《基於自然語言互動的地理空間信息認知與模擬表達研究》是依託南京師範大學，由龍毅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於自然語言互動的地理空間信息認知與模擬表達研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：龍毅
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自然語言互動與處理是現代智慧型人機互動理論與技術研究的熱點問題之一。傳統地理空間信息的表達主要基於多維的地圖圖形方式，但是近年來穿戴式GIS和移動GIS的發展使得國內外開始關注更為靈活、更適合輸入的自然語言互動方式在地理信息科學中的套用。和規範的文本語言相比，以聽覺為主導的自然語言互動對地理空間信息的表達既存在相同的定性化和非結構化特徵，但同時又具有更突出的不規範性、更顯著的語境與上下文關係依賴。因此本課題旨在研究空間信息從一維形式的自然語言向多維地圖圖形語言的內在轉換與表達機制，通過先驗地學規律、知識與對象模板的信息增強，更深入地探知空間信息從聽覺到視覺的文-圖轉換模式與空間認知規律，是計算語言學、認知地圖學與地理信息可視化理論研究的重要突破。本研究也是結合大眾通用的自然語言，實現與地理信息領域套用的有機結合，拓展GIS智慧型人機互動和服務方式，是發展新一代以人為本的智慧GIS的重要支撐。
結題摘要
從地理空間信息的自然語言表達向圖形語言表達轉換，是研究地理空間認知和發展自然語言互動、人工智慧在GIS套用的基礎內容之一。項目主要圍繞從語音空間到語言空間，到定量空間最後到圖形空間的轉換機制與方法，著重開展了自然語言獲取與空間信息描述機制、地理空間信息解析與定量轉換、地圖近似模擬表達與套用三個方面的研究。主要成果包括：1、理論上，從地理實體、關係、屬性多個維度對比分析了地理信息的自然語言與圖形語言表達差異，提出了基於自然語言的空間信息描述形式，構建了三元組空間關係和4級屬性關係的描述方式；建立了從語音、自然語言、定量信息到圖形表達的空間信息文-圖轉換框架。2、方法上，主要取得三個方面的研究成果：①在語音-語言空間轉換上，設計了自然語言中包含地理實體、屬性和空間關係的標註規範與語料標註方法，建立了輔助標註系統。結合現有的語音識別引擎，提出了面向地理場景的自然語言獲取和空間信息定位機制，採用文本分類技術和雙向循環神經網路模型，構建了深度文本語義表示模型，實現了包含空間信息的自然語言識別；②在語言-定量空間轉換上，提出了文本地理實體的抽象原則與化簡機制，建立了點、線、面實體間的模糊空間關係（距離、方位與拓撲關係）近似定量轉換模型。採用雙向循環神經網路-條件隨機場模型和預訓練機制，實現了基於模糊語義的自然語言空間信息轉換。通過語義分析，建立地理實體顯性和隱性形態描述與地圖符號視覺變數之間的映射關係，可劃分不同語義模糊度的形狀、尺寸、顏色和方向描述信息；③在定量-圖形空間轉換上，基於視覺變數理論實現了基於實體形態描述的地圖符號表達方法，設計了基於自然語言空間關係的地圖近似表達算法，建立了面向全局的多地理實體位置與空間關係提取與表達機制。3、套用上，提出了地圖相似性評價指標，採用系統自動構建的景區地圖與實際導覽圖相似度達82.43%，驗證了該方法的有效性；初步設計和開發了地理信息文圖轉換的原型系統。
