基于本体属性的基础地理信息概念语义相似性计算模型

语义相似性对于知识自动共享与集成起着非常重要的作用。在许多地理信息的应用领域,通常直接将分类体系作为领域(或任务)本体,并基于此计算概念间的语义距离以实现相似度计算。该方法虽然能够快速、简便地计算概念间的语义相似度,但是有时却因为分类体系的改变而造成相同概念间的相似度产生差异,甚至可能是错误的计算结果。本文面向基础地理信息领域,利用属性枚举方法表达概念的本质语义特征,从基础地理信息概念的内涵出发,提出基于本体属性的语义相似性计算模型。该模型将每个概念表达为本体属性集合,利用相关本体属性的相似性,结合权重信息计算概念的相似性。最后从基础地理信息概念中提取出100组样本,计算概念间的语义相似度并验证基于本体属性模型的有效性。实验结果表明基于本体属性的模型能更合理地计算出基础地理信息概念的相似度。     

基于本体属性特征学习的地理要素分类语义映射方法

地理空间数据异构问题长期并将持续存在,作为克服语义异质的关键技术,地理类别概念之间的语义映射研究已经引起了广泛的关注。综合利用地理类别概念集的本体属性内涵、分类层次结构等语义信息,提出一种基于本体属性特征学习的地理要素分类语义映射方法。该方法将本体属性特征作为基础语义框架,建立地理类别概念的语义特征向量化描述,并提出一种新的层次编码机制来标识地理类别概念的分类状态;接着引入BP神经网络建立本体属性特征向量与概念分类状态之间的非线性关系,从而支持概念语义映射。通过两种不同地理信息标准下陆地水系要素概念的语义映射测试,验证了该方法的可行性和有效性。     

面向地理实体的语义相似性度量方法及其在道路匹配中的应用

语义相似性度量是实现多源矢量空间数据集成与融合的关键技术。首先以地理实体为研究对象,从矢量空间数据表达视角对地理实体的语义信息进行分析与描述,提出基于多特征约束的语义相似性度量模型。然后该模型将地理要素分类关系作为控制条件提取目标实体集,在构建实体间语义特征对应关系的基础上引入属性特征熵的概念,计算不同特征的权重值,进而综合多特征相似性来度量地理实体的整体语义相似程度。最后将该模型应用到道路实体匹配实验中,通过计算实体之间的语义相似性实现匹配,验证了该模型的有效性。实验结果表明,基于多特征约束下的语义相似性度量模型能够合理计算地理实体的语义相似度,且提高了地理实体语义匹配效率。     

基于本体结构的空间实体语义相似度计算模型

针对GIS领域语义相似度计算模型考虑的因素过于单一、有效性不足等问题。该文在分析现有的语义相似度计算模型的基础上,综合考虑属性相似度与结构相似度指标,同时引入概念间的继承等关系,提出了一种基于本体结构的地理空间实体语义相似度计算模型,在该模型的结构相似度指标中加入了深度、密度两种权重因子。最后,通过对土地利用分类中实体的语义相似度进行实验,说明其计算结果准确可靠,并能体现更多细节差异。     

基于累积相似度表面的空间权重矩阵构建方法

将地理要素相似度定义为属性相似度与空间相似度,提出累积相似度表面的概念,引入曲线演化理论和快速行进方法生成累积相似度表面,构建空间权重矩阵。通过趋势面模拟数据与ASTER GDEM数字高程模型数据的实验分析证明,相比于利用欧氏距离等距离测度方法,通过累积相似度表面构建的空间权重矩阵综合考虑了地理要素的属性相似度与空间相似度,体现了地理要素的局部空间特征,能够更为准确地描述地理要素空间特征变化趋势。     

基于本体的土地类别语义相似度综合计算方法

不同领域所采用的土地分类系统,在类别划分及定义方面存在一定的差异,导致不同系统之间的数据存在语义异质性问题,使跨系统数据难以共享和集成。为了从语义层面解决这个问题,以GlobeLand 30土地覆盖分类系统和《土地利用现状分类标准》(GB/T 21010-2017)2个典型分类系统为例,提出了1种基于本体的土地类别语义相似度综合计算方法。使用基于本体属性、基于本体距离和内容、传统综合方法、改进综合方法4种算法,计算了上述2类系统类别间的语义相似度并进行了对比分析。结果表明:4种算法结果的大体变化趋势一致,而本文综合方法的计算值更接近实际情况。该方法为语义异质性的评估提供了一种量化方案,也为跨领域的知识集成与共享提供参考。     

