顾及地理语义的运动轨迹相似性度量模型

移动对象的运动行为往往受到所处地理环境的影响,针对现有轨迹相似性分析无法考虑地理环境因素的现状,本文提出了一种顾及地理语义的多重运动特征轨迹相似性度量方法。该方法首先以扩展到时间层面的数据立方体为基础,对轨迹序列的地理语义和运动特征进行符号化;然后利用多个特征值计算得到的加权编辑距离作为衡量轨迹相似性的标准;最后将该相似性度量方法与谱聚类结合,利用真实数据验证了该度量模型的有效性与优势。

基于地图语言的地理语义建模研究

作为一种语言,各式各样的符号就是基本的语言单位,本文所作的研究都限于1:500,1:1000,1:2000比例尺的地图符号。这些符号是按统一的标准制定的,而且每个符号都是由更基本的语言单位——点、线、面,根据不同的组合关系构成,每个符号同时又有一定的语义[1]。以往关于地图符号的研究主要集中在符号本身的几何结构和组成,很少涉及到符号所表达的地理意义方面,本文参考形式逻辑中的概念问题,讨论地图形符号表达的地理概念。

基于CAN的地理语义数据存储与检索机制

语义技术能够更智能、更精确地检索信息,辅助工作人员进行科学决策,已被应用于地理信息处理,并形成了基于RDF(Resource Description Framework)数据的地理查询语言GeoSPARQL。然而,基于地理语义信息处理的应用平台多采用中心化的存储和检索服务,使得这些平台存在单节点失效、扩展性差等缺陷。尽管已有研究人员提出了多种方法,试图利用对等网络技术来解决语义数据的分布式处理,从而提升应用系统的可靠性和扩展性,但这些方法并没有考虑地理语义数据自身的特征。针对上述问题,文中利用地理语义数据的特征在对等网络上对其进行存储,提出基于CAN(Content Addressable Network)的地理语义存储和检索方案,根据位置信息将地理语义数据映射到对等网络中,从而提高了语义数据的检索效率。实验结果表明,所提方案不仅具有良好的扩展性,而且地理信息的拓扑关系查询效率优于现有方案。

面向SPARQL查询的地理语义空间索引构建方法

为了实现地理语义数据的快速有效的空间查询,在分析和研究传统RDF(resource description framework)数据组织方法和空间索引的基础上,提出地理空间四元组(GeoQuad)模型,并基于该模型构建了地理语义空间索引,最后利用Jena、ARQ和JTS Topology Suite实现了支持语义查询规范-SPARQL的地理语义空间查询。试验表明,方法高效可行,不仅能够快速定位空间RDF节点,而且能够快速进行空间查询并返回RDF结果。

基于地理空间语义网的异构地理信息查询

论文建立了一个基于地理空间语义网的地理信息查询系统OGIIS(Ontology-basedGeographicInformationInquirySystem)。通过对异构数据信息进行语义推理和索引,并用地理本体实例生成算法GOBA(GeoOntologyBuildingAlgo-rithm)建立地理本体实例,OGIIS可以极大地提高对地理空间语义网上的异构数据信息检索和查询的智能性和准确度。

面向GIS语义共享的地理单元及其模型

为了实现GIS语义共享,用适当数据模型合理组织地理信息是至关重要的。尽管现行的对象模型已将空间信息与属性信息融成一体,但它未强调对地理信息的语义表达。文章首次对地理单元概念进行了界定,并据此提出地理单元模型,从而更好地进行地理信息的语义表达。文章指出地理单元是构筑GIS应用系统的基本构件,地理单元模型是支持GIS语义共享的数据模型。

基于知识标注的地理信息语义服务框架研究

基于空间语义学基础理论,将传统的地理信息服务技术与新兴的语义服务技术相结合,建立地理信息语义服务框架及知识标注方法体系,并应用于地理空间信息服务处理中,提供智能化、自动化的地理信息服务发现、组合与触发策略;设计基于文本挖掘算法的半自动知识标注引擎,提高服务处理自动化程度,实现包含丰富语义信息的地理空间语义服务的发布;建立基于规则和推理引擎的地理信息服务匹配与发现机制,提高服务发现效率;建立地理信息服务语义标注与服务匹配评价方法,采用基于空间关联规则的标注正确性评估策略,验证知识标注价值。

