CN117668500B - 基于gis的城市地下空间资源评估方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于GIS的城市地下空间资源评估方法，涉及智能化资源评估技术领域。方案通过GIS软件对与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库；从城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素；提取待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量；以及，基于影响要素全局语义特征向量，确定待评估区域的空间资源潜力等级。这样，利用GIS技术对现有空间资源数据进行整合和更新，并利用自然语言处理技术来对空间资源潜力影响因素进行语义分析，通过这样的方式来实现对城市地下空间资源的开发利用潜力进行智能化评价。
Description
技术领域
本申请涉及智能化资源评估技术领域，并且更具体地，涉及一种基于GIS的城市地下空间资源评估方法。
背景技术
城市地下空间资源是指城市地下空间所具有的可供人类开发利用的各种资源。城市地下空间资源的开发利用不仅可以提高城市的空间效率，缓解城市的土地压力，还可以改善城市的生态环境，提高城市的安全性和韧性。
然而，由于城市地下空间资源的特殊性和复杂性，其评估方法还不够成熟，导致城市地下空间资源的潜力没有得到充分挖掘和合理利用。因此，期待一种优化的城市地下空间资源评估方案。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请提供了一种基于GIS的城市地下空间资源评估方法，GIS，即地理信息科学，是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科。利用GIS技术对现有空间资源数据进行整合和更新，并利用自然语言处理技术来对空间资源潜力影响因素进行语义分析，通过这样的方式来实现对城市地下空间资源的开发利用潜力进行智能化评价。
第一方面，提供了一种基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其包括：
收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据；
通过GIS软件对与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库；
从城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素；
提取待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量；
以及基于影响要素全局语义特征向量，确定待评估区域的空间资源潜力等级。
与城市地下空间资源相关的数据包括地形地貌、地质地层、水文、地下建筑物、地下管线、地下空间利用现状、城市规划、发展战略、人口密度和交通流量。
空间资源潜力影响因素包括地质条件、水文条件、工程技术、经济效益。
提取待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量，包括：
对待评估区域的空间资源潜力影响因素中的各个数据项进行语义编码以得到多个影响因素语义编码特征向量；
计算多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重；
及以影响权重作为权重，来融合多个影响因素语义编码特征向量以得到影响要素全局语义特征向量。
计算多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重，包括：
以如下权重公式计算多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重；
其中，权重公式为：
其中，A是1×的矩阵，/>是影响因素语义编码特征向量的维度，B是1×/>的矩阵，/>是各个影响因素语义编码特征向量的维度，/>是Sigmoid函数，/>是影响因素语义编码特征向量，/>是多个影响因素语义编码特征向量中第/>个影响因素语义编码特征向量，/>是第/>个影响权重的值。
基于影响要素全局语义特征向量，确定待评估区域的空间资源潜力等级，包括：
将影响要素全局语义特征向量通过分类器以得到分类结果，分类结果用于表示待评估区域的空间资源潜力等级标签。
还包括训练步骤：对分类器进行训练。
训练步骤，包括：
获取训练数据，训练数据包括待评估区域的训练空间资源潜力影响因素，以及，待评估区域的空间资源潜力等级标签的真实值；
对待评估区域的训练空间资源潜力影响因素中的各个训练数据项进行语义编码以得到多个训练影响因素语义编码特征向量；
