本發(fā)明涉及時(shí)空數(shù)據(jù)查詢分析領(lǐng)域，特別涉及一種城市數(shù)據(jù)的可視化跨域查詢方法。

背景技術(shù)：

近年來，傳感器的發(fā)展等產(chǎn)生了大量的城市數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括手機(jī)移動(dòng)車輛移動(dòng)軌跡，社交網(wǎng)絡(luò)，poi等多個(gè)領(lǐng)域。城市數(shù)據(jù)在給人類帶來巨大信息量的同時(shí)，也帶來了巨大的挑戰(zhàn)。對(duì)跨域城市時(shí)空數(shù)據(jù)的查詢推理的可視分析，越來越成為城市管理和城市建設(shè)的熱門課題。

可視化查詢是數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，查詢能夠達(dá)到數(shù)據(jù)基本的調(diào)查功能，使得數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)某些特征能夠直接被提取出來?，F(xiàn)有的城市數(shù)據(jù)查詢可視化大都是針對(duì)單一數(shù)據(jù)源的。這些可視化不能夠融合多源異構(gòu)的城市數(shù)據(jù)。

同樣的，對(duì)于城市數(shù)據(jù)推理探索過程的可視化也大都是針對(duì)單一數(shù)據(jù)源的。推理探索過程的可視化能夠使得分析人員回顧整個(gè)探索過程，同時(shí)可以讓不懂專業(yè)知識(shí)的人看懂?dāng)?shù)據(jù)分析的過程。推理可視化的關(guān)鍵就在于把每一步的語(yǔ)意信息編碼在相應(yīng)的步驟上。

由于之前的可視化查詢和可視化推理大都是針對(duì)單一數(shù)據(jù)源的。因?yàn)榭缬虻某鞘袛?shù)據(jù)具有異構(gòu)性和數(shù)據(jù)粒度不一的特點(diǎn)，不適用針對(duì)單一數(shù)據(jù)源的方法。故本發(fā)明提供了能夠針對(duì)跨域異構(gòu)數(shù)據(jù)的可視化查詢和可視化推理探索的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種城市數(shù)據(jù)的可視化跨域查詢方法，可以對(duì)跨域城市數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形化的選擇，過濾，查詢和推理，并且可以通過可視化界面推理揭露城市數(shù)據(jù)中的隱藏信息。

一種城市數(shù)據(jù)的可視化跨域查詢方法，包括以下步驟：

(1)將跨域的城市數(shù)據(jù)的屬性分為至少四類：時(shí)間屬性、空間屬性、身份屬性以及描述信息，并將分類后的數(shù)據(jù)建立成數(shù)據(jù)庫(kù)；

(2)設(shè)置可視化的查詢對(duì)話框、查詢結(jié)果對(duì)話框以及信息抽取查詢對(duì)話框；

查詢對(duì)話框和信息抽取對(duì)話框的查詢條件是步驟(1)中四種屬性的布爾組合；

查詢對(duì)話框與其對(duì)應(yīng)的查詢結(jié)果對(duì)話框之間通過實(shí)線箭頭連接，根據(jù)查詢結(jié)果對(duì)話框中的數(shù)據(jù)設(shè)置新的查詢條件形成信息抽取查詢對(duì)話框，前一級(jí)的查詢結(jié)果對(duì)話框與下一級(jí)的信息抽取查詢對(duì)話框之間通過虛線箭頭連接，信息抽取查詢對(duì)話框與其查詢結(jié)果對(duì)話框之間通過實(shí)線箭頭連接；

(3)組合步驟(2)中的查詢對(duì)話框、查詢結(jié)果對(duì)話框以及信息抽取查詢對(duì)話框來完成跨域目標(biāo)的可視化查詢。

布爾組合的定義：布爾組合包括對(duì)條件進(jìn)行的“并”“交”“補(bǔ)”三種操作?！安ⅰ辈僮饕笾灰獫M足兩者之一，“交”操作要求同時(shí)滿足兩種條件，“補(bǔ)”操作則要求滿足前一條件而不滿足后一條件。