检索应用中地理信息资源相似度计算方法研究

在地理信息资源检索应用中,资源属性间相似关系的计算还不够深入,地理信息资源的精准推荐及检索可视化应用尚难以实现。针对该问题,统一采用"相似度"对资源属性间的相似关系进行表达。资源的属性类型大部分为文本,其中具有语义差异,文中提出复合文本的相似度算法对文本类型属性进行匹配,并给出数值类型属性的"相似度"映射方案。在此基础上,实现资源时间、空间属性的相似度计算。基于所提出的相似度算法进行地理信息资源检索实验,实现地理信息资源属性间相似关系的量化,促进信息可视化在地理信息资源检索中的应用。     

顾及通名语义的汉语地名相似度匹配算法

地名匹配是地理信息检索、多源地理空间数据集成及更新中的关键技术问题。本文根据规范汉语地名构词特点,依据地名通名与地名类型的关系,建立规范地名通名语义知识库,并将由其提供的地名语义作为地名相似度匹配的重要指标。针对基于字面和空间数据的地名匹配方法存在的不足,面向规范地名提出一种综合了地名专名字面相似度和地名通名语义相似度两种因素的复合相似度匹配算法模型。该模型模拟人的认知习惯,根据通名语义相似度程度,通过单调函数关系动态设置专名和通名相似度各自的权重值,利用动态加权方法求得复合地名相似度指标。在上述模型基础上,本文提出了汉语地名匹配策略和流程,利用通名蕴含的语义增强汉语地名匹配算法的理论基础和完备性,提高了地名匹配算法准确率。实验结果表明该模型符合认知习惯,验证了该方法的合理性和有效性。     

域本体支持的海图和地形图要素语义映射方法研究

为了映射异构空间要素的语义,实现空间数据的本体集成,提出了针对海图和地形图的本体构建方法及其空间要素的本体映射算法.在海图和地形图本体的构建过程中,通过建立域本体概念树以及概念之间的约束规则,自动地从空间要素中提取应用本体.对于空间要素的语义映射,提出了一种基于规则约束的语义深度和编辑距离的本体映射算法.该算法结合概念约束规则,从语义和语法两个方面计算来自海图和地形图的空间要素的相似度,弥补了知网只能计算概念相似度,不能计算要素实例相似度的不足.海图和地形图集成实验证明,所提出的本体构建方法和本体映射算法具有较高的可用性,能够实现空间要素在本体层面的动态关联,为解决跨领域的空间数据集成提供了一个新的方法.     

基于形式本体的基础地理信息语义分析——以陆地水系要素类为例

以国家基础地理信息中陆地水系要素为案例,讨论其规范定义中语义描述的模糊性。鉴于本体被认为是一种克服语义屏障的有效方法,本文基于形式本体的原理,提出一种对地理信息形式化语义分析的范例方法,即在概念化的基础上,利用属性组来表达概念语义,通过定义概念的本体属性来明确及规范化地表达概念的语义。通过具体分析,本文给出基础地理信息陆地水系要素的形式化语义。     

基于统计分析方法的地理要素显示重要性确定研究

运用统计分析的理论与方法,研究地理要素显示重要性的确定,制作基础地理要素显示重要性问卷调查表,对不同区域、不同用户进行调查统计,运用统计分析中的调查统计法对数据的权重值进行计算分析,总结地理要素显示重要性的分级体系,并在多尺度电子地图制作中得到应用。     

