基于知识图谱的岩溶知识发现系统建设

岩溶领域通过地质调查和科学研究积累了大量的成果资源,资源之间的关联关系更加复杂,传统的关键词检索模式已不满足用户获取知识的需求。为实现知识层面的数据检索,利用数据挖掘技术进行岩溶实体抽取与关系计算,以岩溶术语为核心,基于知识图谱构建岩溶知识发现系统,实现岩溶地质成果、期刊、论文、图书、标准、项目、专家等实体的智能语义搜索和关联导航,最大化的挖掘数据的潜在价值,为用户提供精准知识服务,提升了用户体验。     

国内地质公园研究演化趋势与热点分析——基于知识图谱视角

笔者等以近20年CNKI数据库收录的核心期刊中关于"地质公园"和"地质遗迹"主题的论文为研究对象,应用文献计量学方法开展地质公园领域论文数量、期刊、主要作者、关键词、主要机构的综述研究。采用CiteSpace软件进行关键词共现、聚类分析、关键词时区视图等可视化操作,根据聚类结果将地质公园领域的研究热点归纳为:"地质公园规划"、"地质遗迹保护"、"遗迹资源研究"、"地质公园旅游"、"可持续发展"5个方面,通过关键词梳理将地质公园研究阶段划分为:"规划建设期"、"深入完善期"和"市场开发期"。最后,通过对各热点及相关作者研究的总结,提出"体验优化研究"、"相关理论建设"和"多元化景观系统"3个潜在热点方向。     

国内地质公园研究演化趋势与热点分析——基于知识图谱视角

本文以近20年CNKI数据库收录的核心期刊中关于“地质公园”和“地质遗迹”主题的论文为研究对象,应用文献计量学方法开展地质公园领域论文数量、期刊、主要作者、关键词、主要机构的综述研究。采用CiteSpace软件进行关键词共现、聚类分析、关键词时区视图等可视化操作,根据聚类结果将地质公园领域的研究热点归纳为：“地质公园规划”、“地质遗迹保护”、“遗迹资源研究”、“地质公园旅游”、“可持续发展”5个方面,通过关键词梳理将地质公园研究阶段划分为：“规划建设期”、“深入完善期”和“市场开发期”。最后,通过对各热点及相关作者研究的总结,提出 “体验优化研究”、“相关理论建设”和“多元化景观系统”三个潜在热点方向。     

1954~2022年中国遗迹化石研究特征与趋势——基于CiteSpace知识图谱分析

遗迹化石是研究古环境、古气候、地层旋回性及其全球成因动力学研究的有效载体。遗迹化石是某种环境条件下生物行为习性的直接证据,是沉积环境的灵敏指示剂,对探讨生物行为习性的演化、生物的多样性、生物地层学、事件地层学、储层地质学等都具有重要的理论意义和应用价值。基于此,笔者等选取CNKI核心合集数据库中的数据,对1954~2022年遗迹化石相关文献进行系统整理,采用Microsoft Excel 2016和CiteSpace 6.1.R2 软件对文献类型分布、年度发文数量、国家、机构、期刊、作者、高引文献、突现关键词等进行分析,构建和绘制各单元间相互关系,以探求研究领域关键路径及知识拐点,进而挖掘所蕴含的新知识,预测学科研究趋势。研究表明：①我国遗迹化石领域研究发文量最多的机构是河南理工大学;发文量最多的学者是胡斌;被引频次最多的论文作者是龚一鸣;我国遗迹化石的研究主要以国家层面的基金资助为主。②系统发展阶段,我国遗迹化石研究区主要集中在贵阳、新疆;创新发展阶段,研究区主要集中在河南、四川等地。③中国寒武系的遗迹化石研究主要集中在河南省、云南省和贵州省境内;奥陶系、志留系和泥盆系中的遗迹化石研究主要集中在贵州、陕西、新疆塔里木盆地、准噶尔盆地、湖南等地。石炭系—二叠系的遗迹化石研究主要集中在新疆准噶尔盆地西北部、柴达木盆地南缘等地;三叠系的遗迹化石研究主要集中在扬子地区。笔者等基于新的研究思路和方法,系统分析了国内遗迹化石研究现状和趋势,对于进一步了解遗迹化石具有指导意义。     

基于知识图谱的增强型混合式学习的教学实践与思考

随着互联网与信息技术的快速发展,线上线下混合式学习逐渐得到普及与应用。混合式学习强调学生的主体作用,注重学生的自主学习、协作学习和个性化学习,是良好的适合高等教育的创造性学习模式。但是在目前的混合式学习模式下,学生对知识的加工、梳理、整合能力不够,构建完整知识体系的自主学习能力稍显薄弱,因此亟需更多引导。文章综合分析了混合式学习模式的优缺点,建议引入人工智能领域的知识图谱概念,作为新的教学元素以引导和加强学生的自主学习过程,由此构建了基于知识图谱的增强型混合式学习模式。该模式在2020年南京大学《古无脊椎动物学》课程中进行了实践,进一步证明其在改善学生自主学习能力方面的潜力。     