本發(fā)明方法將跨域城市數(shù)據(jù)的整理與屬性分類，建立查詢模型和形成查詢序列進(jìn)行分析。本發(fā)明方法將不同領(lǐng)域的城市數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的分類，分類包括：時(shí)間屬性、空間屬性、身份屬性以及描述信息，可以完整的表達(dá)每個(gè)領(lǐng)域的信息，并且使這些數(shù)據(jù)具有相互關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而可以通過關(guān)聯(lián)的信息來滿足不同的查詢要求。

時(shí)間屬性：記錄了對(duì)象的時(shí)間屬性信息；

空間屬性：記錄了對(duì)象在地理空間中的位置信息信息；

身份屬性：記錄了對(duì)象的身份信息；

描述信息：記錄了對(duì)象的其他信息(例如速度)。

查詢對(duì)話框和信息抽取查詢對(duì)話框提供了針對(duì)這4中屬性的條件選擇器，用戶可以通過拖拽，選擇和輸入幾種方式對(duì)查詢條件進(jìn)行選擇，對(duì)于選擇后的條件，通過兩個(gè)按鈕(形式可以進(jìn)行人為設(shè)定)來提供用戶定義條件的布爾運(yùn)算(交，并)。選擇后的條件通過層次列表來展現(xiàn)，并提供刪除和查看詳情功能。針對(duì)每一種數(shù)據(jù)源，設(shè)計(jì)了不同的圖標(biāo)來提供用戶點(diǎn)選查詢數(shù)據(jù)源。

針對(duì)得到查詢結(jié)果的查詢結(jié)果對(duì)話框，用于歸納查詢數(shù)據(jù)，每一條數(shù)據(jù)上顯示身份屬性信息，并提供查看詳細(xì)信息功能。

優(yōu)選的，步驟(1)中，所述跨域的城市數(shù)據(jù)至少包括出租車軌跡數(shù)據(jù)、手機(jī)軌跡數(shù)據(jù)、房地產(chǎn)房?jī)r(jià)數(shù)據(jù)、社交平臺(tái)數(shù)據(jù)、手機(jī)通話數(shù)據(jù)、城市建筑信息數(shù)據(jù)以及街景數(shù)據(jù)中的兩種。所述社交平臺(tái)數(shù)據(jù)種類較多，例如微博、微信等。

為了更好地顯示查詢結(jié)構(gòu)和查詢關(guān)系，優(yōu)選的，步驟(2)中，查詢對(duì)話框、查詢結(jié)果對(duì)話框和信息抽取查詢對(duì)話框設(shè)有多級(jí)，查詢對(duì)話框與其對(duì)應(yīng)的查詢結(jié)果對(duì)話框之間通過實(shí)線箭頭連接，根據(jù)前一級(jí)的查詢結(jié)果對(duì)話框的數(shù)據(jù)設(shè)置新的查詢條件形成下一級(jí)信息抽取查詢對(duì)話框，前一級(jí)的查詢結(jié)果對(duì)話框與下一級(jí)的信息抽取查詢對(duì)話框之間通過虛線箭頭連接，信息抽取查詢對(duì)話框與其查詢結(jié)果對(duì)話框之間通過實(shí)線箭頭連接。

優(yōu)選的，步驟(2)中，還設(shè)有場(chǎng)景界面展示查詢推理結(jié)果，針對(duì)查詢結(jié)果對(duì)話框中不同數(shù)據(jù)源的查詢結(jié)果設(shè)有不同的數(shù)據(jù)展示和統(tǒng)計(jì)視圖(例如出租車速度統(tǒng)計(jì))，方便用戶對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行探索。

本發(fā)明方法可以快速完成以下四類查詢目的：

第一類，優(yōu)選的，步驟(3)中，完成經(jīng)過“目標(biāo)地點(diǎn)”的目標(biāo)物的跨域查詢的具體步驟如下：

3-1、建立查詢對(duì)話框，指定身份屬性為“目標(biāo)地址”的查詢條件，得到查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-2、對(duì)步驟3-1得到查詢結(jié)果對(duì)話框進(jìn)行信息抽取，得到帶有“目標(biāo)地址”的空間屬性的信息抽取查詢對(duì)話框；

