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《南京师范大学》 2019年
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地理分析模型知识图谱构建与分析方法研究

侯涛  
【摘要】:科技和社会的进步发展,提高了人们对世界的认知,同时促进了描述地理实体与现象本质的地理分析模型的发展。随着数量和种类的增多,地理分析模型的复杂性也越来越高,模型之间的关系也变得更加复杂,这增加了研究者对地理分析模型的研究与应用难度。目前,研究者通常需要借助频繁的文献查找以及应用关联查询才能较为全面的认知相关地理分析模型。本文从地理分析模型发展和应用研究出发,分析模型及相关要素特征,面向演化情景和应用情景设计要素概念框架。以此为基础,分别设计地理分析模型知识图谱的概念模型、逻辑模型和物理模型。选择合适的知识图谱表达方法,实现地理分析模型知识图谱的表达;面向演化情景和应用情景,设计不同的分析方法,深入挖掘模型及相关要素的信息。本文的主要研究内容和成果如下:(1)地理分析模型知识图谱基本要素设计。从地理分析模型的发展和应用出发,分析相关过程所涉及的要素,主要归为五类,分别为模型要素、研究者要素、地点要素、时间要素和事件要素。基于地理分析模型知识图谱的要素,表达地理分析模型的演化情景和地理分析模型的应用情景。(2)地理分析模型知识图谱数据模型设计。基于要素特征和面向演化情景与应用情景的要素表达,分析地理分析模型知识图谱的要素关系,将要素关系分为要素内部演化关系和要素间关系,完成面向演变情景与应用情景的一体化概念模型设计。基于概念模型,分析各要素的主要属性,结合要素演变过程及状态变化,实现要素的逻辑模型设计,结合要素内部演化关系和要素间关系的分析,将这两类关系通过关系逻辑模型进行表达,完成关系逻辑模型设计。从数据存储的方法和数据结构两个方面进行设计,实现地理分析模型知识图谱的结构化存储。最后,融合概念表达、逻辑表达和结构化存储,完成地理分析模型知识图谱的数据模型设计。(3)地理分析模型知识图谱的表达分析方法。结合前文所设计的概念模型、逻辑模型和结构化存储,阐述地理分析模型知识图谱的表达分析内涵,完成情景驱动的地理分析模型知识图谱的表达方法设计,提供要素关系情景的表达分析、演化流程情景的表达分析、演化伴随情景的表达分析、应用统计情景的表达分析以及合作网络情景的表达分析等分析方法,支撑研究者从多个方面了解地理分析模型。(4)地理分析模型知识图谱的实验验证。鉴于地理分析模型发展演化和应用的复杂性,本文选择四种具备有较长发展历史、应用广泛的地理分析模型(SWAT模型、SWMM模型、FVCOM模型、新安江模型)作为研究案例,对本研究所设计的地理分析模型知识图谱构建方法及分析方法进行验证。通过地理分析模型知识图谱的基本要素设计、数据模型设计、表达与分析方法研究以及案例实验,体现了本文所提出的地理分析模型知识图谱构建可行性。本研究在一定程度上能够提升科研人员对地理分析模型的认知能力,帮助研究者较为准确的理解、选择及应用地理分析模型。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P209

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