CN112988946A

CN112988946A - 一种地理实体数据库用户定制化方法

Info

Publication number: CN112988946A
Application number: CN202110496574.2A
Authority: CN
Inventors: 刘俊伟
Original assignee: Terra It Technology Beijing Co ltd
Current assignee: Terry Digital Technology Beijing Co ltd
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2041-05-07
Also published as: CN112988946B

Abstract

一种地理实体数据库用户定制化方法，能够基于知识图谱构建的地理实体数据库，实现可视化数据、语义信息、实体对象、专题集等多维度信息提取、面向实际应用场景需求，将提取的多维度信息进行组合、融合和打包，形成满足应用需求的定制化场景，再根据权限情况共享给不同用户，包括根据所提取的多维度信息，组装形成符合应用要求的定制化场景，针对所构建的场景进行用户权限设置，根据权限情况，场景呈现给不同用户实现不同用户的共享，从而完成定制化服务。

Description

一种地理实体数据库用户定制化方法

技术领域

本发明涉及一种地理实体数据库用户定制化方法，尤其涉及一种地理实体结构化管理数据库的多用户需求的定制化服务方法。

背景技术

随着智能化城市的发展，数字孪生是智能城市化的有效途径，实景三维空间信息平台的建设则是物理空间与信息空间中孪生地理实体全生命周期精准映射与融合协同的基础，也是地理实体结构化管理信息化水平的体现。城市信息模型(City InformationModeling，CIM)是对城市地上地下、室内室外各种实体目标及时空状态的数字化表达和描述，其反映城市规划、建设、发展以及运行。

在遇到地形地质复杂、气候条件恶劣、生态环境脆弱的地质条件下，铁路建设将是寸步难行，地球空间数据获取难、施工难、成果质量保证难，严重制约了复杂环境信息的感知能力，智能化手段将得到更加广泛的应用。通过综合应用互联网、物联网（Internet ofthing，IoT)、AI、导航定位、BIM（Building Information Model）和 GIS（GeographicInformation System）等现代高新技术，实现物理空间信息的全面感知、泛在互联、融合处理、主动学习、未来决策，实现地理实体结构化智能管理。

传统的GIS技术通常采用计算机技术对广袤的地理空间做出人工分割和抽象提取，为此，很难使得共享用户对地理空间的认知与处理数据形成良好匹配，对于复杂的地理实体则是更难满足整体特征上的需求。故此，现有技术中鲜有地理实体数据库用户定制化技术的文献记载和相关学术报道。

诸如中国专利文献CN105740339A中公开了一种民政大数据融合管理系统，包括民政数据采集模块，民政数据存储模块，民政数据挖掘模块，民政数据分析模块，在该技术方案中，将地理实体数据库与人文数据库实现多渠道采集和数据融合，为民政业务建立统一分析并保持可扩展性。

诸如中国专利文献CN108170720A中公开了一种规划显示系统，建立了空间数据库和属性数据库，空间数据由GIS空间数据库管理，属性数据由关系数据库管理，空间数据和属性数据集成为地理实体。当用户发出的请求是针对空间数据的，由SDE的SQL分析器提取空间数据，完成相应的处理后发给客户端，如果请求是针对非空间数据的，则由关系数据库系统进行相应处理。

诸如华为授权专利CN107003985B中公开了一种基于面向服务的网络自动创建提供定制化虚拟无线网络的系统和方法，为了使网络控制和管理可扩展，一个网络可以在地理上划分为地区或区域或其他地理实体，SONAC和其他管理平面组件的构架因此是一个分层架构，为了资源管理目的，在SONAC的分层结构中，低层是抽象的，详细内容对高层隐藏。

现有技术中亟需一种能够实现面向实际应用场景需求，将提取的多维度信息进行组合、融合和打包，形成满足应用需求的定制化场景，再根据权限情况共享给不同用户的地理实体数据库定制化服务技术。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术问题，本发明旨在提供一种能够基于知识图谱构建的地理实体数据库，实现可视化数据、语义信息、实体对象、专题集等多维度信息提取、面向实际应用场景需求，将提取的多维度信息进行组合、融合和打包，形成满足应用需求的定制化场景，再根据权限情况共享给不同用户的地理实体数据库用户定制化服务技术。