3-3、將步驟3-2得到的“目標(biāo)地址”的空間屬性作為查詢條件，完成經(jīng)過“目標(biāo)地點(diǎn)”的目標(biāo)物的查詢，得到查詢結(jié)果對(duì)話框。

第二類，優(yōu)選的，步驟(3)中，完成社交平臺(tái)上發(fā)布“物品”丟失在出租車上的尋找的具體步驟如下：

3-1、建立查詢對(duì)話框，指定描述信息為“丟失”的查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-2、對(duì)步驟3-1得到查詢結(jié)果進(jìn)行信息抽取，得到需要尋找的丟失物的丟失時(shí)間以及出租車的起始位置的信息抽取查詢對(duì)話框；

3-3、根據(jù)步驟3-2得到的出租車的起始位置的信息作為“身份屬性”的查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到具體的起始位置的空間屬性的查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-4、對(duì)步驟3-3得到起始位置的經(jīng)緯度進(jìn)行信息抽取，得到信息抽取查詢對(duì)話框；

3-5、根據(jù)步驟3-2得到的丟失時(shí)間以及步驟3-4得到起始位置的經(jīng)緯度作為查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到條件匹配的出租車的查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-6、對(duì)步驟3-5得到的出租車進(jìn)行信息抽取，得到指定時(shí)間的行駛軌跡的信息抽取查詢對(duì)話框；

3-7、根據(jù)步驟3-6得到的指定時(shí)間的行駛軌跡作為查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到移動(dòng)軌跡匹配的手機(jī)的查詢結(jié)果對(duì)話框，撥打該手機(jī)的號(hào)碼找到丟失“物品”。

第三類，優(yōu)選的，步驟(3)中，完成選定街區(qū)的交通擁堵狀況查詢的具體步驟如下：

3-1、建立查詢對(duì)話框，指定描述信息為“速度0～20km/h”、時(shí)間屬性為中午0點(diǎn)到晚上12點(diǎn)、空間屬性為街區(qū)a為查詢條件，查詢符合條件的出租車數(shù)據(jù)，得到查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-2、通過步驟3-1的查詢結(jié)果的熱力圖得出多條擁堵的街道，對(duì)擁堵的街道進(jìn)行信息抽取，得到擁堵的街道的經(jīng)緯度的信息抽取查詢對(duì)話框；

3-3、根據(jù)步驟3-3得到的擁堵的街道的經(jīng)緯度為查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到所有擁堵的街道的環(huán)境信息的查詢結(jié)果對(duì)話框，從而判斷呈現(xiàn)擁堵的原因，進(jìn)而確定是否為真實(shí)的擁堵。

第四類，優(yōu)選的，步驟(3)中，完成不同房?jī)r(jià)區(qū)域人群的行為差異查詢的具體步驟如下：

3-1、建立查詢對(duì)話框，以房?jī)r(jià)為查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到高房?jī)r(jià)小區(qū)和低房?jī)r(jià)小區(qū)，得到查詢結(jié)果對(duì)話框，并查看兩個(gè)小區(qū)的街景數(shù)據(jù)；

3-2、根據(jù)步驟3-1的查詢結(jié)果進(jìn)行信息抽取，得到兩個(gè)小區(qū)的經(jīng)緯度范圍的信息抽取查詢對(duì)話框；

3-3、以凌晨0～6點(diǎn)之間的任一時(shí)間點(diǎn)為查詢條件，查詢半夜在步驟3-2得到的兩個(gè)小區(qū)經(jīng)緯度范圍內(nèi)逗留的手機(jī)軌跡，查詢得到兩個(gè)小區(qū)的居民的查詢結(jié)果對(duì)話框，根據(jù)居民手機(jī)軌跡得到兩個(gè)小區(qū)居民的移動(dòng)狀況的差異；

3-4、對(duì)步驟3-3得到居民的手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行信息抽取，得到信息抽取查詢對(duì)話框；

