基于移动终端的万人协同标绘方法

技术领域

本发明属于移动终端通信技术领域，具体涉及一种基于移动终端的万人协 同标绘方法。

背景技术

协同交互工作最早于1984年由Irene Greif和Paul Cashman等人提出。随着计 算机、网络技术和信息技术的发展，信息化社会中人们工作方式的群体性、交 互性、分布性和协作性特点促进了协同交互工作的迅猛发展。

协同标绘是在协同交互发展过程中形成的一种技术。由于协同标绘技术具 有分布性、交互性、协同性和并发性的特点，目前与互联网技术、计算机技术、 GIS技术结合愈加紧密。

协同标绘在军事方面应用比较成熟，可以从美国军方协同标绘的发展了解 其发展现状及趋势：

20世纪70年代末，美国军方开始研究GIS协同标绘的方法；80年代初初具规 模，并开始使用，几经修改，80年代末进入成熟阶段；90年代后，美军已在多 次局部战争和军事演习中使用GIS协同标绘系统，因其标绘的符号规范、速度快、 易于修改、便于保密和传输，深受指挥员的欢迎。比较典型的一个例子如美军 于2004年开发的一个网络通用态势图WebCOP，其是基于ArcGIS软件的建设方 案，WebCOP满足了显示战场相关信息的要求，包括：地图、情报信息、设施和 设备以及融合了位置、动向和时间的实时接收的信息，提供了在地理信息基础 上叠加显示来自战场空间相关的各种实体信息的能力。

在国内，GIS协同标绘技术工作起步较晚。目前，已经开发出成熟、实用的 单机GIS标绘系统，如相关军事单位开发的标图系统、参谋系统等。网络环境下 的GIS协同标绘也已经有不少研究，但是离真正实用还是有一定的距离，而基于 移动终端的万人协同标绘技术在国内还是空白。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于移动终端的万人协同标绘 方法，能够实现移动终端万人协同标绘。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于移动终端的万人协同标绘方法，包括以下步骤：

S1，服务器存储标绘基础图层和对应地名库；

S2，当移动终端发布原始信息时，所述服务器获取所述原始信息；

S3，所述服务器对所述原始信息进行地名自动识别和空间地位，得到具有 空间属性的空间数据；

S4，所述服务器将所述空间数据经内容整合后，得到标绘数据，然后将所 述标绘数据存入标绘数据库；

S5，所述服务器向所述移动终端推送所述标绘数据和局部的标绘基础图层；

S6，所述移动终端快速定位还原显示在所述局部的标绘基础图层上的所述 标绘数据。

优选的，S2中，所述原始信息由所述移动终端通过公共短信或微博的方式 发布；S3中，所述空间数据具体包括：文本数据、图片数据、视频/音频数据、 空间矢量数据、栅格影像数据以及三维模型；

其中，所述文本数据为具有空间属性的文本数据；

所述图片数据为具有空间属性的图片数据，包括JPG、PNG以及BMP格式；

所述视频/音频数据为具有空间属性的视频/音频数据；

所述空间矢量数据为具有颜色、形状、轮廓和空间位置属性的实体；

所述栅格影像数据为按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色以及 空间位置的阵列数据；

所述三维模型为具有空间属性的三维模型，包括树木模型、桥梁模型和城 市建筑物模型。

优选的，所述文本数据的显示方式为：直接显示所述文本数据或显示所述 文本数据的访问链接；

所述图片数据的显示方式为：通过拇指图方式显示所述图片数据或显示所 述图片数据的访问链接；

所述视频/音频数据的显示方式为：通过拇指图方式显示所述视频/音频数据 或显示所述视频/音频数据的访问链接；

所述空间矢量数据的显示方式为：通过拇指图方式显示所述空间矢量数据、 显示所述空间矢量数据的访问链接或叠加显示空间矢量数据；

所述栅格影像数据的显示方式为：通过拇指图方式显示所述栅格影像数据、 显示所述栅格影像数据的访问链接或叠加显示栅格影像数据；

所述三维模型的显示方式为：通过拇指图方式显示所述三维模型、显示所 述三维模型的访问链接或叠加显示三维模型。

优选的，S2中，所述服务器通过搜索引擎或数据截获方式获取所述原始信 息。

优选的，S3具体包括以下步骤：

S31，所述服务器对GIS地名库及专题地名库进行整合处理，构建完整的地 名词典和地名词典索引库；

S32，对所述原始信息基于单句地名自动识别技术进行地名自动识别，识别 出地名；

S33，从所述原始信息中提出识别出的所述地名，从空间数据库中获取与所 述地名对应的地名坐标，实现所述原始信息的空间定位，得到具有空间属性的 空间数据。

优选的，所述地名词典索引库通过以下方式构建：

首先遍历所述地名词典，得到地名首字链表；将所述地名首字链表中所有 地名首字去重后排序，得到全局单字索引链表，并在索引中存储单字对应地名 的所有地名记录ID和最大地名长度，得到所述地名词典索引库；