计算多个训练影响因素语义编码特征向量中各个训练影响因素语义编码特征向量相对于多个训练影响因素语义编码特征向量作为整体的训练影响权重；
以训练影响权重作为权重，来融合多个训练影响因素语义编码特征向量以得到训练影响要素全局语义特征向量；
对训练影响要素全局语义特征向量进行训练优化以得到优化后训练影响要素全局语义特征向量；
将优化后训练影响要素全局语义特征向量通过分类器以得到分类损失函数值；
以分类损失函数值来对分类器进行训练。
对比现有技术，本申请提供的基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据；通过GIS软件对与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库；从城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素；提取待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量；以及，基于影响要素全局语义特征向量，确定待评估区域的空间资源潜力等级。这样，利用GIS技术对现有空间资源数据进行整合和更新，并利用自然语言处理技术来对空间资源潜力影响因素进行语义分析，通过这样的方式来实现对城市地下空间资源的开发利用潜力进行智能化评价。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估方法的流程图；
图2为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估方法的架构示意图；
图3为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估系统的框图；
图4为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估方法的场景示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。
在本申请实施例记载中，需要说明的是，除非另有说明和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例可以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
城市地下空间资源指的是城市地下所具有的各种可供人类开发利用的资源。这些资源包括但不限于以下几个方面：城市地下可以建设各种地下建筑，如地下商场、地下停车场、地下车站、地下通道等，这些地下建筑可以有效利用地下空间，提供额外的商业、交通和服务设施，缓解地上土地的压力，改善城市的功能和便利性。城市地下蕴藏着丰富的地下水资源，可以通过开发井、地下水库、地下水管网等方式进行利用，这些地下水资源可以用于城市的供水、灌溉和工业用水，满足城市的水资源需求。城市地下可能蕴藏着各种矿产资源，如石油、天然气、煤炭、金属矿等，通过勘探和开采这些地下矿产资源，可以为城市提供能源和原材料，支持城市的经济发展。城市地下存在地热能资源，通过地热能开发利用，可以提供供暖、供冷和发电等服务，地下热能资源是一种可再生能源，利用它可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染。城市地下可以用作储存空间，如地下仓库、地下库房、地下储罐等，这些地下储存空间可以用于存放货物、物资和能源，提供城市的供给保障和应急储备。城市地下可以开发建设地下绿化空间，如地下公园、地下花园、地下景观等，通过地下绿化，可以增加城市的绿色面积，改善城市的生态环境，提高居民的生活质量。
开发利用城市地下空间资源可以有效提高城市的空间利用效率，缓解城市的土地压力，改善城市的生态环境，提高城市的安全性和韧性。同时，合理开发利用地下空间资源还可以为城市带来经济收益，推动城市的可持续发展。
由于城市地下空间资源的特殊性和复杂性，其评估方法目前还不够成熟，这导致城市地下空间资源的潜力没有得到充分挖掘和合理利用。评估城市地下空间资源需要涉及多个学科领域的知识和专业技术，包括地质学、地下工程学、环境科学、经济学等，由于城市地下空间的特殊性，需要综合考虑地下地质条件、地下水位、地下水文地质特征、地下建筑工程技术等因素，以及社会、经济和环境等方面的影响因素。
评估城市地下空间资源需要收集和分析大量的数据，包括地质勘探数据、地下水位监测数据、地下水质监测数据、地下建筑使用情况数据等，这些数据可以用于评估地下空间资源的储量、可利用性、可持续性等指标，为决策提供科学依据。合理评估城市地下空间资源需要进行空间规划和管理，这包括确定地下空间的功能定位、合理划定地下空间的使用范围和开发限制，以及建立地下空间资源管理机制和政策法规，确保地下空间资源的合理利用和可持续发展。
