一种矢量地理数据关键性指数计算方法和装置

本发明属于地理信息安全，具体涉及一种矢量地理数据关键性指数计算方法和装置。

背景技术：

1、矢量地理数据是基础建设和发展过程中不可或缺的组成部分，地理信息系统能够存储、管理和分析大量的矢量地理数据。然而，在处理大规模矢量地理数据集时，如何迅速而准确地确定其中关键要素，以指导决策和优化资源分配，仍然是一个具有挑战性的问题。

2、由于地理数据的特征往往表现在地理要素的空间与语义属性等方面，根据对地理要素的几何形态、空间分布、属性信息等特征的信息量度量结果大小可以判断该要素在数据中的重要程度。传统的矢量地理数据信息量计算方法可根据度量角度分为两类：基于要素分布概率的信息量计算方法和基于要素特征的信息量计算方法。其中基于要素分布概率的信息量计算方法依靠统计地物的概率分布进行地理要素信息量的计算；基于要素特征的信息量计算方法克服了机械套用经典信息论进行简单统计学度量的局限性，更多地关注了地理要素的内部几何特征和空间特征。

3、尽管上述算法对矢量地理数据信息量计算方法的研究已取得了一定成果，但是这些方法对于信息量的主要集中在几何形态或空间分布上，缺乏对语义属性的综合考虑，导致对要素关键性的评估存在片面性和不足。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，提供一种矢量地理数据关键性指数计算方法和装置，更全面、准确地评估地理数据中要素的重要程度或敏感度进而确定关键要素，实现了对地理要素多方面信息的全面考虑，进而建立了一个统一的关键性指数指标，以实现对于地理数据中要素重要程度或敏感度的全面量化。

2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种矢量地理数据关键性指数计算方法，包括：

4、步骤s1、根据矢量地理数据，得到几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量；其中，几何信息量度量包含：点要素几何信息量指标、线要素几何信息量指标和面要素几何信息量指标，拓扑信息量度量包含：点要素拓扑信息量指标、线要素拓扑信息量指标和面要素拓扑信息量指标，属性信息量度量包含相邻要素属性信息量指标和属性敏感度系数指标；

5、步骤s2、根据几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量的熵值进行信息量指标的权重分配；

6、步骤s3、根据权重分配值进行关键性指数计算。

7、作为优选，步骤s1中，基于voronoi图计算点要素几何信息量指标，基于弯曲度和弯曲面积计算线要素几何信息量指标，基于凸包分解计算面要素几何信息量指标。

8、作为优选，步骤s1中，基于delaunay三角网计算点要素拓扑信息量指标，基于拓扑对偶图节点连通度计算线要素拓扑信息量指标，基于拓扑对偶矩阵的一阶相邻面要素数计算面要素拓扑信息量指标。

9、作为优选，步骤s1中，基于拓扑关系与相邻要素属性计算相邻要素属性信息量指标，基于地理要素与涉密地物类别的关联度和地理对象分类分级，计算属性敏感度系数指标。

10、作为优选，步骤s2包括：

11、对几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量进行无量纲化处理；

12、对无量纲化后的几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量分别计算比重，得到所有信息量指标的比重矩阵；

13、根据比重矩阵，计算每个信息量指标的熵值与差异系数，得到各个信息量指标的权重。

14、本发明还提供一种矢量地理数据关键性指数计算装置，包括：

15、处理模块，用于根据矢量地理数据，得到几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量；其中，几何信息量度量包含：点要素几何信息量指标、线要素几何信息量指标和面要素几何信息量指标，拓扑信息量度量包含：点要素拓扑信息量指标、线要素拓扑信息量指标和面要素拓扑信息量指标，属性信息量度量包含相邻要素属性信息量指标和属性敏感度系数指标；

16、分配模块，用于根据几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量的熵值进行信息量指标的权重分配；

17、计算模块，用于根据权重分配值进行关键性指数计算。

18、作为优选，处理模块基于voronoi图计算点要素几何信息量指标，处理模块基于弯曲度和弯曲面积计算线要素几何信息量指标，处理模块基于凸包分解计算面要素几何信息量指标。

