中文文本蕴含气象灾害事件信息多模型融合抽取方法

随着气候变暖加剧,全球极端天气事件频发,重大气象灾害的发生频率与日俱增。研究气候变化与气象灾害发生频率的关系,对于气候变化背景下的防灾减灾具有重要意义。文献资料及泛在网络数据中蕴含了海量的气象灾害时空事件,为此,本文基于自然语言处理技术研发了文本气象灾害时空事件自动抽取方法。① 提出了基于专业文献的由粗到精的气象灾害标注语料训练库构建方法。首先针对不同文献资料存在的歧义和不兼容等问题,构建了面向文本事件统一的气象灾害知识体系。然后构建了基于章节结构的粗标注方法,分别针对长文本（现代文）和短文本（文言文）研发了基于Labeled LDA模型及基于TF-IDF和N-gram模型的精细标注语料筛选方法,解决了语料库的快速构建问题;② 基于BERT-CNN模型研发了融合上下文语义特征和多粒度的局部语义特征的、面向长短文本一体化处理的气象灾害时空事件自动分类方法;③ 利用该方法分别从文言文和泛在网络数据中自动抽取了灾害时空事件,其宏F1值分别达到89.09%和80.06%,主要气象灾害时空事件分布与专业统计数据相关性较高;④ 基于以上结果,重建了我国各历史时期灾害时空演变过程,发现各时期灾害数据量整体呈现出逐步上升趋势,暴雨灾害、洪涝灾害与干旱灾害是影响我国的主要灾种。本方法既可实现网络长文本事件的自动发现,也可实现文言文短文本事件的自动检测,为文本数据便捷应用于气象灾害研究和监测提供了新的技术方法。     

面向互联网信息抽取的海洋环境灾害链本体构建——以台风灾害为例

全球气候变化加剧了海洋环境灾害的影响力与破坏力,实时灾情信息获取与分析成为灾害应急处置中的关键环节。与具有延迟性的传统对地观测网络相比,基于互联网的众包地理信息以其实时性在受灾情况评估与灾害应急处置中得到广泛重视。为获取互联网文本中隐含的海洋环境灾害信息,探究灾害对人群行为活动的影响,本文着重关注海洋环境灾害发展的时空过程特性,从灾害链的角度分析灾害发生发展过程中所涉及的诸多要素,在收集整理海洋环境灾害相关知识的基础之上,采用五元组（概念、关系、属性、规则和实例）进行本体的逻辑结构表达,构建了用于信息抽取的海洋环境灾害链本体,其包含描述海洋环境灾害知识体系的海洋环境灾害本体、受到海洋环境灾害作用的地理对象本体以及在灾害发生、发展、结束的时空过程中产生的相应的人类应急处置本体。最后,本文以台风灾害为例,通过台风灾害链知识建模,实现互联网灾害信息抽取与时空变化过程分析。结果表明：基于海洋环境灾害链的互联网文本信息抽取可以获取隐藏在互联网文本中的灾害描述信息,能够分析灾害的发展变化过程及其对人群行为活动的影响,为灾害防治与应急救援提供一定科学支持。     

时空过程网络可视化模拟与分析服务——以溃坝洪水为例

洪水溃坝等复杂灾害现象的时空过程模拟分析,是当前国际地理信息科学热点研究方向之一。随着网络的普及化,公众对GIS时空分析模型的网络实时集成和可视化分析提出了迫切的需求。本文以溃坝洪水为例开展了时空过程网络可视化模拟与分析服务研究,利用Web GL、HTML5、Ajax、Web Service、GPU并行计算等技术手段,通过探讨溃坝洪水时空模型计算优化、网络三维可视化模拟与动态交互分析等关键技术,研发了原型系统并进行应用实验。实验结果表明,本文研究成果有助于实现时空过程信息的网络发布,在线影响分析及动态可视化服务,可为分布式网络环境下溃坝洪水等时空过程信息管理和应急决策提供科学依据和技术支持。     

时空知识图谱研究进展与展望

地理信息的不断泛化对经典的地理信息分析模式提出了巨大挑战，网络化的知识服务将逐渐成为地理信息应用的新模式，助力地理计算到社会计算的形态转变。地理知识服务需要打通人、机构、自然环境、地理实体、地域单元、社会事件之间的关联，促进知识辅助下的数据智能与计算智能。本文聚焦地理时空知识获取与形式化表达及分析的迫切需求，首先分析了时空知识图谱的基本概念与特征，认为时空知识图谱是指具有地理时空分布或位置隐喻的知识构成的有向图，即以时空分布特征为核心的知识图谱；然后提出了时空知识图谱的研究框架，该框架可实现时空大数据到时空知识服务应用的转变，包括泛在时空大数据、时空知识获取、时空知识管理、时空知识图谱、软件系统及行业应用等多个层次；接着从文本描述地理信息抽取、异构地理语义网对齐、时空知识表达与表示学习等方面，介绍了相关研究进展；结合应用实践，介绍了面向行业的时空知识图谱构建与应用途径；最后，讨论了时空知识图谱研究目前面临的关键科学问题与技术瓶颈，提出在大模型时代，构建显式的时空知识图谱，并针对行业需求开展知识推理，仍是时空知识服务的必由之路。     