具体地，根据本发明的一个方面，提供一种地理实体数据库用户定制化方法，包括如下步骤：

（1）采集并整理用户需求数据，

（2）抽取地理实体时空知识构建地理实体时空知识图谱，

（3）将抽取的所述地理实体时空知识图谱与多个外部知识图谱进行知识合并，形成完整的地理知识图谱，即该地理知识图谱由所述地理实体时空知识图谱和多个外部知识图谱进行知识合并而形成，

（4）建立地理实体时空数据库和地理实体图谱数据库，并将形成的所述完整的地理知识图谱存储于该地理实体基础时空数据库和地理实体图谱数据库中，

（5）基于知识图谱构建地理实体数据库，即包括该地理实体基础时空数据库和地理实体图谱数据库的地理实体数据库，实现多维度信息提取，

（6）根据所提取的多维度信息，组装形成符合应用要求的定制化场景，

（7）针对所述定制化场景进行用户权限设置，并进行场景发布，

（8）根据权限情况，场景呈现给不同用户实现不同用户的共享，从而完成定制化服务。

进一步地，如上所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（1）中，用户将用户需求展示出来，并对该用户需求进行分析、归纳，以及对该用户需求的可扩展性需求进行探索。

进一步地，如上所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（2）中，通过对地理实体数据进行空间关系、语义关系、时间关系的语义分析和关系抽取多维度信息，从而完成地理实体时空知识图谱构建。

进一步地，其特征在于，上述步骤（3）中，所述外部知识图谱包括开放地理语义网和行业知识图谱。

进一步地，其特征在于，上述步骤（3）中，经与开放地理语义网、行业知识图谱进行实体对齐、实体连接、实体消歧，以进行知识合并，从而形成完整的地理知识图谱。

进一步地，其特征在于，上述步骤（4）中，将形成的所述完整的地理知识图谱存储于该地理实体基础时空数据库和地理实体图谱数据库中，实现知识计算与应用。

进一步地，其特征在于，上述步骤（5）中，根据用户需求，解析用户实际应用需求，用户从数据、信息、知识进行实体对象提取、语义提取、以及知识提取。

进一步地，其特征在于，上述步骤（5）中，基于知识图谱构建的地理实体数据库，实现可视化数据、语义信息、实体对象、专题集的提取。

进一步地，其特征在于，上述步骤（8）中，所述场景呈现包括三维可视化场景呈现、信息/知识查询显示、分析推理功能实现。

进一步地，其特征在于，面向实际应用场景需求，将提取的多维度信息进行组合、融合和打包，形成满足应用场景需求的定制化场景，再根据权限情况共享给不同用户。

根据本发明，能够基于知识图谱构建的地理实体数据库，实现可视化数据、语义信息、实体对象、专题集等多维度信息提取、面向实际应用场景需求，将提取的多维度信息进行组合、融合和打包，形成满足应用需求的定制化场景，再根据权限情况共享给不同用户的地理实体数据库提供用户定制化服务。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式所涉及的一种地理实体数据库用户定制化方法的技术路线的方块示意图。

具体实施方式

下面将参照附图，结合本申请具体实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是示例性的，本发明并不仅限于该具体实施例之中。

应当理解，本申请中术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。本申请所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

本发明中，地理实体不仅仅是简单的点、线、面的组合，而是具有一定的地理语义特征的地理实体，地理实体的语义不仅受到几何特征的影响，还受到实体所属的类型、语言环境、个体认知差异等非空间属性的影响。本发明中地理实体指的是利用空间数据源表征的地理实体，空间数据源包括矢量数据、栅格数据或矢量数据和栅格数据的结合。可以是异构的不同比例尺不同时态的数据。其中矢量数据是指，矢量数据结构通过记录地理坐标的方式尽可能精确地表示点、线和多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。常见的栅格数据有卫星影像、航拍影像、雷达图像等。