评估城市地下空间资源需要不断推动技术创新和应用，例如，地下勘探技术、地下建筑工程技术、地下水资源开发利用技术等方面的创新可以提高评估的准确性和可靠性，为地下空间资源的合理利用提供支持。在评估城市地下空间资源时，可以借鉴其他城市的经验和成功案例，通过分享不同城市的实践经验，可以加快评估方法的发展和推广，促进城市地下空间资源的充分挖掘和合理利用。
因此，在本申请中，提供一种优化的城市地下空间资源评估方案。
图1为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估方法的流程图。图2为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估方法的架构示意图。如图1和图2所示，所述基于GIS的城市地下空间资源评估方法，包括：110，收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据；120，通过GIS软件对所述与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库；130，从所述城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素；140，提取所述待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量；以及，150，基于所述影响要素全局语义特征向量，确定所述待评估区域的空间资源潜力等级。
在所述步骤110中，收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据。收集数据时，需要确保数据的准确性、完整性和可靠性，选择可靠的数据来源，如地质调查报告、地下水位监测数据、地下建筑使用情况数据等。同时，要注意数据的时效性，确保使用的数据是最新的。通过收集和整理各种相关数据，可以建立起城市地下空间资源的数据基础，为后续评估和决策提供可靠的信息支持。
在所述步骤120中，通过GIS软件对所述与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库。在使用GIS软件进行数据存储、管理和更新时，确保数据的空间准确性和一致性。正确设置地理坐标系统和数据投影，确保数据在地理空间上的正确位置。同时，要定期更新数据，及时反映地下空间资源的变化情况。通过GIS软件的应用，可以将城市地下空间资源相关的数据进行有效的存储、管理和更新，构建起城市地下空间资源数据库，这样可以方便对数据进行查询、分析和可视化，为评估和规划提供支持。
在所述步骤130中，从所述城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素。在提取待评估区域的空间资源潜力影响因素时，根据评估的目标和需求，选择合适的指标和参数，这些指标和参数可以包括地下地质条件、地下水位、地下水质、地下建筑使用情况、地下矿产资源等因素。通过提取待评估区域的空间资源潜力影响因素，可以了解该区域的地下资源情况和潜力，为后续的评估和决策提供基础信息。
在所述步骤140中，提取所述待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量。在提取影响要素的语义特征时，可以利用自然语言处理和数据挖掘等技术方法，通过分析和处理相关文本数据、专家知识或领域专业规范，提取关键词、主题、关联关系等语义特征，形成影响要素的全局语义特征向量。通过提取影响要素的语义特征，可以更好地理解和描述待评估区域的空间资源潜力影响因素，有助于对各个因素的重要性和相互关系进行综合分析和评估。
在所述步骤150中，基于所述影响要素全局语义特征向量，确定所述待评估区域的空间资源潜力等级。在确定空间资源潜力等级时，可以根据全局语义特征向量的分析结果，采用定量或定性的方法进行评估，可以设置评估指标和评分标准，根据不同因素的权重和重要性，对待评估区域的空间资源潜力进行等级划分。通过确定空间资源潜力等级，可以对待评估区域的地下空间资源进行分类和排序，指导后续的规划和决策，有助于合理利用地下空间资源，推动城市的可持续发展。
针对上述技术问题，本申请的技术构思是利用GIS技术对现有空间资源数据进行整合和更新，并利用自然语言处理技术来对空间资源潜力影响因素进行语义分析，通过这样的方式来实现对城市地下空间资源的开发利用潜力进行智能化评价。
通过GIS技术，可以将各种与城市地下空间资源相关的数据进行整合和存储，构建起城市地下空间资源数据库，这些数据可以包括地质调查数据、地下水位数据、地下建筑使用数据等，通过GIS软件的功能，可以对数据进行更新和管理，确保数据库的时效性和准确性。利用GIS技术，可以对城市地下空间资源数据进行空间分析和可视化，通过空间分析，可以探索不同地区的地下资源分布、储量情况等。同时，通过可视化技术，可以将数据以地图、图表等形式展示，直观地呈现地下空间资源的潜力和分布情况。