防灾减灾系统灾情信息集成技术研究

全球各类自然灾害的频繁发生,给各国人民的生活和生产带来了严重灾难和重大损失。通过建立防灾减灾系统,有效减少灾害带来的损失,越来越受到各国政府及灾害主管部门的重视。本文结合地理信息系统的地理编码技术、大型关系数据库技术、动态数据交换技术,详细阐述了应用于政府部门的防灾减灾系统中灾情信息的集成方法及具体实现。     

自然灾害综合风险防范信息服务技术体系构建及展望

构建自然灾害综合风险防范信息服务业务技术体系是支撑新时代防灾减灾救灾工作的必然要求。文章聚焦全链条、多主体、多灾种综合风险防范信息服务需求,建立了自然灾害综合风险防范信息服务的技术体系框架,构建了涵盖常态减灾和灾前预防、灾中救援、灾后恢复重建等非常态救灾全过程的综合风险防范信息服务产品体系,建立了信息产品开发、行业数据协同、网络大数据挖掘、信息服务平台集成等方面的关键技术。其中,信息产品体系构建从灾害管理过程、主要业务类型和工作任务方面进行三级分类。信息产品开发方面研发了基于致灾、灾情、救灾3类标准灾害信息要素的灾害信息产品制作、表达和动态定制技术;行业数据协同方面研发了双向自适应的部门微服务数据共享新机制及多部门多源异构数据接入、融合处理技术;网络大数据挖掘领域研发了基于网页、移动通信、社交网络、物联网等网络大数据的致灾、灾情、救灾要素信息挖掘与融合分析技术;信息服务集成平台搭建领域研发了基于云服务架构的时空分布式大数据管理、业务工具模型集成、“云+端”多渠道信息服务技术。该技术体系解决灾害信息服务时效性不高、完备性不足等问题,为开辟与政府部门统计并行的灾害信息数据获取新途径提供了技...     

顾及时空过程的台风灾害事件知识图谱表示方法

我国是受台风影响最严重的国家之一，台风灾害严重威胁着沿海地区的社会经济和自然环境。近年来，随着知识图谱相关理论和应用技术的发展，其强大的知识整合与表达能力可以为台风灾害事件的动态监测与管理决策提供有力支持。针对当前台风灾害事件相关模型对时空过程表达不足等方面存在的问题，首先，从台风灾害机理出发，通过对台风灾害事件组成要素和动态特性的分析，提出从概念、对象、状态、特征和关系5个层次建立的台风灾害事件知识表达模型。其次，充分顾及台风灾害事件信息的多粒度特性，在模型中将不同的特征信息统一到各个对象中。为了突出台风灾害事件的时空过程，以状态作为过程在特定时空下的截面。最后，以2021年台风烟花事件为案例，构建了台风灾害事件知识图谱。结果表明，该模型不仅突出了事件中不同对象的特征刻画，通过多个对象的状态序列表达出台风灾害事件的时空过程，进一步提高台风灾害事件的全过程信息表达与存储，为应急决策方案提供有效的数据与决策辅助支持。     

台风时空过程的网络动态分析技术与示例

网络技术的发展为实时动态地显示时空过程信息和在线分析提供了可能,也为气象海洋等灾害性过程的预警和防灾决策支持提供了可能;另一方面,随着网络的普及化,公众对GIS时空分析模型的网络实时集成和可视化表达提出了迫切需求。本文在分析网络GIS最新发展趋势的基础上,针对时空过程的动态特性,探讨了时空过程网络实时动态查询、分析和可视化的技术方法,并以台风过程为代表,设计了适合网络环境的台风过程数据的有效组织形式和直观的表达方式,构建了一个台风过程网络系统原型,具备了时空过程查询、可视化、简单的空间分析等功能,实现了台风过境的时空影响网络在线分析。系统基于ArcGIS Server在.NET环境下实现。实践证明本文提出的时空过程网络动态技术,可快捷地实现时空过程信息的网络发布、过程的在线影响分析及其时空动态可视化,可为台风、海啸等灾害性过程的信息提供和灾害评价等提供空间技术支持。     