S32具体包括以下步骤：

S321，通过标点符号的判读切分地名单元；获得多个地名单元；

S322，如果存在若干个连续地名单元首尾相连，且在空间范围上存在包含 关系，则合并所述若干个连续地名单元，取范围最小的地名空间信息作为识别 出的所述地名的空间信息；其中，所述若干个连续地名单元首尾相连具体为：

假设在一单句S中存在n个地名，记为(E1，E2，......，En)，各个地名的 串长记为(L1，L2，......，Ln)，在句中的相对位置记为(P1，P2，......，Pn)， 对于Ei和Ej(j＝i+1，且i＜n，j＜n)，如果Pj-Pi＝Li，则称Ei和Ej首尾相连；

所述空间范围上存在包含关系具体为：

假设在一单句S中存在n个地名，记为(E1，E2，......，En)，各个地名的 串长记为(L1，L2，......，Ln)，在句中的相对位置记为(P1，P2，......，Pn)， 各个地名对应的编码为(C1，C2，......，Cn)，相应的行政区划编码中的4个 分区编码为(C11，C12，C13，C14，C21，C22，C23，C24，......，Cn1，Cn2， Cn3，Cn4)，对于Ei和Ej，分别计算分区编码差值Rk＝|Cik-Cjk|(k＝1，2，3， 4)；如果任一Rk不等于0Cik或Cjk，则认为Ei和Ej间不存在包含关系；否则 判定为Ei包含Ej。

优选的，S4中，所述标绘数据库为分布式数据库，基于网格技术存储所述 标绘数据；

S5中，所述服务器基于虚拟资源池技术向所述移动终端推送所述标绘数据 和局部的标绘基础图层；

S6中，所述移动终端基于自适应实时/准实时显示技术，快速定位还原显示 在所述局部的标绘基础图层上的所述标绘数据。

优选的，所述自适应实时/准实时显示技术具体包括：标绘数据的显示规则 以及标绘数据的实时/准实时显示方式；其中，所述标绘数据的显示规则具体基 于LOD、影像金字塔和GIS符号化方式建立。

优选的，S4之后，还包括：

采用断点续传的要素级数据更新机制，更新所述标绘数据库中存储的标绘 数据；和/或

还包括：当多个移动终端协同标绘时，所述服务器通过基于Multi-Agent的 混合协同标绘模型、基于身份认证特性的角色访问控制模块、多用户操作的协 同机制和协同标绘冲突消解机制对多个移动终端的协同标绘进行统一控制和管 理。

优选的，所述基于身份认证特性的角色访问控制模块采用改进的RBAC角 色访问控制策略，通过身份控制、权限控制、访问机制、激励机制和用户反馈 对移动终端的访问进行控制；

所述多用户操作的协同机制具体为：通过研究多用户访问的并发控制机制、 协同消息表示机制以及资源的调度，实现多用户无差别访问以及协同操作；

所述协同标绘冲突消解机制具体为：通过协同标绘事务的提交与补偿、协 同标绘同步以及协同标绘消解技术，从约束判断和差异比较的角度出发设计冲 突检测方案，解决同步编辑与异步处理时的冲突问题。

需要说明的是，本发明提供的为一种基于移动终端的万人协同标绘方法， 服务器连接上万个移动终端。对于一个移动终端，其与服务器的信息交互过程 为S1-S6；而对于服务器端，其接收若干个移动终端的协同标绘请求并进行协同 标绘，体现的即为万人协同标绘的过程，因此，当服务器端处理万人协同标绘 时，需要采用本发明涉及的混合协同标绘模型，利用身份控制、权限控制、访 问机制、激励机制和用户反馈等技术对移动终端的访问进行控制。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种基于移动终端的万人协同标绘方法，以移动终端为平台， 便于携带，具有“随动标绘”的特点；采用虚拟资源池、LOD、影像金字塔和GIS 符号化技术，使移动终端的标绘内容能够实时的显示出来，没有延迟，具有“完 全互动”的特点；采用基于Multi-Agent的混合协同标绘技术，实现了万级用户的 协同标绘，解决了多用户角色控制、资源调度、冲突消解等难题，具有“万人协 同”的特点。