从数字城市发展到数字孪生城市，基础地理信息将转化为智能时空语义信息，原有的基础时空数据，通过语义化技术，一方面可以实现结构化，一方面可以实现业务属性无限扩充，包括物联网节点地址信息以及其他业务属性信息，进而形成城市信息模型。城市信息模型打破了原有图层管理方式，实现孪生实体对象管理，关联多层数据产生新数据，形成知识图谱，支撑智慧城市智能应用。

具体来说，数据建库依据数字孪生城市基础时空数据（城市）、部件元素数据、业务专题数据、传感器数据进行时空汇聚、语义融合，数据建库，基于检查入库、统一组织、分布式存储、集中管理等功能需求，实现对多源数据的“逻辑集中，物理分布”的一体化、全流程的融合处理，具备海量时空数据存储管理能力。

地理实体按从属关系分为四级：大类，中类，小类及扩展类。其中大类包括：建筑实体，交通实体，管线实体，地形与植被实体，水系实体，其他实体共 6 类。在大类基础上共划分 39 个中类。根据实际需求对种类再细分小类和子类。

（1）建筑实体

建筑实体由城市中具有人类活动功能的居民楼，商业综合体，民房，农村房屋、厂房组成。分为房屋实体，分层分户实体及地下空间实体三种实体子集。

（2）构筑物及城市设施实体

构筑物及城市设施实体中，构筑物包括公共服务类构筑物，名胜古迹类构筑物，宗教类构筑物及其他构筑物；城市设施包括街道设施及其他设施。

（3）交通实体

交通实体由铁路，城际交通，轨道交通，城市交通，乡村道路，车站港口，道路构筑物及设施，陆运交通标识，其他交通实体以及水运设施实体构成。

（4）水系实体

水系实体由河流，沟渠，湖泊，水库，池塘，海洋，其他水系及附属设施实体。

（5）土地利用实体

土地利用实体是指具有明确边界范围的具体土地使用类型的地块。将地物空间按照土地利用类型进行实体分割，一般以面图元和简单的三维体图元进行表达。主要包括耕地，园地，林地，草地，商服用地，工矿仓储用地，住宅用地，公共管理与公共服务用地，特殊用地，交通运输用地，水域及水利设施用地和其他土地实体。

（6）管线实体

管线实体是联结泵、阀或控制系统的管道，用于传送液体、气体或研成粉末的固体。包含给水、排水、输水、输电、通信、污水、雨水、燃气、电力、电信、天然气、热力、工业管道，综合管廊和其他管线实体。