3-5、根據(jù)步驟3-4得到的手機(jī)號(hào)碼為查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到兩個(gè)小區(qū)居民的社交網(wǎng)絡(luò)狀況的差異。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明方法通過建立跨域城市數(shù)據(jù)的四種類型的屬性分類，并將查詢條件以及查詢結(jié)果進(jìn)行可視化關(guān)聯(lián)，形成查詢序列來探索分析復(fù)雜的跨域查詢目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了跨域城市數(shù)據(jù)的可視化查詢、分析、推理和探

索，實(shí)現(xiàn)了跨域數(shù)據(jù)的融合。

附圖說明

圖1為查詢對(duì)話框的輸入界面示意圖。

圖2為查詢對(duì)話框的示意圖。

圖3為查詢結(jié)果對(duì)話框的示意圖。

圖4為“物品”丟失在出租車上的尋找進(jìn)行可視化查詢的示意圖。

圖5為場(chǎng)景界面中地圖的示意圖。

具體實(shí)施方式

本方法的流程可以分為3大步驟，可視化查詢，可視化推理探索，城市數(shù)據(jù)的可視化。下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。

本實(shí)施例的城市數(shù)據(jù)的可視化跨域查詢方法包括以下三個(gè)過程：

(1)將跨域的城市數(shù)據(jù)的屬性分為至少四類：時(shí)間屬性、空間屬性、身份屬性以及描述信息，并將分類后的數(shù)據(jù)建立成數(shù)據(jù)庫(kù)；

(2)可視化查詢：為了完成對(duì)城市數(shù)據(jù)跨域查詢的可視化，方法設(shè)計(jì)了兩種節(jié)點(diǎn)，條件節(jié)點(diǎn)和結(jié)果節(jié)點(diǎn)，分別包括查詢對(duì)話框、查詢結(jié)果對(duì)話框和信息抽取查詢對(duì)話框。

a、條件節(jié)點(diǎn)包括查詢對(duì)話框和信息抽取查詢對(duì)話框，如圖1所示，條件節(jié)點(diǎn)用于定義查詢條件和數(shù)據(jù)源，對(duì)于每種數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的4種屬性(時(shí)間屬性，空間屬性，身份屬性，其他描述屬性)，提供了針對(duì)這4中屬性的條件選擇器。用戶可以通過拖拽，選擇和輸入幾種方式對(duì)查詢條件進(jìn)行選擇。對(duì)于選擇后的條件，通過兩個(gè)按鈕來提供用戶定義條件的布爾運(yùn)算(交，并)。選擇后的條件通過層次列表來展現(xiàn)，并提供刪除和查看詳情功能。針對(duì)每一種數(shù)據(jù)源，設(shè)計(jì)了不同的圖標(biāo)來提供用戶點(diǎn)選查詢數(shù)據(jù)源。

b、結(jié)果節(jié)點(diǎn)為查詢結(jié)果對(duì)話框：用于歸納查詢數(shù)據(jù)。每一條數(shù)據(jù)上顯示身份屬性信息，并提供查看詳細(xì)信息功能。

兩種節(jié)點(diǎn)都支持放縮功能，當(dāng)節(jié)點(diǎn)縮小時(shí)，條件節(jié)點(diǎn)變?yōu)榫G色，結(jié)果節(jié)點(diǎn)為白色，并分別在節(jié)點(diǎn)上通過圖標(biāo)暗示查詢條件的類型和查詢結(jié)果的對(duì)象類型和數(shù)量，如圖2和3所示，用戶可以在查詢界面中自定義節(jié)點(diǎn)位置，或者平移所有節(jié)點(diǎn)。