附图说明

图1为本发明提供的基于移动终端的万人协同标绘方法的流程示意图；

图2为本发明提供的数据截取方式示意图；

其中，1---网络接口卡；2---网络；

图3为本发明提供的地名自动识别和空间定位的路线图；

图4为本发明提供的地名词典索引库的构建过程示意图；

图5为本发明提供的地名自动识别时的切分方法流程示意图；

图6为本发明提供的虚拟资源的映射原理图；

图7为本发明提供的虚拟资源的调度原理图；

图8为本发明提供的数据实时显示机制的原理图；

图9为本发明提供的基于身份认证特性的角色访问控制模块的原理图；

图10为本发明提供的协同标绘冲突消解机制原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

随着通信技术的迅速发展，智能手机等移动终端的使用日益广泛，在实时 通信、网上浏览、在线游戏方面的应用已经非常成熟。但利用智能手机对某一 热点事件进行协同标绘目前还是空白。本发明即提供了一种基于移动终端的万 人协同标绘方法，增强移动终端之间的协作和沟通，解决以往的空间信息孤岛 效应，通过协同标绘技术提高空间信息为移动终端主动服务的能力。具体的，_ 如图1所示，本发明提供的基于移动终端的万人协同标绘方法，包括以下步骤：

S1，服务器存储标绘基础图层和对应地名库；

S2，当移动终端发布原始信息时，服务器获取该原始信息；

本步骤中，原始信息由移动终端通过公共短信或微博的方式发布。需要说 明的是，本发明涉及的移动终端为一种具有便携性和通信性能的终端，包括但 不限于智能手机、平板电脑等设备。

当数量众多的移动终端从不同地理位置通过不同方式发布原始信息时，服 务器可以通过搜索引擎或数据截获等方式可以获取海量原始信息。

(a)搜索引擎方式

搜索引擎通过收集因特网几千万到几十亿个网页并对网页中的每一个词 (即关键词)进行索引，建立索引数据库的全文搜索引擎。因此，当用户查找 某个关键词的时候，实际上是从索引数据库中获取包含该关键词的网页信息。 通过该种方式实时获取海量的城市灾害信息。

(b)数据截取方式

数据截取主要利用系统提供的协议编程接口来实现。通信时，数据首先被 写入本地主机的socket中，然后该socket通过网络接口卡(NIC)的传输介质将 传来的信息发送到另一台主机的socket中。其中，Socket是一个网络编程接口， 实现于网络应用层，Windows Socket包括了一套系统组件，充分利用了 Microsoft Windows消息驱动的特点。如图2所示，为数据截取方式示意图。

套接口有三种类型：流式套接口、数据报套接口和原始套接口。前两种套 接口只能访问到传输层。也就是说，只能接收与自身硬件地址相匹配的或是以 广播形式发出的数据帧，对于其他形式的数据帧，比如已到达网络接口但却不 是发给此地址的数据帧，网络接口在验证投递地址并非自身地址之后将引起响 应。而原始套接口允许对网络层协议如(IP或ICMP)进行直接访问，对于流经 网卡的所有数据都可以接收到。原始套接口截取到的数据包并不仅仅是单纯的 数据信息，而是包含有IP头、TCP头等信息头的最原始的数据信息，通过对这 些在低层传输的原始信息的分析可以截获有关城市灾害的信息。

S3，服务器对原始信息进行地名自动识别和空间地位，得到具有空间属性 的空间数据。

通过搜索引擎、数据截取等方式获取的原始信息属于文本数据，不具备空 间属性，因此，需要对原始信息进行地名自动识别和空间定位。

具体的，如图3所示，主要包括以下步骤：

S31，对GIS地名库及专题地名库进行整合处理，构建完整的地名词典和地 名词典索引库；

首先构建地名词典。除了利用通用的GIS地名库之外，为了满足检索需求， 还加入了专题地名库，如地方志中的地名库。通过对这两类地名数据库的整合 处理，构建了比较完整的地名词典。为了提高检索速度，在地名词典的基础上， 还构建了地名词典索引库。

(a)地名词典的构建

对于单句文本自动识别而言，简单的理解就是在一个给定的文本串中将地 名切分并标记出来。如果地名词典规模不大，通过数据库技术，用简单的字符 匹配操作就可以实现地名的自动识别。但是，文本的内容具有不确定性，地名 在文本中出现的位置以及上下文内容也具有不确定性。要实现对任意文本和任 意形式的地名都能自动识别出来，要求地名词典应具备地名完备性。地名词典 越完整，地名识别的效果就越好。

因此在构建地名词典时，采用“分层分块”的地名数据组织方式，根据不同类 型和不同区域专题数据，提取相应层和相应区域的地名作为地名词典。这样既 保证了地名词典的数据完整性，又提高了识别效率。