基于科学知识图谱的水文化变迁研究方法探析

文化变革(包括知识革新、思想解放、口号宣传等)是水资源管理政策变迁的重要原因。目前针对水文化的相关研究多数采用定性分析方法,难以客观准确地揭示水文化变迁的阶段性特点。作为一种新兴的知识发现方法,科学知识图谱能够全方位揭示知识的来源和发展规律,具有用作一种水文变迁定量研究方法的潜力。通过提取《人民日报》中与水相关的文章关键词,绘制出1946—2012年我国水文化变迁的知识图谱并对图谱解读,分析出我国水文化变迁的轨迹;将水文化变迁与当时的水政策、水利开发阶段和水文极端事件进行关联,发现具有较好的协同性,显示出科学知识图谱是定量研究水文化变迁的有效分析方法。进一步深化报纸普适性、关键词提取准确性以及可视化分析精确性等方面工作是提升基于科学知识图谱的水文化变迁定量研究水平的可靠途径。     

铌钽矿床知识图谱的构建及应用实践

关键金属作为未来新兴产业的核心资源保障,近年来逐渐成为国内外学者研究的热点,其研究存在难示踪、难辨识、难分离等瓶颈。知识图谱作为大数据和人工智能的重要基础构建,能够为这些科学问题的解决提供新思路。与关键金属矿床相关的矿物学、年代学、地球化学等研究成果大多以文献的形式发表在国内外期刊杂志上,这类文献通常以自然语言的形式进行描述,难于为机器所理解和直接利用。文章以铌钽矿床为例,对铌钽矿床重要的概念和描述性属性进行了整理,构建了铌钽矿床知识图谱的本体层,并从大量文献资料中提取相关信息,建立了铌钽矿床知识图谱的数据层,初步完成了Nb-Ta矿床知识图谱的建设。在此基础上,从大数据分析的角度对中国铌钽矿床空间—时间—构造背景—成因类型多维分布特征以及矿石矿物共生组合特征与铌钽矿床多维分布之间的关联进行了分析,为进一步揭示中国铌钽矿床时空演化规律提供了新的视角。     

基于知识图谱与随机森林的落叶松毛虫害遥感识别

落叶松毛虫害的大规模爆发导致了森林生态系统和经济的严重损失,快速、准确地对落叶松毛虫害发生区域进行识别具有重要的意义。本研究采用知识图谱技术,对与森林虫害相关的敏感特征进行筛选,并综合利用多源数据,分别构建3种不同数据组合的随机森林模型,对研究区内落叶松毛虫害发生区进行遥感识别。结果表明：1)依据图谱构建流程可以实现知识图谱构建及筛选,本研究实现了构建森林虫害遥感识别特征图谱,并筛选了中国东北地区落叶松毛虫害的遥感识别特征;2)知识图谱与遥感技术手段相结合,能够为构建虫害识别模型提供有效特征;3)与单一数据源相比,基于多源数据的落叶松毛虫害识别效果更好,本研究综合使用Sentinel-1A、Sentinel-2A和地形数据的总精度和Kappa系数分别为92.78%,0.876 6。     

知识图谱优化卡尔曼滤波预测库岸滑坡位移

中国三峡库区库岸滑坡灾害频发,预测库岸滑坡位移是降低风险的重要措施之一。文章构建了库岸滑坡中文知识图谱,提出了知识图谱优化卡尔曼滤波预测库岸滑坡位移模型KG-MTKF。以三峡库区奉节县新铺滑坡为例,采用现场监测数据验证了模型有效性。结果表明,与监测数据系列相比,多因素卡尔曼滤波模型（MT-KF）和知识图谱优化卡尔曼滤波模型（KG-MTKF）用于预测库岸滑坡时,在稳定变形阶段均表现出良好的一致性;在滑坡变形的初始阶段和阶跃段,KGMTKF模型预测精度更高。初始段两种模型存在误差,主要由于滑坡初期变形值较小、系统噪声显著所导致。在阶跃段、平稳段与整个监测周期中,两种模型的误差都较小,且KG-MTKF模型的预测精度显著高于MT-KF模型。对于新铺滑坡这类非线性动力系统,KG-MTKF预测模型在不同位置与变形阶段均能保持高精度与强鲁棒性。     

面向地质图的知识图谱构建及智能问答应用

海量地质图件蕴含着丰富的地学基础知识及专家经验知识。地质图主要表达了通过区域地质调查、矿产地质调查所获取的地球表面的地质知识（如地层单元、岩体、断裂等）。如何快速地从矢量地质图件中抽取地质知识并形成知识服务是目前地学知识图谱及知识服务研究的前沿。由于传统的地质图知识抽取主要依赖人工方式进行综合分析,本文聚焦于矢量地质图件知识表达与抽取研究,提出了一种地质图知识表达框架,提取地质图中所包含的地质实体及关系,将地质图信息以知识图谱的形式表达,并开展了基于地质矢量知识图谱的智能问答应用。最后以江西省于都县银坑幅矢量数据集为例开展实验验证分析,结果表明,本文方法能够较为全面地获取地质图中各个地质对象的信息,提高了地质图语义表达的效果,同时也可以提高地质学习人员对地质图的理解和认识,让计算机能够大规模获取地质图的知识内容。