利用自然语言处理技术，可以对城市地下空间资源相关的文本数据进行语义分析，通过分析文本中的关键词、主题、句法结构等，可以提取出影响要素的语义特征，有助于更好地理解和描述待评估区域的空间资源潜力影响因素。结合GIS技术和自然语言处理技术，可以实现对城市地下空间资源的智能化评价，通过对影响要素的语义特征进行综合分析和评估，可以得到待评估区域的空间资源潜力等级，为城市地下空间资源的开发和利用提供了决策支持，帮助决策者更准确地了解地下空间资源的潜力和价值。利用GIS技术和自然语言处理技术，可以提高城市地下空间资源评估的准确性和效率，通过自动化的数据整合和更新，减少了人工操作的错误和时间成本。同时，通过语义分析，可以更全面地考虑影响要素的语义关联，提高评估结果的准确性和可靠性。
基于此，在本申请的技术方案中，首先收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据，其中，所述与城市地下空间资源相关的数据包括地形地貌、地质地层、水文、地下建筑物、地下管线、地下空间利用现状、城市规划、发展战略、人口密度和交通流量；接着，通过GIS软件对所述与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库；然后，从所述城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素，其中，所述空间资源潜力影响因素包括地质条件、水文条件、工程技术、经济效益。
进一步地，对所述待评估区域的空间资源潜力影响因素中的各个数据项进行语义编码以得到多个影响因素语义编码特征向量。也就是，通过语义编码将这些数据项转化为统一的向量表示，便于后续对数据进行处理与分析。此外，语义编码操作还可以提取各个数据项的语义信息，使得特征向量更具有可解释性和表达能力。
在本申请的一个具体实施例中，提取所述待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量，包括：对所述待评估区域的空间资源潜力影响因素中的各个数据项进行语义编码以得到多个影响因素语义编码特征向量；计算所述多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于所述多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重；及，以所述影响权重作为权重，来融合所述多个影响因素语义编码特征向量以得到所述影响要素全局语义特征向量。
首先，通过对待评估区域的空间资源潜力影响因素进行语义编码，可以将各个数据项转化为具有语义含义的向量表示，这样的编码能够更好地捕捉数据项之间的关联和特征，提高对影响因素的理解和描述能力。然后，计算各个影响因素语义编码特征向量相对于整体的影响权重，可以量化不同影响因素在评估中的重要性。通过计算权重，可以更准确地反映不同影响因素对空间资源潜力的贡献程度，进一步提高评估结果的准确性和可靠性。
接着，通过融合多个影响因素语义编码特征向量，根据计算得到的影响权重进行加权融合，可以得到影响要素全局语义特征向量，影响要素全局语义特征向量综合考虑了各个影响因素的重要性和相互关系，更全面地描述了待评估区域的空间资源潜力。通过得到影响要素全局语义特征向量，可以进行综合评估和决策支持，根据影响要素全局语义特征向量的分析结果，可以确定待评估区域的空间资源潜力等级，指导后续的规划和决策，这样的综合评估和决策支持能够提高评估的科学性和实用性，推动城市地下空间资源的合理利用。
通过对影响因素进行语义编码、计算影响权重，并融合特征向量得到影响要素全局语义特征向量，可以提高评估的准确性、可靠性和决策支持能力，为城市地下空间资源的开发利用提供更科学的评价方法。
随后，计算所述多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于所述多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重；并以所述影响权重作为权重，来融合所述多个影响因素语义编码特征向量以得到影响要素全局语义特征向量。
在本申请的一个具体实施例中，计算所述多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于所述多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重，包括：以如下权重公式计算所述多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于所述多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重；其中，所述权重公式为：