基于线平衡点的时空演化分析

时空演化分析是时空数据挖掘和知识发现的研究热点之一。为实现定量表达线要素地理属性的时空演化特征,在力矩平衡原理的基础上,提出一种基于线平衡点的时空演化分析定量表达方法。该方法将地理属性力矩定义为线要素上各点地理属性值与该点到平衡点的线上距离的向量乘积,然后利用物理学力矩平衡计算公式求得力矩平衡点的位置。当不同时刻各点的地理属性值发生变化时,平衡点位置亦随之不断移动,进而利用平衡点与均质平衡点的偏移向量以及相邻时刻之间平衡点的转移向量,定量地表达线要素地理属性的时空演化特征。最后,通过实验验证了该方法的可行性以及有效性。     

基于语义Web的地理服务发现框架

在传统Web服务发现架构中,仅凭接口参数的结构化相似度计算匹配方法远远不能满足复杂地理服务的发现需求。本文结合语义Web知识,设计了地理服务发现框架,框架支持地理服务语义化描述、带有语义信息的服务注册、基于语义推理的服务发现。其中,服务匹配算法是服务发现的关键,本文基于传统的四级匹配算法,提出采用分级匹配思想,并在I/O匹配中利用本体分类树,将本体相似度求解转换为分类树中节点距离求解的方法的地理服务发现匹配算法。实例证明,改进的算法不但能区分匹配等级,而且能区分同一匹配等级之间的相似度大小,能较好地满足地理服务的发现的需求。     

联合类别筛选与重排序的交叉视角图像地理定位

针对交叉视角图像视角差异大导致地理定位精度较低的问题,本文以孪生网络为基本结构,提出了一种基于相似度学习并联合场景类别筛选与重排序的定位方法。首先,对交叉视角图像进行相似度学习,并根据相似度大小对参考遥感图像进行排序;然后,通过训练SVM分类器获取地面图像与遥感图像的场景类别;最后,基于特征相似度并利用场景类别信息与重排序实现地理定位。试验结果表明,相比传统的基于特征匹配的地理定位方法,本文方法可有效提高交叉视角图像地理定位的精度,且类别筛选与重排序对于地理定位具有有效性。     

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。     

基于本体的地理空间实体类型语义相似度计算模型的研究

地理空间实体类型语义相似度对于类型数据库综合具有重要理论意义。本文以本体作为揭示实体深层次语义信息的方法论,提出了符合认知特性的地理空间实体类型语义相似度计算模型,并通过计算土地利用类型语义相似度对模型进行了验证.     

基于本体和逆向匹配算法的地理Web服务自动组合方法

借助本体的语义表达能力描述地理Web服务,提出了基于本体的语义相似度计算新算法,在此基础上给出了Web服务自动组合的逆向匹配算法,并通过试验,验证了实现地理Web服务基于语义的自动组合的可行性。     

地理数据服务语义表达与自动发现

地理数据的复杂性和不支持语义的服务发现机制常常导致数据用户很难准确地找到自己真正需要的地理数据服务。为了便于用户从语义上快速准确地找到自己需要的地理数据服务,本文首先构建了地理元数据本体,并采用元数据本体来描述地理数据服务的相关语义信息,接着提出了基于本体的概念间语义相似度计算的算法,最后在该算法的基础上,通过语义匹配来实现地理数据服务基于语义的自动发现。实验结果表明,文中的方法可以提高地理数据服务发现的准确率和智能化程度。     

利用GML模式映射屏蔽地理空间数据源的异构性

本文分析了地理空间数据源的异构性以及GML模式的异构性;提出以GML模式对地理空间要素进行建模,构建适合空间信息共享的GML基本地物规范模式;通过应用模式的结构去屏蔽不同数据源结构的异构性,通过对应物属性去屏蔽编码语义的异构性,使空间信息的共享与互操作有统一的语义基础。     

基于空间加权距离的自适应Fuzzy C-Means算法研究

空间聚类不仅应考虑GIS对象属性特征的相似性,还应考虑对象的空间邻近性。不同属性、位置特征在聚类中起到的作用不同。采用信息熵方法计算空间距离中各属性距离、位置距离的权重,权值大小用于度量相应特征在fuzzy c-means隶属度计算时的作用大小,并引入相似性指标,当两个聚类之间的相似度高于某个合并阈值时,则对应的一对聚类进行合并,从而克服需预先设置聚类类数的问题。通过应用实例的聚类有效性分析,与普通空间距离相比,基于空间加权距离的FCM算法具有稳定性和有效性。