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《南京师范大学》 2015年
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面向自然语言的空间位置信息形式化表达方法

陈晓丹  
【摘要】:如何以计算机可以直接理解的形式对空间位置信息进行系统、规范的抽象与表达,是地理信息科学的重要基础理论问题。解决问题的关键在于如何将计算机求解问题的途径和地学问题求解的信息需求进行有机结合。空间位置信息作为地理信息最为基础的组成要素,对其描述模式进行抽象和形式化表示,是计算机求解问题的高效途径,而形式语言提供了一种对事物及其联系进行抽象表达的形式化工具。本文以自然语言为切入点,围绕空间位置信息“特征化-模式化-形式化”的技术路线,对空间位置信息形式化表达理论与方法进行了探索性研究。主要研究内容和结论包括以下几个方面:(1)自然语言中空间位置信息描述模式构建通过丰富与完善空间位置信息的定义与内涵,剖析了空间位置信息的基本组成要素,建立了空间位置信息的要素分类体系;分析了自然语言中空间位置信息的尺度、时空、模糊性和多样性等描述特点;以大规模空间位置信息标注语料为基础,针对空间位置信息的描述特点,系统归纳并采用图文结合的方式阐述了自然语言中28种空间位置信息描述模式,实现了空间位置信息从文本到规范化、结构化的表达形式的转换。(2)基于形式语言的空间位置信息形式化表达构建了空间位置信息从要素到模式、从定量到定性、从静态到动态的多层次形式化表达机制。在空间位置信息概念形式化定义的基础上,采用描述逻辑语言重点对空间位置信息组成要素中“空间对象、空间关系、属性信息、时间信息”要素进行形式化表达;以一阶谓词逻辑为基础,对由不同类型要素组合而成的空间位置信息描述模式进行形式化表达;以庐山为例,通过对实例文本中空间位置信息描述内容的模式类型划分,将不同描述模式转换为相对应的形式化描述,实现空间位置信息描述从“文本—形式化—图形化”的一体化表达。研究表明,自然语言和G1S中空间位置信息表达在空间参照、几何形态、定位、模糊性等方面存在较为显著的差异。通过自然语言中空间位置信息的形式化表达,有助于系统、深入揭示人类有关空间位置的认知和语言表达规律。特别是,大规模语料为空间位置信息描述模式的研究提供了较为完备的数据支撑;形式语言为自然语言中空间位置信息的多层次形式化提供了统一的数学符号系统和严密的逻辑表达系统,能够较为完善地表达空间位置信息描述的多样性和要素关系的复杂性,为进一步开展地理信息的形式化表达与计算奠定了基础。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P208

【参考文献】
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【相似文献】
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