一种基于地理要素类型的语义关系计算方法

地理信息要素分类体系搭建了地理概念之间的分类关系,但也割裂了要素之间的其他语义关系,如依赖、依附等关系。已有研究主要对地理概念间的相似关系进行了测度,但忽略了特有的地理信息语义关系。为了弥补这一不足,本文以国家基础地理要素分类体系为概念域,从行政、隶属、空间形态等方面对地理概念的语义关系进行筛选和显式定义,并设计了用于语义关系推理的核心算子,为地理要素的多元语义关系重构提供了基础。最后实例验证了算法的有效性。

基于隐马尔可夫模型的时空轨迹语义匹配方法

时空轨迹数据关联的语义信息能更好地反映用户行为,对于POI密集分布的城市区域,轨迹的语义信息很难根据单一的距离或时间要素进行匹配,该文设计一种基于隐马尔可夫模型(HMM)的时空轨迹语义匹配方法。首先,利用时间阈值与距离阈值提取逗留点,并利用考虑时间的DBSCAN聚类方法对逗留点进行聚类,得到由抽象停留位置构成的轨迹;然后,结合POI数据获得停留位置的候选语义,再以停留位置序列为观测序列,以每个停留位置所关联的候选地点作为隐藏状态建立HMM,并用改进的加权距离的TF-IDF方法计算HMM的观测概率;最后,解算HMM得到最有可能的访问地点序列作为轨迹的语义匹配结果。该方法不依赖其他外部数据或训练数据,适用于POI密集分布的城市区域,基于真实时空轨迹数据集的实验结果验证了该方法的有效性。

基于语义的地理信息Web服务发现机制研究

为了解决长久以来服务发现的难题,提出了基于语义的地理信息Web服务发现机制。针对地理信息Web服务语义缺乏的问题,在服务的描述和匹配中引入语义的概念;针对地理信息Web服务质量(QoS)支持不足的问题,在服务的匹配中引入QoS的约束;针对Web服务匹配算法缺乏灵活性的问题,提出多级服务匹配的思想;针对粗糙目录分类(或无目录分类)的地理信息Web服务查找效率低的问题,引入基于服务功能的地理信息Web服务聚类技术。

地理空间中的空间关系表达和推理

针对地理空间中的应用,归纳了在空间关系的表达与推理中不同于人工智能领域研究的一些特点:在人工智能领域,更注重建立形式化的推理系统;而在地理信息科学中,则需更关注地理空间的特点以及地物的地理语义。该文基于地理空间和地理现象的本质且顾及地理空间认知,总结了地理空间中空间关系表达和推理的特点,具体包括空间的有限性、地球的球面特征、地物的地理语义、地物形状的复杂性、面状地物、特殊的空间关系、空间关系的层次性与尺度相应原则、不确定性、三维与时态特性九方面;进而介绍了地理空间关系表达的两个应用,即地理信息检索和基于对象的图像分析。该文的探讨可为地理信息科学中的相关研究提供方向性指导。

基于Geo Linked Data的地理框架数据描述与发布

随着Web化地理信息共享平台成为GIS领域信息服务的主流形式，对来自不同数据源的地理信息进行深层共享与集成已经成为一个重要的问题。地理语义网技术通过结构化数据描述及发布技术，为异构地理空间数据提供了一种语义集成的方式。本文通过介绍基础地理框架数据的GeoLinkedData化过程．描述了整个发布及应用过程的相关流程和技术。

关于地理空间中的空间关系表达和推理分析

本文结合地理空间中的应用,对空间关系的表达和推理中与人工智能领域研究特点的不同作了归纳:在地理信息科学中,更关注地物的地理语义和地理空间的特点;而在人工智能领域,更注重形式化推理系统的建立。文章以地理现象和地理空间和本质及地理空间的认知,对地理空间中空间关系表达与推理的特点作了总结。

基于本体的地理信息查询和排序

建立了一个基于本体的地理信息查询系统(OGIIS)。通过对地理本体实例的语义推理和索引,OGIIS实现了对地理实体中语义关系的查询,解决了传统的地理信息查询中无法对语义关系进行查询和推理的问题,提高了地理空间语义网上对异构数据信息检索和查询的智能性和准确度。

