模糊語境中的空間實(shí)體映射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空間實(shí)體映射方法，具體涉及一種模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，屬于信息檢索技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在公眾地理信息服務(wù)應(yīng)用中，地理信息主要以文本形式進(jìn)行表達(dá)，在形態(tài)上呈現(xiàn)出顯著的半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化特征。此外，與傳統(tǒng)專業(yè)地理信息服務(wù)相比，公眾應(yīng)用服務(wù)中用戶通過文本形式輸入的查詢檢索條件和要求服務(wù)返回的結(jié)果在語義、時(shí)間和空間等維度上都具有相當(dāng)?shù)牟淮_定性和模糊性，傳統(tǒng)的文本和數(shù)值的精確匹配不能解決語義層的準(zhǔn)確性，往往導(dǎo)致空間信息服務(wù)返回的結(jié)果在語義尺度、時(shí)間尺度和空間尺度上過粗或過細(xì)。如何實(shí)現(xiàn)語義不清、語義模糊等復(fù)雜場(chǎng)景中地理對(duì)象的精準(zhǔn)映射，是提高地理信息公眾應(yīng)用服務(wù)可用性的技術(shù)難點(diǎn)。
[0003]傳統(tǒng)信息檢索主要以關(guān)鍵詞詞形匹配的方式實(shí)現(xiàn)，同義詞、多義詞等異構(gòu)信息的存在使得這種詞形匹配方式的缺陷日益明顯。地理信息的檢索在傳統(tǒng)信息檢索基礎(chǔ)上發(fā)展而來，因此也繼承了這個(gè)缺陷。傳統(tǒng)的地理信息檢索技術(shù)主要包括檢索模型、索引技術(shù)、用戶查詢語句、排序、可視化、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成查詢等方面，其中以索引技術(shù)研究為主，通過建立空間或?qū)傩运饕岣邤?shù)據(jù)訪問速度。該類方法主要以原始地理空間數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，按詞形方式進(jìn)行信息匹配，所以無法滿足語義層次的信息檢索，不適用于模糊語境中的地理實(shí)體映射。以本體為基礎(chǔ)的語義網(wǎng)(Semantic Web)技術(shù)的出現(xiàn)改變了原有的信息檢索模式，它將傳統(tǒng)的基于詞形的信息檢索轉(zhuǎn)向基于語義的信息檢索上來，極大提高了地理信息檢索的效率。Christopher教授在其領(lǐng)導(dǎo)的歐盟項(xiàng)目SPIRIT中，利用地理本體對(duì)地理相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)文檔進(jìn)行檢索，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有空間意識(shí)的搜索引擎；中科院遙感所研制的隱形搜索軟件“詞虎”，以語意搜索入手，建立文本文檔與地圖的關(guān)聯(lián)，使地理空間信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)地理空間信息表現(xiàn)形式的多樣性、描述的模糊性、空間實(shí)體的多尺度性，由于傳統(tǒng)的基于文本和數(shù)值的精確匹配方法已不能解決空間實(shí)體語義層的準(zhǔn)確映射，所以本發(fā)明的目的在于提供一種模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，該方法通過空間實(shí)體與地理對(duì)象的概念、屬性、空間特征參量相似度計(jì)算，實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體的定位與概念層面的精準(zhǔn)映射，通過構(gòu)建空間實(shí)體多尺度分類庫，從面向公共服務(wù)的地理對(duì)象中提取模糊尺度因子，并與多尺度分類庫進(jìn)行語義匹配，實(shí)現(xiàn)基于模糊尺度因子的空間實(shí)體與地理對(duì)象的語義映射，從而為日益增長(zhǎng)的地理信息檢索需求提供一種開放性更高、適應(yīng)性更強(qiáng)的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]—種模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]—、依據(jù)比例尺或分辨率信息，建立空間實(shí)體多尺度分類庫；