激光雷达技术在综合减灾业务中的应用分析

介绍了激光雷达技术,分析了机载激光雷达的快速性、穿透性、主动性、高密度高精度、高效性、信息丰富等优点。以海地地震、汶川地震、飓风"艾克"为例概述了机载激光雷达技术在灾害管理中的研究和应用现状。分析了洪水、地震、飓风、滑坡、泥石流、森林火灾等自然灾害应对过程中,机载激光雷达在综合风险调查、灾害监测预警、灾害应急救援和救助、灾情损失评估和社会影响评价、灾后恢复重建等防灾减灾业务的应用潜力。展望激光雷达技术在提高我国综合减灾能力和风险管理水平中的应用前景——随着技术的进一步发展、数据获取成本的降低以及后续数据处理水平的提高,激光雷达技术将和其他的空间信息技术一起进一步提升我国综合减灾能力和风险管理水平。     

基于时空特征分析技术的烤烟GIS系统

本文分析了烤烟信息系统对烤烟种植、生产和销售的重要作用,构建系统的必要性和应用需求,并在.NET框架下,利用ArcEngine和ArcSDE,以C/S结构实现该系统。介绍了系统的结构和功能:包括地图服务、烤烟信息查询统计和烤烟地理信息时空分析和决策支持。同时,讨论了实现该系统的关键技术,包括时空数据库、时空序列的烤烟时空事件分析模型、Web服务等。时空数据包括业务数据和行政区数据两类,对于行政区,除了需要记录行政区的生命周期外,还需记录行政区变更事件,通过行政区变更事件表查询行政区撤消、合并等事件后的业务数据,进而实现时空分析。系统的实现对促进烤烟生产信息化有重积极意义。     

面向公共安全事件的网络文本大数据结构化研究

网络文本中所包含的相关信息目前已成为公共安全事件紧急救援与影响评估的重要信息源。现有的方法虽然可定向地提取文本信息中事件的各类要素信息,但由于缺乏面向事件的整体建模与解析框架,难以从网络文本中获取系统的事件要素的结构化信息,即所提取的事件要素信息要么不够完整,要么与目标事件不匹配,由此产生的遗漏与谬误难以支撑针对公共安全事件信息的系统分析。为解决该问题,本文提出了面向公共安全事件的网络文本大数据结构化理论框架,首先,建立了公共安全事件的语义框架,并以地震事件为例构建了相应的结构化表结构;其次,应用训练语料的关联标注解决了事件要素与事件无法匹配的难点;最后,通过使用可融合关联信息的文本解析算法,系统提取了事件类型、事件名称、事件时间、事件位置及其他属性,基本实现了网络文本中不同事件信息的结构化。本文以云南邵通鲁甸地震为例,展示了地震事件的网络文本信息的结构化过程与结果,为分析地震所受的关注程度以及救援状况提供了重要参考。在上述研究的基础上,开发了面向公共安全事件的网络文本信息挖掘系统,展示了地震事件文本的结构化解析以及由此实施的事件关注度分析。     

利用卷积神经网络提取微博中的暴雨灾害信息

从社交媒体中挖掘灾害应急信息,能够有效帮助传统灾害管理获取实时、主题丰富的灾害信息,从而成为灾害应急管理的新手段。得益于深度学习在自动特征提取上的成就,本文研究了一种利用卷积神经网络对社交媒体中的灾害应急信息进行自动实时提取与分类的方法。首先,利用社交媒体数据和Word2vec模型,构建与灾害类事件相关的语料库并获得相应的词向量;其次,将词嵌入文本和相应的灾情类别作为卷积神经网络的输入,经过多分类学习得到分类模型,用以提取近实时灾害信息。以2012年“7.21北京特大暴雨”事件为案例,通过分类模型获得常见灾情类别的暴雨灾害社交媒体信息。该模型在测试集上的精度达到了90%以上,并且将模型运用于新爬取的2016年暴雨数据集上也得到了较好的表现,说明该模型在近实时自动提取灾害信息方面具有可行性。在对2012年分类结果进行时空分析结果表明,通过社交媒体获得的暴雨灾害主题信息符合灾害发展的规律,说明了利用深度学习提取社交媒体数据中的灾害应急信息的有效性和可行性,能够为实时灾害应急管理提供新的思路。     