(b)地名词典索引库的建立

为进一步提高识别性能和效率，在地名词典基础上，构建地名词典索引库。 构建地名词典索引库的目的主要有两个：一是提高对地名词典的检索效率，类 似于汉语词典中的检索目录，同时这也是借鉴了GIS中对空间数据进行索引的 思想；二是从地名词典中提取相关特征字和特征参数，为快速地名识别做好相 关准备工作。

地名词典索引库的构建过程如图4所示，首先遍历地名词典，得到地名首 字链表；然后将所有地名首字去重后排序，得到全局单字索引链表，并在索引 中存储单字对应地名的所有地名记录ID和最大地名长度。

S32，对所述原始信息基于单句地名自动识别技术进行地名自动识别，识别 出地名；

为简化问题需要，对原始信息的文字进行分句处理，使内容众多的文字文 件变成单个句子的集合。这样，就将复杂信息的地名提取问题转换为单个句子 的地名提取问题。分句处理的方法可以通过标点符号(通常为，’！”、“。”等) 的判读来实现。

单句地名自动识别可分为两步进行：一是地名单元切分，二是编码分析和 地名单元合并，具体的切分方法流程如图5所示。

图5中，C表示地名单元对应的行政区划编码，P为地名单元到句首的相对 距离，DI表示地名词典索引库。

在进行地名单元切分时，对于获得的每一个地名单元，都对应着一个具体 的地理范围(或空间位置)。但在实际生活中，人们在用汉语表达具体位置时， 常习惯从大到小分层次表达一个具体的地理位置，因此在文本中经常会出现多 个地名彼此相连接的情况。如“河南省郑州市二七区”，经过地名单元切分，它会 变成3个地名：“河南省”、“郑州市”、“二七区”。但是，从汉语表达空间概念以 及其地名所指向的空间特性而言，“河南省郑州市二七区”应当作为一个完整的地 名来看待。因此，需要进行地名单元合并的工作。

地名单元合并方法可从地名单元切分结果中标注的编码和相对位置分析入 手。规则是：“如果n个地名单元首尾相连，且在空间范围上存在包含关系，则 认为它们属于一个地名单元”。其中，“首尾相连”和“包含关系”的数学定义如下：

定义1：假设在一单句S中存在n个地名，记为(S1，S2，......，Sn)，各 个地名的串长记为(L1，L2，......，Ln)，在句中的相对位置记为(P1，P2，......， Pn)，对于Ei和Ej(j＝i+1，且i＜n，j＜n)，如果Pj-Pi＝Li，则称Ei和Ej相 连。

定义2：设定义1中n个地名对应的编码为(C1，C2，......，Cn)，相应的 行政区划编码中的4个分区编码为(C11，C12，C13，C14，C21，C22，C23， C24，......，Cn1，Cn2，Cn3，Cn4)，对于Ei和Ej，分别计算分区编码差值Rk＝| Cik-Cjk|(k＝1，2，3，4)。如果任一Rk不等于0Cik或Cjk，则认为Ei和Ej间 不存在包含关系；否则判定为Ei包含Ej。

依据上述定义，可以自动判定连续地名的逻辑关系，如果存在包含关系， 就将这连续地名进行合并，取范围最小的地名空间信息作为该地名的空间信息。

S33，从所述原始信息中提出识别出的所述地名，从空间数据库中获取与所 述地名对应的地名坐标，实现所述城市灾害信息的空间定位，从而得到具有时 空属性特征的空间数据。其中，空间属性是指具有地理坐标等特征，而时间属 性则是指具有时间特性，一般是指数据的创建日期。

本发明中，如表1所示，空间数据具体包括：文本数据、图片数据、视频/ 音频数据、空间矢量数据、栅格影像数据以及三维模型。

(1)文本数据：

文本数据为具有空间属性的文本数据；文本数据的显示方式为：直接显示 所述文本数据或显示所述文本数据的访问链接。

(2)图片数据

图片数据为具有空间属性的图片数据，包括JPG、PNG以及BMP格式；通 过拇指图方式显示所述图片数据或显示所述图片数据的访问链接。

(3)视频/音频数据

视频/音频数据为具有空间属性的视频/音频数据；视频/音频数据的显示方式 为：通过拇指图方式显示所述视频/音频数据或显示所述视频/音频数据的访问链 接。

(4)空间矢量数据

空间矢量数据为具有颜色、形状、轮廓和空间位置属性的实体；空间矢量 数据的显示方式为：通过拇指图方式显示所述空间矢量数据、显示所述空间矢 量数据的访问链接或叠加显示空间矢量数据。

(5)栅格影像数据

栅格影像数据为按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色以及空间 位置的阵列数据；栅格影像数据的显示方式为：通过拇指图方式显示所述栅格 影像数据、显示所述栅格影像数据的访问链接或叠加显示栅格影像数据。

