面向自然語言的虛擬地理場景重構方法

《面向自然語言的虛擬地理場景重構方法》是依託南京師範大學，由張雪英擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向自然語言的虛擬地理場景重構方法
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張雪英
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

自然語言和虛擬地理場景是兩種重要的地理場景表達手段，在數據的豐富性、表達的直觀性、認知的習慣性、套用的普及性等方面各有所長。本項目針對自然語言中地理場景描述的非結構化、定性化和不確定性等特點，構建地理場景信息標註體系和大規模標註語料庫，探討中文文本中地理場景信息的抽取和語義解析方法；研究基於蟻群算法的地理場景空間布局草圖生成算法，提出文-圖-景的匹配模型，設計多重一致性約束的地理場景時空屬性動態配置方法。通過解決自然語言中地理場景信息結構化、形式化、圖形化、空間化和個性化過程中的關鍵科學問題，實現從自然語言到虛擬地理場景的語義映射，形成由粗到精、虛實結合的地理場景動態重構機制，以進一步揭示地理場景的空間認知模式和自然語言描述習慣，促進虛擬地理場景在地理學研究、智慧城市、影視製作、人文歷史文化資源可視化等領域的普及套用。

結題摘要

自然然語言和虛擬地理場景是兩種重要的地理場景表達手段，在數據的豐富性、表達的直觀性、認知的習慣性、套用的普及性等方面具有顯著的優勢互補特性。本項目通過分析自然語言中地理場景描述的非結構化、定性化和不確定性等特點，借鑑自然語言處理、機器學習、地理信息科學等領域的理論與方法，突破了自然語言中地理場景信息“結構化、形式化、圖形化、空間化和個性化”過程中的關鍵科學問題，進一步深入揭示了地理場景的空間認知和自然語言描述規律。本項目提出了地理場景的分類體系、要素“六域模型”和信息表達框架，探討了地理學語言從“地圖”發展為“地理場景”的可能性；制定了面向自然語言的地理場景標註規範和語料庫，構建了自然語言中“時間、地點、人物、事物、事件、現象”要素和關係的信息抽取模型（包括深度信念網路、條件隨機場、支持向量機等），提出了基於區域等級和認知約束的地理語義消歧方法，解決了自然語言中地理場景信息的結構化和統一化表達問題；以地理場景分類體系、常識庫、符號庫和結構模板庫為知識庫，提出了基於蟻群算法的地理場景空間布局最佳化方法，解決了地理場景的“文—圖”轉換問題；構建了地理概念相似度、空間關係相似度和空間結構相似度計算模型，解決了地理場景“圖-景”轉換問題；設計了多重一致性約束的時空匹配模型和算法，解決了由“粗”到“精”、“虛實結合”的地理場景重構問題；以公安案事件和社交網路為例，研發原型系統並進行實驗驗證分析。本項目共申請2項專利和8項軟體著作權，發表代表性學術論文3篇，培養畢業博士生2名和碩士生9名，獲得1項部省級科技進步三等獎，組織20多人次國內外學術交流。研究成果成功套用於統一時空框架建設、歷史文化的虛實再現、案事件場景重建和社交網路平台等領域，取得了較好的社會效益和經濟價值，將在地理大數據資源挖掘與利用中發揮重要作用。更為重要的是，該研究是套用跨學科知識解決地理信息科學基礎問題的一次重要探索。