19、作为优选，处理模块基于delaunay三角网计算点要素拓扑信息量指标，处理模块基于拓扑对偶图节点连通度计算线要素拓扑信息量指标，处理模块基于拓扑对偶矩阵的一阶相邻面要素数计算面要素拓扑信息量指标。

20、作为优选，处理模块基于拓扑关系与相邻要素属性计算相邻要素属性信息量指标，处理模块基于地理要素与涉密地物类别的关联度和地理对象分类分级，计算属性敏感度系数指标。

21、作为优选，分配模块包括：

22、第一处理单元，用于对几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量进行无量纲化处理；

23、第二处理单元，用于对无量纲化后的几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量分别计算比重，得到所有信息量指标的比重矩阵；

24、第三处理单元，用于根据比重矩阵，计算每个信息量指标的熵值与差异系数，得到各个信息量指标的权重。

25、本发明不仅考虑了要素的几何形态和空间分布特征，还深入挖掘了语义属性的信息，通过量化这些信息量并进行权重分配，建立了一个统一的关键性指数指标，使得能够更全面、准确地评估地理数据中要素的重要程度或敏感度，为地理数据的优化管理和决策提供科学依据。

技术特征：

1.一种矢量地理数据关键性指数计算方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的矢量地理数据关键性指数计算方法，其特征在于，步骤s1中，基于voronoi图计算点要素几何信息量指标，基于弯曲度和弯曲面积计算线要素几何信息量指标，基于凸包分解计算面要素几何信息量指标。

3.如权利要求2所述的矢量地理数据关键性指数计算方法，其特征在于，步骤s1中，基于delaunay三角网计算点要素拓扑信息量指标，基于拓扑对偶图节点连通度计算线要素拓扑信息量指标，基于拓扑对偶矩阵的一阶相邻面要素数计算面要素拓扑信息量指标。

4.如权利要求3所述的矢量地理数据关键性指数计算方法，其特征在于，步骤s1中，基于拓扑关系与相邻要素属性计算相邻要素属性信息量指标，基于地理要素与涉密地物类别的关联度和地理对象分类分级，计算属性敏感度系数指标。

5.如权利要求4所述的矢量地理数据关键性指数计算方法，其特征在于，步骤s2包括：

6.一种矢量地理数据关键性指数计算装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的矢量地理数据关键性指数计算装置，其特征在于，处理模块基于voronoi图计算点要素几何信息量指标，处理模块基于弯曲度和弯曲面积计算线要素几何信息量指标，处理模块基于凸包分解计算面要素几何信息量指标。

8.如权利要求7所述的矢量地理数据关键性指数计算装置，其特征在于，处理模块基于delaunay三角网计算点要素拓扑信息量指标，处理模块基于拓扑对偶图节点连通度计算线要素拓扑信息量指标，处理模块基于拓扑对偶矩阵的一阶相邻面要素数计算面要素拓扑信息量指标。

9.如权利要求8所述的矢量地理数据关键性指数计算装置，其特征在于，处理模块基于拓扑关系与相邻要素属性计算相邻要素属性信息量指标，处理模块基于地理要素与涉密地物类别的关联度和地理对象分类分级，计算属性敏感度系数指标。

10.如权利要求9所述的矢量地理数据关键性指数计算装置，其特征在于，分配模块包括：

技术总结本发明公开一种矢量地理数据关键性指数计算方法和装置，包括：步骤S1、根据矢量地理数据，得到几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量；步骤S2、根据几何信息量度量、拓扑信息量度量、属性信息量度量的熵值进行信息量指标的权重分配；步骤S3、根据权重分配值进行关键性指数计算。采用本发明的技术方案，更全面、准确地评估地理数据中要素的重要程度或敏感度进而确定关键要素，实现了对地理要素多方面信息的全面考虑，进而建立了一个统一的关键性指数指标，以实现对于地理数据中要素重要程度或敏感度的全面量化。技术研发人员：任娜,彭海波,周紫璇,王长虹,陈炯炯,艾驰,刘仁峰,廖莎,唐芝青受保护的技术使用者：南京师范大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29