(6)三维模型

三维模型为具有空间属性的三维模型，包括树木模型、桥梁模型和城市建 筑物模型。三维模型的显示方式为：通过拇指图方式显示所述三维模型、显示 所述三维模型的访问链接或叠加显示三维模型。

表1

S4，所述服务器将所述空间数据经内容整合后，得到标绘数据，然后将所 述标绘数据存入标绘数据库。

标绘数据的内容整合主要思路为：分析不同类型标绘数据(文字、图像、 声音)的自身特点，进行源数据分析、提取、转换等工作，突破数据源之间标 准的差异以及异常数据控制，实现面向应用的多尺度空间数据整合。其具体实 施方案如下：

为实现多源动态异构的空间数据无缝整合，必须对获取的空间数据进行整 理与加工，最大限度的消除差异性。空间数据的差异性消除主要包括：

a.语义性差异的消除

地理系统的研究对象的多种类特点决定了地理信息的多语义性，对同一地 理信息的语义也可有不同的理解，因而会造成语义分异问题(譬如“同标异物、 同物异标”问题)。语义性差异的解决更多依赖于人工干预，通过建立数据的语 义映射表来实现。

b.时空尺度差异的消除

空间数据的多尺度包括时间多尺度和空间多尺度。在时间尺度上，不同时 间空间数据在地物实体数量、实体内容上是不同的。在空间尺度上，不同比例 尺，不同用途的空间数据对地物实体描述的详细程度也是不同的。对于这两种 尺度差异的消除，采用的原则是：用于整合的空间数据应该具有相同的空间尺 度，时间尺度的差异则根据语义定义进行选择、过滤。

c.坐标体系差异的消除

不同部门标绘的数据根据各自的要求，采用的坐标系不同，因此数据叠加 时，会带来偏差。坐标系由于采用的椭球基准不同或者投影方式不同而无法整 合到一起，甚至在相同投影方式下，坐标基准不同、中央子午线不同、分带方 式不同等，也是造成坐标系之间存在很大的偏差的原因。如果要把数据整合到 一起，必须将不同坐标系的坐标通过坐标转换模型转换到同一椭球基准、同一 投影方式和分带方式的坐标系中。

d.数据精度差异的消除

不同的部门采集的数据由于各自的要求不同，在坐标精度、边长精度和面 积精度等方面存在差异。数据精度主要取决于图形标绘人员的经验水平和坐标 数据的精确度，包括坐标点后的小数位数等。以WGS84坐标系为例，地球长半 径为6378137米，则仅在纬度方向上，1秒对应的弧长就有几十米，所以，对于 大地经纬度坐标，至少精确至秒后的小数1位，保留小数2位。数据精度与坐 标体系和空间尺度进行匹配，通过坐标体系和空间尺度的差异性消除进行数据 精度差异性的控制。

e.同名实体表达方式差异的消除

表现在对同一种地物要素(例如房屋)使用不同的实体类型(线或面)来 表达。整合前用同一实体表示同一地物，通过空间拓扑关系检查进行差异性消 除。

本发明中，标绘数据库采用分布式数据库，基于网格技术存储标绘数据。 更进一步的，还可以采用断点续传的要素级数据更新机制，更新标绘数据库中 存储的标绘数据。标绘数据库中标绘数据的更新是指对实时标绘数据进行整合 后，存入标绘数据库，对数据进行更新的过程。

针对不同类型标绘数据的特点，将已存在于标绘数据库中的标绘数据，依 据数据的存储机制、实现分析、提取和转换等预处理操作，对外提供动态异构 标绘信息的快速访问能力，实现在移动终端处将标绘数据快速定位还原显示的 目的。

S5，所述服务器向所述移动终端推送所述标绘数据和局部的标绘基础图层。 服务器为提高所推送的数据在移动终端的显示速度，服务器基于虚拟资源池技 术向移动终端推送局部的标绘基础图层。

具体的，基于网络数据报的传输技术，针对计算资源、I/O资源分布不均衡 以及服务器节点存在异构性的特点，采用虚拟资源池和虚拟映射技术，将每一 个服务器按照其处理能力计算资源数量，并将计算出的资源加入资源池中，进 行统一的分配与调度，从而实现异构环境下混合负载的均衡分布，保证数据的 快速传输。