（7）场地实体

地形与场地实体包括区域地形实体及按照院落和农林地边界线构建的具体场地地形。一般由具体边界范围的封闭面构成。

（8）植被实体

植被与地貌实体由自然地貌，灾害地貌，人工地貌，城市绿地和其他植实体被组成。

（9）管理单元实体

管理单元实体是由各类具有管理意义的实体单元组成，包括行政区，主体功能区，开发区，自然保护地，非行政区域，社会管理单元，地籍宗地和房屋宗地单元实体。

具体而言，如图1所示，在本发明的一个具体实施例中，所提供的一种地理实体数据库用户定制化方法，包括如下步骤：

（1）采集并整理用户需求数据，

（2）抽取地理实体时空知识构建地理实体基础时空知识图谱，

（3）将抽取的所述地理实体时空知识图谱与多个外部知识图谱进行知识合并，形成完整的地理知识图谱，

（4）建立地理实体基础时空数据库和地理实体图谱数据库，并将形成的所述完整的地理知识图谱存储于该地理实体基础时空数据库和地理实体图谱数据库中，

（5）基于由知识图谱构建的地理实体数据库，实现多维度信息提取，

（7）针对所构建的场景进行用户权限设置，并在用户权限管理时进行场景发布，

（8）根据权限情况，场景呈现给不同用户实现不同客户的共享，从而完成定制化服务。

进一步地，上述步骤（1）中，用户将用户需求展示出来，并对该用户需求进行分析、归纳，以及对该用户需求的可扩展性需求进行探索。

进一步地，上述步骤（2）中，通过对地理实体数据进行空间关系、语义关系、时间关系的语义分析和关系抽取完成地理实体时空知识图谱构建。

进一步地，上述步骤（3）中，所述外部知识图谱包括开放地理语义网和行业知识图谱。

进一步地，上述步骤（3）中，经与开放地理语义网、行业知识图谱进行实体对齐、实体连接、实体消歧，以进行知识合并，从而形成完整的地理知识图谱。

进一步地，上述步骤（4）中，将形成的所述完整的地理知识图谱存储于该地理实体基础时空数据库和地理实体图谱数据库中，实现知识计算与应用。

进一步地，上述步骤（5）中，根据用户需求，解析用户实际应用需求，用户从数据、信息、知识进行实体对象提取、语义提取、以及知识提取。

进一步地，上述步骤（5）中，基于知识图谱构建的地理实体数据库，实现可视化数据、语义信息、实体对象、专题集的提取。

进一步地，上述步骤（8）中，所述场景呈现包括三维可视化场景呈现、信息/知识查询显示、分析推理功能实现。

进一步地，面向实际应用场景需求，将提取的多维度信息进行组合、融合和打包，形成满足应用场景需求的定制化场景，再根据权限情况共享给不同用户。

在本发明的一个实施例的一个具体实施应用场景中，利用采集到的一体化数据构建多层次的实景三维模型，融合卫星影像、航空影响、Lidar等多源传感器数据，建立高精度三维地形模型，通过倾斜摄影建立局部精细化实景三维模型，针对海量、多源异构、多模态的时空大数据，进行语义分析和知识抽取，包括空间关系抽取、语义关系抽取、时间关系抽取等，抽取完成地理实体时空知识构建，并经由开放地理语义网、行业知识图谱等等进行知识合并，从而形成完整的地理知识图谱。

根据本发明，通过对地理实体模型的语义信息进行分析，抽取实体空间关系、语义关系、时间关系，能够自动构建地理实体时空知识图谱，通过实体对齐、实体链接、实体消歧，与开放地理语义网、行业知识图谱合并；能够实现地理知识的语义搜索、多维度查询、关联分析、知识推理等功能。

综上，尽管依据具体实施方式对本发明做出详细的描述，然而，本领域技术人员懂得，该描述是示例性的，其能够在本发明的基础上做出各种修饰和变更，以及不同应用场景的表达，只要不脱离本发明的宗旨和精神，这些修饰和变更以及不同场景的表达均应落入本发明的保护范畴之内，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种地理实体数据库用户定制化方法，包括如下步骤：

（1）采集并整理用户需求数据，

（2）抽取地理实体时空知识构建地理实体时空知识图谱，

2.如权利要求1所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（1）包括，用户将用户需求展示出来，并对该用户需求进行分析、归纳，以及对该用户需求的可扩展性需求进行探索。

3.如权利要求1所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（2）中，通过对地理实体数据进行空间关系、语义关系、时间关系的语义分析和关系抽取多维度信息，从而完成地理实体时空知识图谱构建。

4.如权利要求1所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（3）中，所述外部知识图谱包括开放地理语义网和行业知识图谱。

5.如权利要求1所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（3）中，经与开放地理语义网、行业知识图谱进行实体对齐、实体连接、实体消歧，以进行知识合并，从而形成完整的地理知识图谱。

6.如权利要求1所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（5）中，基于知识图谱构建的地理实体数据库，实现可视化数据、语义信息、实体对象、专题集的提取。

7.如权利要求1所述的地理实体数据库用户定制化方法，其特征在于，上述步骤（8）中，所述场景呈现包括三维可视化场景呈现、信息/知识查询显示、分析推理功能实现。