其中，A是1×的矩阵，/>是所述影响因素语义编码特征向量的维度，B是1×/>的矩阵，/>是各个所述影响因素语义编码特征向量的维度，/>是Sigmoid函数，/>是所述影响因素语义编码特征向量，/>是所述多个影响因素语义编码特征向量中第/>个影响因素语义编码特征向量，/>是第/>个所述影响权重的值。
这里，应可以理解，在城市地下空间资源评估的过程中，不同的影响因素可能对待评估区域的空间资源潜力具有不同的重要性和贡献度。通过计算各个影响因素语义编码特征向量相对于整体的影响权重，可以量化不同因素对空间资源潜力的影响程度。这样一来，在融合各个影响因素语义编码特征向量时，可以根据各个因素的权重来调整其在融合结果中的贡献程度，更精确地反映不同因素的影响，使得每个特征的贡献都能够得到合理的考虑，避免某些特征的影响被忽略或过度强调。
继而，将所述影响要素全局语义特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示待评估区域的空间资源潜力等级标签。在本申请的一个具体示例中，空间资源潜力等级可以分为高潜力等级、中等潜力等级和低潜力等级。具体来说，高潜力等级表示该区域的空间资源潜力非常大，适合进行大规模的地下建设或开发，这些区域可能具有良好的地质条件、丰富的水资源、较少的地下障碍物等，能够支持各种类型的地下设施或活动。中等潜力等级表示该区域的空间资源潜力一般，适合进行适度规模的地下建设或开发，这些区域可能存在一些地下限制条件或局限性，但仍具备一定的开发潜力，并能够满足一部分地下设施或活动的需求。低潜力等级表示该区域的空间资源潜力较小，不太适合进行大规模的地下建设或开发，这些区域可能存在严重的地质、水文或人工限制，难以满足地下设施或活动的需求。
在本申请的一个具体实施例中，基于所述影响要素全局语义特征向量，确定所述待评估区域的空间资源潜力等级，包括：将所述影响要素全局语义特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示待评估区域的空间资源潜力等级标签。
通过使用分类器，可以自动对待评估区域的空间资源潜力进行评估，并预测相应的潜力等级标签，这样可以减少主观因素的介入，提高评估的客观性和一致性。通过使用分类器，可以基于全局语义特征向量对待评估区域进行分类，从而得到更准确和可靠的空间资源潜力等级标签，分类器可以通过学习训练数据集中的模式和特征，对待评估区域进行分类，提高评估结果的准确性。
通过得到分类结果，可以将待评估区域划分为不同的空间资源潜力等级，为决策者和规划者提供决策支持和规划指导，不同的潜力等级可以指示不同区域的开发潜力和利用方向，有助于合理规划城市地下空间资源的开发和利用。将分类结果以可视化的方式呈现，例如通过地图或图表展示不同潜力等级的区域分布，可以更直观地传达评估结果，有助于与决策者、规划者和其他利益相关者进行沟通和交流，促进共识形成和决策的制定。通过使用分类器进行评估和标签预测，可以收集反馈数据并进行评估结果的验证，有助于不断改进和优化评估方法，提高模型的性能和预测能力，使评估过程更加精确和可靠。
通过使用分类器对影响要素全局语义特征向量进行分类，可以实现自动化评估和标签预测，提高评估的准确性、可靠性和决策支持能力，这种方法可以为城市地下空间资源的合理利用提供科学依据，并促进决策和规划的制定。
在本申请的一个实施例中，所述基于GIS的城市地下空间资源评估方法，还包括训练步骤：对所述分类器进行训练。所述训练步骤，包括：获取训练数据，所述训练数据包括待评估区域的训练空间资源潜力影响因素，以及，所述待评估区域的空间资源潜力等级标签的真实值；对所述待评估区域的训练空间资源潜力影响因素中的各个训练数据项进行语义编码以得到多个训练影响因素语义编码特征向量；计算所述多个训练影响因素语义编码特征向量中各个训练影响因素语义编码特征向量相对于所述多个训练影响因素语义编码特征向量作为整体的训练影响权重；以所述训练影响权重作为权重，来融合所述多个训练影响因素语义编码特征向量以得到训练影响要素全局语义特征向量；对所述训练影响要素全局语义特征向量进行训练优化以得到优化后训练影响要素全局语义特征向量；将所述优化后训练影响要素全局语义特征向量通过分类器以得到分类损失函数值；以及，以所述分类损失函数值来对所述分类器进行训练。
这里，所述多个训练影响因素语义编码特征向量中的每个训练影响因素语义编码特征向量表达所述待评估区域的训练空间资源潜力影响因素中的相应数据项的编码文本语义特征，这样，通过计算所述多个训练影响因素语义编码特征向量中各个训练影响因素语义编码特征向量相对于所述多个训练影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重，实质上是计算每个训练数据项的编码文本语义特征的文本语义特征分布相对于全体文本语义特征分布的特征分布显著性，这样，在以所述影响权重作为权重，来融合所述多个训练影响因素语义编码特征向量得到所述训练影响要素全局语义特征向量时，可以提升所述训练影响要素全局语义特征向量的局部文本语义特征强化表达效果。