无论是图像显示漫游还是处理各种标绘信息，均要求能够获取更快的速度， 特别是为了保证标绘信息的实时显示。为了加快系统的处理速度，可以按区域 将标绘数据从服务器传送到某一虚拟资源池中，当用户鼠标点击某一区域范围 时，直接将需要显示的标绘信息指向该区域所对应的虚拟资源池，再将其映射 到实际用户的操作界面。

a.资源的虚拟映射

映射和反向映射：将实际资源R映射到虚拟资源池中的虚拟资源VR1，VR1， VR2，......，VRn的过程称为虚拟资源的映射，将由虚拟资源VRk找到映射到 它所对应的实际资源的过程称之为虚拟资源的反向映射。如图6所示，为虚拟 资源的映射原理图。

标绘信息资源池存储的内容是指按照金字塔的显示规则，在某一级别下， 将某一范围内的所有标绘数据依据标绘数据的显示级别显示。

b.资源的调度

如图7所示，为虚拟资源的调度原理图。对于资源的调度包含两个方面： 即为发出资源请求的任务分配合理的资源以及使已经完成的任务及时的释放占 用的资源，即资源的分配和释放。

资源的分配：任务被分配的资源是面向虚拟资源池分配的，当有任务发出 申请资源的请求时，资源管理器在登记的虚拟资源信息表中找一个可用资源分 配给该任务。

也就是说调度的资源在逻辑上是虚拟资源池中的资源，有任务请求时，虚 拟资源池中有可用资源就分配并根据任务调度策略执行任务，这时任务得到的 虚拟资源通过反向映射，既被分配到该虚拟资源所对应的实际资源上，并且注 册一个结果状态牌，以表明该资源已被一个任务关联、占用，并且由结果状态 牌追踪任务的执行结果状态。

在初始状态时，映射到虚拟资源池中可用负载数∑(1/n)* 〖{P(Rn)/mini[P(R1)，P(R2)，…，P(Rn)]}〗，虚拟资源池中有资源分配给某请求 资源的1任务时，可用负载Wr变为Wr＝Wr-1；若Wr＜1即虚拟资源池中没有可 用资源时，任务就排队等候。

资源的释放：为了做到对有限资源的充分利用，要保证执行完成的任务尽 早的释放资源，因此要能做到及时的判断执行完成的任务；对于任务执行完成 的判断，我们是通过任务执行状态追踪机制来做到的，当发现任务执行状态牌 标志位成功完成任务时，即释放占用的资源。

S6，所述移动终端快速定位还原显示在所述局部的标绘基础图层上的所述 标绘数据。

具体的，移动终端基于自适应实时/准实时显示技术，快速定位还原显示在 所述局部的标绘基础图层上的所述标绘数据。自适应实时/准实时显示技术具体 包括：标绘数据的显示规则以及标绘数据的实时/准实时显示方式；其中，所述 标绘数据的显示规则具体基于LOD、影像金字塔和GIS符号化方式建立。

a.标绘数据显示规则的建立

在浏览、查询、多图对比电子地图过程中，经常需要开窗或缩小显示，其 实质是对地图整体或局部进行不同比例尺和不同分辨率的表达。当数据量较大 时，标绘数据的显示通常会出现重叠、压盖等现象，影响了标绘地图的清晰度 和美观性。这种现象并不能通过对地图的简单缩放来解决。

为此，引入层次细节简化LOD(Level of Detail)思想，对地图数据进行分 层处理：参考数字地图要素的分级规范，根据要素的重要程度将不同比例尺地 图中的要素划分为不同的显示级，即给地图中的每种要素添加一个LOD参数， 记录了要素的显示级别，即当开窗放大到什么程度时才将该要素显示出来。在 显示器上需要全图显示时，只显示最重要和需要的要素，当一级级逐步放大或 再进行缩小显示时，就可以根据当前的放大率和要素的LOD参数来逐级显示各 种不同的要素。在实践过程中，通过不断摸索地图要素的LOD模型与显示范围、 比例尺及自身的位置、属性之间的关系而得出的经验值，表示当地图层当前显 示区域的范围小于等于“LOD系数乘以地图原始范围”时，该图层才显示，这 就实现了“越放大，越详细”的视觉效果。

如果同时拥有相同地区的不同比例尺的数据，也可根据比例尺的大小，将 不同比例尺的数据纳入同一LOD参数设计方案中，实现不同比例尺数据间的自 由切换。在地图缩放显示过程中运用多比例尺数据切换显示，是地图自动综合 技术尚未成熟条件下的一种权宜和有效的方法。要实现在不同比例尺数据间的 任意或自然切换，只需为每一种比例尺的地图数据设定一个显示的LOD范围值， 当前放大率处于某一LOD范围值时，根据该范围所对应比例尺的分幅情况，调 用该比例尺相应图幅的地图数据参与绘制；对每一幅图则根据要素的LOD与当 前放大率的比较来确定参与显示的具体要素。大幅度的缩放可利用改变数据比 例尺的方法，较小的缩放利用要素LOD值来使当前地图的显示内容简练而科学， 同时也实现了小比例尺下的注记在大比例尺下自动消失的效果。

b.标绘数据的实时/准实时显示

结合平台建立的全球范围内数据的影像金字塔，以及LOD的层次显示，制 定不同尺度下标绘信息的显示规则，以保证标绘信息显示的详细程度。在确定 当前比例尺调入何种标绘数据之后，再根据需要调用的具体某一区域的数据块， 按照预先建好的数据位置索引和邻接关系，在数据库中快速找到对应的数据， 直接将虚拟资源池中的数据映射到当前比例尺。