微博中蕴含台风灾害损失信息识别和分类方法

社交媒体在灾害信息的实时发布与传播中发挥着越来越重要的作用。在灾害发生过程中,社交媒体中蕴含的实时灾损信息对灾情及时响应和评估有重要意义。然而,这些涉灾文本具有信息破碎度高、文本特征稀疏、标注语料库匮乏等缺点,使得传统的基于监督学习的方法难以有效提取其中的灾损信息。为此,本文提出了一种通过扩展上下文特征和匹配特征词的方法来快速识别和分类社交媒体中蕴含的不同类别的灾损信息。本方法首先基于中文语法规则,抽取小规模不同灾损类别下微博文本中的涉灾关键词构建特征词搭配对。然后,利用词向量模型和已有词库对这些特征词搭配对进行补充和扩展。同时,根据中文词语共现规则,引入外部语料库优化特征词间的语义搭配关系。最终,以此为基础构建台风灾损分类知识库对灾情文本中蕴含的不同类别灾损信息进行识别和分类。本文以2016年9月15日台风“莫兰蒂”登陆事件作为研究案例,以评估本文方法在灾损信息识别和分类上的效果。结果表明,本文方法对微博文本中蕴含的不同类别风灾损失信息的识别和分类效果显著（各类别综合评价指标都达到了0.74以上）。基于灾损信息分类结果,本文绘制了台风影响的时空分布图,从而进一步说明本文方法在灾害损失评估和减灾救灾方面的效用。     

特殊事件中国际关系网络时序演化分析

21世纪以来的国际关系错综复杂、瞬息万变,给世界的经济、政治、安全、外交等带来了深刻影响.及时掌握国际关系的变化对中国外交政策制定、整体发展规划有着极为重要的意义.随着大数据时代的来临,应用大数据方法结合国际关系定量分析的工具对国际关系变化模式进行及时、有效地挖掘成为了一个重要的议题.强时效性、高信息量的新闻事件大数据...     

地质大数据可视化关键技术探讨

详述了地质大数据可视化的研究内容,从应用角度可将其分为:表达三维可视化、分析三维可视化、过程三维可视化、设计三维可视化和决策三维可视化5类。针对地质大数据这5类可视化中涉及到的几方面关键技术进行了深入探讨,包括:地质体三维可视化动态精细建模技术;基于CUDA+GPU集群的地质体属性场数据并行可视化技术;针对地质大数据的可视化分析技术;基于地质大数据的虚拟现实和增强现实技术等。对这几方面关键技术的现状、技术路线以及实现效果进行了论述和展示。      

面向任务的移动灾情快速采集直报技术与应用

本文针对我国目前灾情直报、灾情核查评估、灾害应急响应、遥感影像地面解译等重大灾害现场应急工作需求,提出了一种面向任务的移动灾情快速采集直报技术,并以这种技术的业务化应用为目标,详细阐述了自然灾害移动信息平台的整体建设方案。该技术以现场灾情采集工作图层为载体,以现场工作任务规划为核心,系统解决了现场灾情采集工作中多元灾情信息的一体化采集、快速集成、即时上报、实时监控、团队协作等技术难题。相对于目前广泛采用的"卫星定位+底图标绘+移动通信"技术模式,该技术具有4个方面的优势:灵活兼容任何现场灾情信息采集任务;避免了卫星导航系统定位精度不高导致的大量后期数据处理工作;实现了多元灾情信息的一体化采集与快速上报;能够支持多个现场小组协同工作。该技术开发的自然灾害移动信息平台,由终端子系统、后方服务子系统和支撑数据库组成,能够依托智能移动终端设备提供现场多元灾情数据的一体化采集、快速上报、实时在线集成、快速共享等功能。该技术应用于青海玉树地震结古镇倒房评估,现场评估工作组利用4台移动终端在3天内完成了685个斑块房屋倒损程度、房屋间数、单位造价、户数及人口等灾情指标的调查统计,采集的数据可直接用于数据分析,辅助决策支持。     

基于高分辨率遥感目标特征库的地震灾情快速评估方法

高分辨率遥感影像已逐步成为地震灾害快速评估的主要数据源之一,但现有的遥感地震灾害信息提取方法存在对研究人员目视解译经验依赖性强和利用高分辨率影像提取结果精度不高的问题。因此,本文提出了一种基于目标特征库的高分辨率遥感灾害信息快速提取方法,用于提升遥感影像灾害信息提取的效率和自动化程度,并对基于目标特征库进行地震灾情快速评估的几项关键技术（目标特征库构建、样本匹配方法和自动分类方法）进行了阐述,最后,以云南鲁甸地震龙头山镇地区为研究区,基于高分辨率遥感影像在目标特征库支持下开展了地震灾情快速评估实验。通过与灾后调查数据的对比分析发现,基于高分辨率遥感灾害目标特征库的地震灾情快速评估结果在精度上可以满足灾情快速评估的业务需要,同时还具有更好的时效性。