)管线的差异化分析：以电力管网的综合管线空间数据和专业管线空间数据为研究对象，进行分层分析，分别获取综合管线、专业管线在空间位置、分类、属性和具体实例上的差异特征，制定综合管线、专业管线的匹配和融合规则，并分别对综合管线空间数据、专业管线空间数据进行数据预处理，创建唯一标识码；(2)提取管线的骨架线stroke：分析综合管线、专业管线的各类管点连通性，选取连通度最高的一类管点建立种子管段，依据综合管线、专业管线的差异特征，制定综合管线和专业管线的连接规则和连接策略，生成概化的电力管网骨架线stroke；(3)管线的整体匹配：依据综合管线、专业管线的差异特征，设置合理的骨架线缓冲区半径阈值，分别生成综合管线、专业管线的骨架线stroke缓冲区，并计算缓冲区相交的骨架线的面积叠置率矩阵和骨架线的夹角余弦值，计算综合管线、专业管线的骨架线与步骤(2)生成的电力管网骨架线stroke的匹配率，根据连接策略生成最优的骨架线匹配集；(4)管线的局部匹配：基于最优的骨架线匹配集，确认匹配的管点控制点，并进行其余管点的局部匹配，包括：候选匹配集合计算、主干网管点匹配、支网管点匹配以及补充匹配；(5)匹配结果的验证和修正：基于管点和管线的结构、语义和几何相似性，计算综合管线的关键管点匹配集与专业管线的关键管点匹配集中管点相似性，将三类相似性设置相同权重，综合计算得到相似性最高关键管点作为管点匹配结果集，确定最终的管线匹配结果。2.根据权利要求1所述面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，其特征在于，步骤(1)中创建唯一标识码的过程具体为：将综合管线、专业管线的管段中一端有管点，另一端无管点的管线进行删除；检查综合管线、专业管线是否为折线，将折线点按照管点、管段的结构打断，将综合管线、专业管线中的管点生成唯一标识码。3.根据权利要求1所述面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，其特征在于，步骤(2)包括如下子步骤：(2.1)选择骨架线stroke生成起始点：分别对综合管线、专业管线的多通点、转折点以及末端点进行管点个数、管点个数占比、管段长度以及管段长度占比的统计与计算，得出多通点的连通性最高，将多通点作为骨架线的生成起始点，从起始点出发，利用管线差异化分析所确定的连接规则和连接策略，构建管线骨架线；(2.2)寻找相连管段：依据连接规则生成临时的管线骨架线管段集合，如果存在能够连接的管段，且该管段没有被生成骨架线，则基于自身最大适合策略选择一条最适合的管段与种子管段相连，否则完成一条骨架线的生成；(2.3)遍历所有多通点，执行步骤(2.2)，直到所有多通点都被加入骨架线中。4.根据权利要求3所述面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，其特征在于，所述连接规则为：相邻管段的角度大于150
°
，相邻管段的管径相等，相邻管段的材质属性一致。5.根据权利要求1所述面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，其特征在于，步骤(3)包括如下子步骤：(3.1)依据综合管线、专业管线的差异特征，设置骨架线缓冲区半径阈值，生成综合管线骨架线的缓冲区和专业管线骨架线的stroke缓冲区；
(3.2)计算综合管线和专业管线骨架线集合之间的缓冲区叠置面积s
叠置面积
和方向夹角余弦值，计算骨架线匹配率得出骨架线匹配率矩阵；其中，代表一条待匹配的综合管线骨架线首尾管点所连成的向量，代表一条待匹配的专业管线骨架线首尾管点所连成的向量；(3.3)选取出骨架线匹配率矩阵中骨架线匹配率最高的综合管线和专业管线骨架线，将骨架线匹配率最高的综合管线和专业管线骨架线的管段进行连接，得到骨架线匹配集。6.根据权利要求1所述面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，其特征在于，步骤(4)包括如下子步骤：(4.1)确认匹配的控制点：骨架线匹配集中的某一根综合管线骨架线有且只有一个综合管点，骨架线匹配集中与之对应的专业管线骨架线也有且只有一个专业管点，将所述综合管点与专业管点作为一对匹配控制点；(4.2)候选匹配集合的计算：以每个综合管点为对象，将综合管点与落在缓冲区内的各个专业管点形成一条候选匹配记录，每条记录包括管点编号、拓扑相似度、语义相似度信息，将所有候选匹配记录的总和作为候选匹配集合；(4.3)干网点匹配：筛选出候选匹配集合中语义相似度为1、拓扑相似度大于0.95，且拓扑相似度满足“每对最优”原则的候选匹配对，作为干网点；(4.4)支网点匹配：在已经匹配的控制点与干网管点基础上，根据支网管点的语义信息、支网管点与干网管点的结构关联进行匹配操作；(4.5)补充匹配：在剩余的候选匹配集合中，若同时满足：该综合管点与可能匹配的各个专业管点的距离最小；该综合管点与可能匹配的各个专业管点的拓扑相似度最大且大于0.9；该综合管点与专业管点的语义不冲突；则也认为管点匹配。7.根据权利要求1所述面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，其特征在于，当存在无法匹配管线的情况时，通过人工验证的方法检验匹配对。

技术总结
本发明公开了一种面向城市电力专业管线与综合管线的空间数据匹配方法，包括：分析城市综合管线空间数据和专业管线空间数据之间的差异，并对管线数据进行数据预处理；顾及电力管网骨架线结构特征和电力管网结构性特征，生成电力管网骨架线；选取特征因子，进行两类管线骨架线匹配，依据骨架线匹配结果生成电力管网关键结构点匹配结果；选取相似性因子，计算管点匹配相似性结果，通过人工设置阈值生成管点匹配结果集，依据管点匹配结果最终完成管线匹配。本发明针对地下管线中存在的“两份数据，重复探测”的问题，在分析电力管网整体形态结构特征的基础上，利用GIS矢量空间数据匹配方法完成综合电力管线空间数据和专业电力管线空间数据的匹配。线空间数据的匹配。线空间数据的匹配。


技术研发人员：鞠建荣 范娟娟 侯宜军 王文轩 戴相喜 周磊 朱可欣
受保护的技术使用者：南京市测绘勘察研究院股份有限公司
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2022/5/5