在影像放大、缩小、漫游的过程中，根据当前窗口显示范围的变化实时更 改调用的数据。为了节省内存空间，需要实时监测调入的标绘数据块情况，将 不在显示范围内的标绘数据块从内存中清除，并从虚拟的资源池中调入新的对 应的标绘数据块，存入客户端的告诉缓存中。如图8所示，为数据实时显示机 制的原理图。

因此，显示数据都从高速缓冲中获得，以取得实时或准时的显示效果，通 过用户的操作触发数据的更新，如果高速缓冲中没有需要的数据，根据用户选 择的显示倍率再次触发高速缓存，从相应的金字塔图像数据文件中调用数据。 图像漫游时，采用更新局部数据的方法加快漫游的速度和平滑度。

当多个移动终端协同标绘时，针对协同标绘中同步/异步处理、跨工作组/工 作组内的协同消息通讯等特点，结合Multi-Agent技术，设计基于Multi-Agent 的混合协同标绘模型，提供同步/异步信息交互环境，支持多协同用户在协同环 境下进行交互式空间信息处理，如动作执行、数据分类、实时标绘信息的存储、 并发访问机制以及资源的调度等，并且对用户的访问进行控制。

具体的，服务器还需要通过基于Multi-Agent的混合协同标绘模型、基于身 份认证特性的角色访问控制模块、多用户操作的协同机制和协同标绘冲突消解 机制对多个移动终端的协同标绘进行统一控制和管理。

(1)基于身份认证特性的角色访问控制模块

如图9所示，基于身份认证特性的角色访问控制模块(Role-Based Access  Control，RBAC)，根据安全策略划分不同的角色，采用改进的RBAC角色访 问控制策略，为角色分配权限，并指定用户担任一种或多种角色，通过用户<-> 角色(身份)<->权限的映射，实现用户与操作权限的逻辑分离。具体采用的 技术为：通过身份控制、权限控制、访问机制、激励机制和用户反馈对移动终 端的访问进行控制。

(2)多用户操作的协同机制

多用户操作的协同机制具体为：通过研究多用户访问的并发控制机制、协 同消息表示机制以及资源的调度，实现多用户无差别访问以及协同操作。主要 采用多用户并发控制与资源的调度和消息表示两个方面。

a.多用户并发控制与资源的调度

结合虚拟资源池技术，将需要访问的图层映射到虚拟资源池，再由虚拟资 源池映射到移动终端，在移动终端直接生成缓存，达到快速显示标绘数据的效 果。

b.消息表示

在整个系统的协同服务进行时，会产生许多不同种类的消息，在消息的转 发过程中也存在单播(点对点)和多播(点对多)的方式，在消息的反馈类型 上，有的是有反馈的，有的是无反馈的。例如，协同移动终端的登录、获取网 格中资源的请求、一个协同移动终端与另外一个协同移动终端单独交谈等这类 消息的发送过程，采用的是单播，有反馈类型的；而在群体协同会议的协同活 动中，采用的是多播，无反馈类型。

(3)协同标绘冲突消解机制

协同标绘冲突消解机制的目的是解决在多用户、分布式和交互式环境下， 多用户并发操作的不一致性冲突，后加入节点的数据同步等问题，保证协同标 绘的可靠性和准确性。

在协同工作系统中，同级协同工作主体由于存在一定程度的行为自主性、 独立性，每个协同成员可以在任何时段对共享数据进行编辑，这种异步编辑行 为导致的数据冲突将不可避免。冲突的发现与解决成为协同设计中至关重要的 技术。

如图10所示，本发明提供的协同标绘冲突消解机制具体为：通过协同标绘 事务的提交与补偿、协同标绘同步以及协同标绘消解技术，从约束判断和差异 比较的角度出发设计冲突检测方案，解决同步编辑与异步处理时的冲突问题。