但是，考虑到在局部特征分布强化角度下，融合得到的所述训练影响要素全局语义特征向量的各个特征值在概率密度域下的概率密度表示稀疏化，从而影响通过分类器进行分类时的回归收敛效果。基于此，本申请对所述训练影响要素全局语义特征向量进行优化。具体地，对所述训练影响要素全局语义特征向量进行训练优化以得到优化后训练影响要素全局语义特征向量，包括：以如下优化公式对所述训练影响要素全局语义特征向量进行训练优化以得到所述优化后训练影响要素全局语义特征向量；其中，所述优化公式为：
其中，表示所述训练影响要素全局语义特征向量/>的逐位置平方图，/>为参数可训练的中间权重图，例如基于所述训练影响要素全局语义特征向量/>的分布稀疏化，初始设置为其每个特征值为所述训练影响要素全局语义特征向量/>的特征值集合方差，此外，为所有特征值为1的单位图，/>表示过渡图，/>表示所述过渡图的逐位置平方图，/>表示向量加法，/>表示向量的按位置点乘，/>表示所述优化后训练影响要素全局语义特征向量。
这里，为了优化所述训练影响要素全局语义特征向量的稀疏概率密度在整体概率空间内的分布均匀性和一致性，通过类标准柯西分布式的尾部分布加强机制，来对所述训练影响要素全局语义特征向量/>在高维特征空间内的距离式空间分布进行基于空间角度倾斜式的距离分布优化，以实现所述训练影响要素全局语义特征向量/>的各个局部特征分布的距离弱相关的特征分布空间共振，从而提升所述训练影响要素全局语义特征向量/>整体在概率密度分布层面相对于回归概率收敛的均匀性和一致性，提升分类收敛效果，即分类收敛的速度和分类结果的准确性。
综上，基于本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估方法被阐明，其利用GIS技术对现有空间资源数据进行整合和更新，并利用自然语言处理技术来对空间资源潜力影响因素进行语义分析，通过这样的方式来实现对城市地下空间资源的开发利用潜力进行智能化评价。
在本申请的一个实施例中，图3为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估系统的框图。如图3所示，根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估系统200，包括：空间资源相关的数据获取模块210，用于收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据；数据处理模块220，用于通过GIS软件对所述与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库；影响因素提取模块230，用于从所述城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素；语义特征提取模块240，用于提取所述待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量；以及，空间资源潜力等级确定模块250，用于基于所述影响要素全局语义特征向量，确定所述待评估区域的空间资源潜力等级。
这里，本领域技术人员可以理解，上述基于GIS的城市地下空间资源评估系统中的各个单元和模块的具体功能和操作已经在上面参考图1到图2的基于GIS的城市地下空间资源评估方法的描述中得到了详细介绍，并因此，将省略其重复描述。
如上所述，根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估系统200可以实现在各种终端设备中，例如用于基于GIS的城市地下空间资源评估的服务器等。在一个示例中，根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估系统200可以作为一个软件模块和/或硬件模块而集成到终端设备中。例如，该基于GIS的城市地下空间资源评估系统200可以是该终端设备的操作系统中的一个软件模块，或者可以是针对于该终端设备所开发的一个应用程序；当然，该基于GIS的城市地下空间资源评估系统200同样可以是该终端设备的众多硬件模块之一。
替换地，在另一示例中，该基于GIS的城市地下空间资源评估系统200与该终端设备也可以是分立的设备，并且基于GIS的城市地下空间资源评估系统200可以通过有线和/或无线网络连接到该终端设备，并且按照约定的数据格式来传输交互信息。