(3)可視化推理：如圖4所示，方法提供對(duì)于數(shù)據(jù)的信息抽取，用戶通過拖拽用抽取的信息作為下一次查詢的條件，從而完成復(fù)雜的跨域查詢?nèi)蝿?wù)。用戶通過拖拽和輸入的方式來定義查詢序列。方法使用了類似于流程圖的可視化方法來展示查詢序列，查詢對(duì)話框通過實(shí)線箭頭指向他對(duì)應(yīng)的查詢結(jié)果對(duì)話框。查詢結(jié)果對(duì)話框通過虛線箭頭指向信息抽取查詢對(duì)話框表示該信息抽取查詢對(duì)話框中抽取了查詢結(jié)果對(duì)話框中的信息作為查詢條件。信息抽取查詢對(duì)話框通過實(shí)線箭頭指向他的查詢結(jié)果對(duì)話框。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)推理探索過程的可視化。方法還允許自定義每一步的語(yǔ)義信息，并展示在節(jié)點(diǎn)的標(biāo)題欄，從而提示每一步的語(yǔ)義信息。

城市數(shù)據(jù)的可視化：方法通過一個(gè)推理探索的集成界面來分析異構(gòu)城市數(shù)據(jù)，包括場(chǎng)景界面，如圖5所示。

查詢界面定義步驟2中的查詢序列來完成對(duì)跨域城市數(shù)據(jù)的查詢推理，如圖4所示，完成社交平臺(tái)上發(fā)布“物品”丟失在出租車上的尋找的具體步驟如下：

3-1、建立查詢對(duì)話框，指定描述信息為“丟失”的查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-2、對(duì)步驟3-1得到查詢結(jié)果進(jìn)行信息抽取，得到需要尋找的丟失物的丟失時(shí)間以及出租車的起始位置的信息抽取查詢對(duì)話框；

3-3、根據(jù)步驟3-2得到的出租車的起始位置的信息作為“身份屬性”的查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到具體的起始位置的空間屬性的查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-4、對(duì)步驟3-3得到起始位置的經(jīng)緯度進(jìn)行信息抽取，得到信息抽取查詢對(duì)話框；

3-5、根據(jù)步驟3-2得到的丟失時(shí)間以及步驟3-4得到起始位置的經(jīng)緯度作為查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到條件匹配的出租車的查詢結(jié)果對(duì)話框；

3-6、對(duì)步驟3-5得到的出租車進(jìn)行信息抽取，得到指定時(shí)間的行駛軌跡的信息抽取查詢對(duì)話框；

3-7、根據(jù)步驟3-6得到的指定時(shí)間的行駛軌跡作為查詢條件進(jìn)行原子查詢，得到移動(dòng)軌跡匹配的手機(jī)的查詢結(jié)果對(duì)話框，撥打該手機(jī)的號(hào)碼找到丟失“物品”。

場(chǎng)景界面展示查詢推理結(jié)果，針對(duì)每一種數(shù)據(jù)源的查詢結(jié)果，方法設(shè)計(jì)了不同的數(shù)據(jù)展示樣式和統(tǒng)計(jì)視圖(例如出租車速度統(tǒng)計(jì))方便用戶對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行探索。

本方法通過一個(gè)推理探索的集成界面來可視化異構(gòu)城市數(shù)據(jù)。

查詢界面，針對(duì)每一種數(shù)據(jù)源的查詢結(jié)果，方法設(shè)計(jì)了不同的統(tǒng)計(jì)視圖(例如出租車速度統(tǒng)計(jì))方便用戶對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行探索。

場(chǎng)景界面，查詢到的數(shù)據(jù)可以顯示在場(chǎng)景視圖中，方法對(duì)于每一種數(shù)據(jù)源的對(duì)象，設(shè)計(jì)了不同的可視化表現(xiàn)(例如出租車軌跡用綠色的曲線)。場(chǎng)景界面有一個(gè)場(chǎng)景對(duì)象列表來管理那些展示在場(chǎng)景界面中的數(shù)據(jù)。用戶可以通過點(diǎn)擊來查看、高亮某對(duì)象的詳細(xì)信息，或者刪除該條數(shù)據(jù)。

當(dāng)用戶查看某對(duì)象的詳細(xì)信息時(shí)，針對(duì)每一種數(shù)據(jù)源的查詢結(jié)果，方法還設(shè)計(jì)了不同的統(tǒng)計(jì)視圖(例如出租車速度統(tǒng)計(jì))方便用戶對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行探索。

額外信息，界面還支持針對(duì)推理過程的操作記錄和撤銷回滾的操作。