更具体的，异步编辑冲突的发生与时间和该时间下任务或子任务的状态关 系密切。任务T由全局状态和时钟两部分组成，可描述为T＝(GS，t)，GS为 任务的全局状态，t为GS所对应的时间；任一子任务STi可以理解为是局部状 态和时钟两部分组成，描述为STi＝(LSi，t)，LSi为子任务的局部状态，t为 LSi所对应的时间。LSi是GS的一个局部状态，有GS＝(LS1，LS2，LS3...， LSn)。为实现任务与子任务间的协同，任一子任务可通过刷新(refresh)或合 并(combine)操作实现数据状态的提更新或提交。当子任务进行合并操作实现 LSi-＞GS，GS状态被更新；当子任务进行刷新(refresh)操作时，LSi状态被更 新。由于对同一图元对象，LSi与GS可能一致也可能不一致，如果该图元对象 被另一子任务LSj修改并提交时，在LSi进行合并和刷新操作时，数据的冲突将 发生。

为解决多用户下的异步编辑冲突，依据上述协同GIS工作模型，给出了基 于多版本管理机制的解决方案。对于一个任务T，系统只保留其两个版本：任务 刚建立时，共享资源的状态，被称为共享数据的原始版本GVo；T被任一STi 进行combine操作后的状态，称为共享数据的最新版本GVn。每个子任务STi 根据不同时间点t构成STi在t时刻的版本SVi。

a.冲突检测

冲突检测采用两阶段检测方案——约束判断阶段和差异比较阶段。当子任 务进行combine或refresh操作时，协同应用服务器首先对修改图元对象进行约 束判断，而后进行差异比较。

约束判断检测阶段：当STi进行combine(LSi，GS)操作时，协同应用服 务器将对LSi与已定义的规则约束进行判断，如果LSi不满足已定义的规则，则 冲突存在。

差异比较检测阶段：假设两个子任务STi和STj(i≠j)，先后在不同时段完 成了对同一对象的编辑修改操作，STi进行合并操作发生在STj合并或刷新操作 之前，即combine(LSi，GS)与combine(LSj，GS)或refresh(GS，LSj)存 在先后关系。假定在T和STi中，至少存在一个对象状态不同，当STi进行combine (LSi，GS)或refresh(GS，LSi)操作时，协同应用服务器将对版本SVi中已 经修改的对象与版本GVn进行已经修改的对象通过空间算子difference(图元1， 图元2)循环进行差异比较。如果在两个版本中出现同一对象不同值的情况，差 异冲突被检测出来。

当检测到冲突，协同应用服务器将冲突告知子任务提交者，并对冲突对象 做一标记，子任务提交者将对冲突对象标注显示，方便其更改冲突对象。

b.冲突解决

冲突解决主要有知识推理、约束松弛、仲裁三种方式。在协同GIS冲突解 决方案中，采用了约束松弛与仲裁相结合的冲突解决方式。对于违反规则的冲 突将采用约束松弛解决方式，冲突对象将依据规则定义中的处理方式或由系统 自动处理或交由协同成员自行解决；对于同对象异值冲突则采用仲裁方式解决， 通过冲突仲裁人在综合各方建议的前提下实施决策，消除冲突。采用该方案， 既充分利用了计算机自动处理功能，又增加系统的灵活性。

在系统实现过程中，对于同对象异值冲突，冲突对象有三种版本状态可供 冲突处理者进行选择。分别为对象原始版本(存在于GVo中)、对象最新版本(存 在于GVn中)以及对象预更新版本(存在于SVi中)。仲裁者所选择了某一版 本后，T的状态GS或者STi的状态LSi被更新。例如：子任务STi提交并进行 合并操作combine(STi，GS)，冲突检测发现SVi与GVn发生版本冲突，通过 协同工作组内协商，选择对象预更新版本SVi作为最后确认版本，此时，冲突 对象将依据SVi的值对GVn进行更新，冲突解决，合并操作可以成功进行。

版本的粒度问题是多版本管理中的必须考虑的重要问题。为了减少对版本 维护的难度以及数据的冗余度，提高系统运行效率，系统对各级版本的创建没 有采用基于每个对象(pre-object)的方式，而是基于每个任务(pre-task)基础 上的，即每个任务或子任务仅维护一个最新版本。另外，用户也可根据特定需 求，对一个子任务可依据时间戳创建维护多个数据版本。

综上所述，本发明提供一种基于移动终端的万人协同标绘方法，以移动终 端为平台，便于携带，具有“随动标绘”的特点；采用虚拟资源池、LOD、影像 金字塔和GIS符号化技术，使移动终端的标绘内容能够实时的显示出来，没有 延迟，具有“完全互动”的特点；采用基于Multi-Agent的混合协同标绘技术，实 现了万级用户的协同标绘，解决了多用户角色控制、资源调度、冲突消解等难 题，具有“万人协同”的特点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。