[0008]二、在空間實(shí)體多尺度分類庫的基礎(chǔ)上，建立空間實(shí)體幾何特征庫；
[0009]三、建立空間實(shí)體語義關(guān)系，該語義關(guān)系分為空間語義關(guān)系和屬性語義關(guān)系；
[0010]四、處理用戶輸入的搜索信息，提取地理對(duì)象的概念、屬性和空間特征參量；
[0011]五、計(jì)算語義關(guān)系，實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體與地理對(duì)象的精準(zhǔn)映射；
[0012]六、計(jì)算模糊尺度因子和選擇最優(yōu)尺度，實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體與地理對(duì)象尺度及幾何特征的精準(zhǔn)映射。
[0013]前述的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，在步驟一中，建立空間實(shí)體多尺度分類庫分為兩部分:
[0014](I)在同一比例尺或分辨率下，針對(duì)不同的空間實(shí)體進(jìn)行建庫；
[0015](2)在不同的比例尺或分辨率下，針對(duì)同一空間實(shí)體進(jìn)行建庫。
[0016]前述的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，在步驟二中，建立空間實(shí)體幾何特征庫的方法為:
[0017]在某一比例尺或分辨率下，對(duì)于以點(diǎn)狀要素展示的空間實(shí)體，存儲(chǔ)其X、y坐標(biāo)；對(duì)于以線狀形式展示的空間實(shí)體，存儲(chǔ)其一系列X、y坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)；對(duì)于以面狀要素表達(dá)的空間實(shí)體，存儲(chǔ)其邊界的點(diǎn)位信息。
[0018]前述的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，在步驟三中，建立空間實(shí)體語義關(guān)系的過程為:
[0019](I)從現(xiàn)有的空間實(shí)體數(shù)據(jù)庫中抽取出空間實(shí)體的概念和實(shí)體間的屬性關(guān)系、特征關(guān)系，然后將現(xiàn)有的空間實(shí)體數(shù)據(jù)庫的表、字段、記錄分別映射到地理本體的類、屬性、實(shí)例；
[0020](2)借助地理本體建立空間實(shí)體間的屬性語義關(guān)系和空間語義關(guān)系，前述屬性語義關(guān)系包括:整體與局部關(guān)系和父子關(guān)系，前述空間語義關(guān)系包括:方向關(guān)系、拓?fù)潢P(guān)系和度量關(guān)系。
[0021]前述的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，在步驟三中，
[0022]前述方向關(guān)系借助八方向錐形模型進(jìn)行提?。?br>[0023]前述拓?fù)潢P(guān)系借助要素之間的幾何關(guān)系經(jīng)計(jì)算獲得；
[0024]前述度量關(guān)系依據(jù)要素間的距離獲取而來。
[0025]前述的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，在步驟四中，處理用戶輸入的搜索信息利用的是自然語言處理的文本提取與處理技術(shù)。
[0026]前述的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，在步驟五中，為需要配準(zhǔn)的地理對(duì)象計(jì)算語義關(guān)系的過程為:
[0027](I)計(jì)算概念相似度和屬性相似度；
[0028](2)借助空間實(shí)體間的屬性語義關(guān)系和空間語義關(guān)系，在空間實(shí)體多尺度分類庫和空間實(shí)體幾何特征庫中尋找與地理對(duì)象最相近的空間實(shí)體。
[0029]8、根據(jù)權(quán)利要求1前述的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其特征在于，在步驟六中，計(jì)算模糊尺度因子和選擇最優(yōu)尺度的具體過程為:
[0030]針對(duì)面向公眾服務(wù)場(chǎng)景下的地理對(duì)象，采用文本挖掘與分析技術(shù)從該地理對(duì)象中提取模糊尺度因子，將提取的模糊尺度因子與空間實(shí)體的多尺度分類特征參量進(jìn)行語義匹配，自適應(yīng)地選取最優(yōu)尺度，同時(shí)依據(jù)空間實(shí)體幾何特征庫，關(guān)聯(lián)當(dāng)前尺度或分辨率下的空間實(shí)體的幾何表達(dá)模型，實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體與地理對(duì)象尺度及幾何特征的精準(zhǔn)映射。
[0031]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其通過空間實(shí)體與地理對(duì)象的概念、屬性、空間特征參量相似度計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了空間實(shí)體的定位與概念層面的精準(zhǔn)映射，通過構(gòu)建空間實(shí)體多尺度分類庫，并從面向公共服務(wù)場(chǎng)景下的地理對(duì)象中提取模糊尺度因子，與空間實(shí)體多尺度分類庫進(jìn)行語義匹配，實(shí)現(xiàn)了基于模糊尺度因子的空間實(shí)體與地理對(duì)象的語義映射，從而為日益增長(zhǎng)的地理信息檢索需求提供了一種開放性更高、適應(yīng)性更強(qiáng)的方法。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明模糊語境中的空間實(shí)體映射方法的設(shè)計(jì)思路圖；
[0033]圖2是空間數(shù)據(jù)庫與空間實(shí)體語義關(guān)系網(wǎng)的關(guān)系圖；
[0034]圖3是空間實(shí)體屬性語義關(guān)系圖；
[0035]圖4是地理對(duì)象空間語義關(guān)系圖；
[0036]圖5是基于模糊尺度因子的地理對(duì)象語義映射流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
[0038]圖1是本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路圖。通過計(jì)算空間實(shí)體與地理對(duì)象的概念、屬性、空間特征參量相似度，構(gòu)建空間實(shí)體多尺度分類庫，提取模糊尺度因子，將地理對(duì)象與多尺度分類庫進(jìn)行語義匹配，最終實(shí)現(xiàn)基于模糊尺度因子的空間實(shí)體與地理對(duì)象的語義映射。
[0039]本發(fā)明的模糊語境中的空間實(shí)體映射方法，其主要研究空間實(shí)體語義匹配和基于模糊尺度因子的地理對(duì)象語義映射，通過空間實(shí)體與地理對(duì)象的概念、屬性、空間特征參量相似度計(jì)算，實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體的定位與概念層面的精準(zhǔn)映射；此外，其還通過構(gòu)建空間實(shí)體多尺度分類庫，從面向公共服務(wù)場(chǎng)景下的地理對(duì)象中提取模糊尺度因子，將提取的模糊尺度因子與多尺度分類庫進(jìn)行語義匹配，實(shí)現(xiàn)基于模糊尺度因子的空間實(shí)體與地理對(duì)象尺度及幾何特征的精準(zhǔn)映射。
[0040]下面詳細(xì)介紹本發(fā)明的映射方法。
[0041]第一步:建立空間實(shí)體多尺度分類庫
[0042]按照空間實(shí)體的比例尺或分辨率信息，建立空間實(shí)體多尺度分類庫，建庫主要分為兩部分:
[0043](I)在同一比例尺或分辨率下，針對(duì)不同的空間實(shí)體進(jìn)行建庫。
[0044]例如，在1:4，514.00比例尺下，湖泊、水庫以面狀要素表示，境外鐵路、國(guó)家鐵路、地方鐵路、支線鐵路等以中心線即線狀要素表示，住宅小區(qū)、環(huán)衛(wèi)設(shè)施、旅游景點(diǎn)等以點(diǎn)狀要素表示。
[0045](2)在不同的比例尺或分辨率下，針對(duì)同一空間實(shí)體進(jìn)行建庫。
[0046]在不同的比例尺或分辨率下，同一空間實(shí)體也可能具有不同的幾何特征，例如:在10-12級(jí)分辨率下，對(duì)于1-6級(jí)河流及主要湖泊、水庫，當(dāng)圖上河流寬度大于5_時(shí)，用雙線表示，在5-9級(jí)分辨率下，對(duì)于1-