图4为根据本申请实施例的基于GIS的城市地下空间资源评估方法的场景示意图。如图4所示，在该应用场景中，首先，收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据（例如，如图4中所示意的C）；然后，将获取的与城市地下空间资源相关的数据输入至部署有基于GIS的城市地下空间资源评估算法的服务器（例如，如图4中所示意的S）中，其中所述服务器能够基于GIS的城市地下空间资源评估算法对所述与城市地下空间资源相关的数据进行处理，以确定所述待评估区域的空间资源潜力等级。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (6)
1.一种基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其特征在于，包括：
收集和整理各种与城市地下空间资源相关的数据；
通过GIS软件对所述与城市地下空间资源相关的数据进行存储、管理和更新以得到城市地下空间资源数据库；
从所述城市地下空间资源数据库提取待评估区域的空间资源潜力影响因素；
提取所述待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量；
以及基于所述影响要素全局语义特征向量，确定所述待评估区域的空间资源潜力等级；
提取所述待评估区域的空间资源潜力影响因素的语义特征以得到影响要素全局语义特征向量，包括：
对所述待评估区域的空间资源潜力影响因素中的各个数据项进行语义编码以得到多个影响因素语义编码特征向量；
计算所述多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于所述多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重；
及以所述影响权重作为权重，来融合所述多个影响因素语义编码特征向量以得到所述影响要素全局语义特征向量；
计算所述多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于所述多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重，包括：
以如下权重公式计算所述多个影响因素语义编码特征向量中各个影响因素语义编码特征向量相对于所述多个影响因素语义编码特征向量作为整体的影响权重；
其中，所述权重公式为：
其中，A是1×的矩阵，/>是所述影响因素语义编码特征向量的维度，B是1×/>的矩阵，/>是各个所述影响因素语义编码特征向量的维度，/>是Sigmoid函数，/>是所述影响因素语义编码特征向量，/>是所述多个影响因素语义编码特征向量中第/>个影响因素语义编码特征向量，/>是第/>个所述影响权重的值。
2.根据权利要求1所述的基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其特征在于，所述与城市地下空间资源相关的数据包括地形地貌、地质地层、水文、地下建筑物、地下管线、地下空间利用现状、城市规划、发展战略、人口密度和交通流量。
3.根据权利要求2所述的基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其特征在于，所述空间资源潜力影响因素包括地质条件、水文条件、工程技术、经济效益。
4.根据权利要求3所述的基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其特征在于，基于所述影响要素全局语义特征向量，确定所述待评估区域的空间资源潜力等级，包括：
将所述影响要素全局语义特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示待评估区域的空间资源潜力等级标签。
5.根据权利要求4所述的基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其特征在于，还包括训练步骤：对所述分类器进行训练。
6.根据权利要求5所述的基于GIS的城市地下空间资源评估方法，其特征在于，所述训练步骤，包括：
获取训练数据，所述训练数据包括待评估区域的训练空间资源潜力影响因素，以及，所述待评估区域的空间资源潜力等级标签的真实值；
对所述待评估区域的训练空间资源潜力影响因素中的各个训练数据项进行语义编码以得到多个训练影响因素语义编码特征向量；
计算所述多个训练影响因素语义编码特征向量中各个训练影响因素语义编码特征向量相对于所述多个训练影响因素语义编码特征向量作为整体的训练影响权重；
以所述训练影响权重作为权重，来融合所述多个训练影响因素语义编码特征向量以得到训练影响要素全局语义特征向量；
对所述训练影响要素全局语义特征向量进行训练优化以得到优化后训练影响要素全局语义特征向量；
将所述优化后训练影响要素全局语义特征向量通过分类器以得到分类损失函数值；
以所述分类损失函数值来对所述分类器进行训练。
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