     

基于指数分解法的河南省水资源生态足迹分析

水资源生态足迹模型为水资源可持续利用的综合评价提供了新方向。首先分析了河南省2005~2014年间的水资源生态足迹和生态承载力的动态变化,然后利用指数分解法中的LMDI模型对水资源生态足迹的影响因素进行了深入研究。结果表明:(1)2005~2014年间河南省水资源生态足迹总体稳中有升,贡献大小依次为农业用水工业用水生活用水生态环境补水;(2)万元GDP水资源生态足迹逐年下降,水资源利用效率不断提高,但10年间均出现不同程度的水资源生态赤字,水资源利用前景不容乐观;(3)4种分解因素对水资源生态足迹增长的推动作用大小排序为:结构效应经济效应人口效应技术效应,但经济效应有逐渐赶超结构效应的趋势。     

水资源优化配置的研究与展望

目前全国水资源优化配置的研究依然停留在借鉴和摸索阶段,对水资源优化配置的主要任务、遵循的原则、配置方案以及未来的发展方向进行了探讨.     

西北地区水资源再生利用研究

水资源是西北地区社会经济发展和生态环境建设的重要制约因素,水资源的高效利用是推进西北地区发展过程中必须解决的问题。文章根据西北地区水资源短缺的现状,分析该地区水资源的特点及其利用中存在的主要问题,并以西安为研究案例,提出西北地区水资源再生利用的途径。     

基于可持续发展理念的陕西水资源评价方法研究

传统水资源评价方法分别从质、量两方面分别对水资源进行评价,割裂了水资源的内在联系,已不能满足经济发展对水资源评价提出的新要求。为此,必须从水资源与社会经济、环境协调发展角度出发,根据可持续发展原则,提出一套集评价指标体系、定量分析、分级标准的水资源评价方法。以陕西水资源评价为基础的实例研究,为陕西水资源与社会经济、环境的和谐发展提供了新模式。     

对我国水资源管理边界的认识与分析

水资源管理中的行政、权利和文化边界,反映了水资源管理边界的政治性、经济性和社会性。由于我国社会变革与经济发展的压力,我国水资源管理的边界呈现多主体、多层次、多形态的演变特征。在此基础上,本文提出了跨界水资源管理的概念和相关政策建议。     

以用水为主体的水质水量结合水资源评价方法

针对以往水资源评价中水质、水量分开评价的不足,结合北方地区的实际,提出了一种以用水为主体的水质水量结合评价方法。     

基于虚拟水流动模式下水资源调控研究

解决干旱区水资源缺乏问题必须要从水资源系统配置的角度考虑,虚拟水理念有别于传统的水资源直接配置,通过改变农产品流通格局,进而优化虚拟水流动状态,实现水资源系统配置。结合甘肃省实际情况,在满足"农产品不减收""各地农业用水量不增加"两大约束条件下,以优化算法为工具,搭建了基于甘肃省14个市(州)的以农产品为调控对象的数学模型,调控后,地区总收入呈上升趋势,上升约7%,但农业用水量呈下降趋势,下降约4%。玉米的进口总量上升了9%~10%,而小麦进口总量同比下降了28%~30%。调控方案使虚拟水流动均衡性在当地农业用水综合调控中集中体现,提高了地区水资源系统配置实现的可能性,实现了水资源直接配置和间接调配的综合管理,对缓解干旱区未来社会经济发展中水资源配置面临的问题提出了新的思路。     

我国水资源研究与发展的若干思考

我国水资源具有人均占有量少、时空分布不均、水土资源不匹配、人类活动影响显著等特点,加上经济社会快速发展造成水资源供需矛盾突出,水资源态势十分严峻。切实实行最严格水资源综合管理、提高水资源利用效率、建设水资源安全保障的科技支撑体系,关系到我国全面建设小康社会的大局。分析了当前水资源研究的发展趋势,总结了国内研究现状与不足...     

基于多目标模型分析法的秦皇岛市水资源承载力分析

水资源可持续利用是经济社会可持续发展的战略问题。以秦皇岛市水资源状况和数据资料为实例,运用多目标模型分析法和切比雪夫决策法对不同方案下秦皇岛市水资源承载力的变化进行预测和解释,通过对可供水量和宏观经济观测,对该市水资源承载力进行计算,为秦皇岛市水资源合理利用及沿海地区水资源承载力研究提供决策依据。     

大同矿区水资源现状及开发利用对策研究

从根本上改变大同矿区供水紧张状况的引黄入晋工程及治理桑干河流域、改善大同生态环境，保证桑干河水质达到适宜地面引水的远、近期对策尚需一定时间实现的情况下，根据大同矿区的水文地质特征及矿区的水资源现状，提出了解决矿区水资源供需之间矛盾的现期对策，即对现有的水资源地实行保护性开采、控制小煤矿的无序开采、实行矿区内的排供结合及水质控制优化管理、加快矿井水回用方案的研究、开发新的水源地等措施。