基于地理场景的矿区监控选址模型

能够对矿山人、机、环境进行实时测控和数字化建设的智慧矿山平台,可以使整个矿山具有自我分析和决策的能力,实现矿山生产管理过程中的可视化、自动化、智能化以及无人化,达到高产、高效和安全的目的。构建地理视频系统是解决智慧矿山平台中安全问题的一种重要手段,针对矿山安全中视频监控设备的选址问题,提出了一种基于地理场景的矿区监控选址模型。该模型首先通过对比分析几种典型语义模型中的地理实体、地理场景、监控设备、选址原则,从中提取了一组面向监控选址的、可扩充的地理场景语义分类模型。然后将监控候选点群以及监控设备的视域范围作为参数输入基于监控选址的集合覆盖模型,并使用线性规划方法进行求解。最后以某矿区为例进行试验,证明该模型能够对研究区域进行科学合理的监控设备选址。试验结果表明:候选点分布均匀,且具有一定的规律,说明所提方法能够取代以往的人工筛选方法,提高选址效率和准确性,对于不断变化的监控需求和环境要素有较好的应对能力。

湿地监测背景下的语义虚拟地理环境初探

作为新一代的地理分析工具,丰富的地理空间大数据为虚拟地理环境的发展带来了前所未有的契机。然而,伴随数据获取的逐渐便捷,虚拟地理环境普遍存在“可视”而“不智”的问题,还远未达到对现实地理环境可计算、可管理、可决策的需求。提高虚拟地理环境中数据的语义互操作性是解决该问题的关键。本研究首先提出了具有知识驱动、语义协同和结构统一等特点语义虚拟地理环境。然后阐述了语义虚拟地理环境可以利用知识图谱作为现实地理环境的形式表达,通过集成实时的感知数据,以及虚实之间的交互数据信息,形成现实地理环境在虚拟空间的映射。最后本文以湿地监测为例,基于知识图谱构建语义虚拟地理环境,通过湿地监测本体实现多要素、多源异构、多时空尺度的湿地监测数据语义整合,以直观的方式刻画复杂的湿地生态系统。利用关联的监测数据之间构建的丰富语义关系,实现湿地虚拟地理环境的知识化搜索和语义推理,从而为湿地的综合信息化管理决策提供支持。

面向互联网的地理信息检索关键技术研究

全球技术研究和咨询公司(Gartner)2002年调查报告表明,未来10年中至少95%的人机交互信息是文本语言,而80%以上的文本中涉及地理信息描述[1]。在当今互联网技术高速发展的态势下,基于地理信息的服务正潜移默化地改变着人们的日常生活,如寻找餐馆、旅店、娱乐中心、购物中心等常规的寻址问路,弘扬旅游文化、畅享虚拟城市游戏、共享网络社区交流等多元化的空间位置服务等。起源于信息检索领域的地理信息检索缩短了Web空间信息与普通用户的距离,是实现地理信息服务及其增值服务的重要媒介。

面向任务地图综合中要素的语义性权重判定

在综合过程中,不仅要考虑要素细节的几何性权重,还要考虑不同要素类的语义性权重,即要素类在地图空间中表示的详细度由该要素类和用户、用户任务的相关度决定,从而最终根据地理实体语义相似性量化地图综合中的地理实体权重。

结合空间位置和语义匹配的多源房屋灾害数据融合

自然灾害综合风险普查工作中,房屋灾害信息数据来源众多,为调查底库快速建库带来很大挑战。本文针对多源房屋数据难以快速提取融合的问题,基于地理空间位置的信息匹配和基于地理空间语义的信息匹配等技术,通过空间数据提取、房屋建筑增补绘、属性信息匹配、属性信息选择,实现了房屋建筑多源信息快速自动融合,为自然灾害普查工作提供了可靠翔实的房屋建筑数据底板。实践证明,该技术成果数据准确可靠,可有效提升自然灾害风险普查工作效率,大量降低人工成本。

基于语义的地理概念范例构造方法

跨领域地理信息的语义共享的实现依赖于对地理概念的明确理解,而由于文字的模糊性,仅从地理概念的文字描述或定义来理解往往会有一定歧义。从认知原理看,地理概念的形成更多是对其外延进行归纳,并在大脑中构建出概念范例来完成。探索了一种在地理信息领域中构造地理概念范例的方法,即通过在概念文字描述中提取确定概念范畴及外延的本体属性,通过外延和实体属性来选择实例作为表达概念显著特征的范例。通过两个构建范例的案例验证了该方法的有效性。