基于语义与规则的燃气管线到综合管线数据抽取方法研究

摘要

随着地理信息数据应用的越来越广泛，各行业各部门对于数据共享的诉求越来越迫切，但每个行业或部门对数据的要求千差万别，导致在数据共享过程中需要进行大量的数据处理工作，使得很多部门望而却步，严重影响了数据共享。数据抽取在数据仓库、数据库知识发现和数据总体质量管理等方面都有比较成熟的应用，其高效性、便捷性得到广大用户的认可和赞誉。基于此，本文借鉴数据抽取的相关理论，研究一种新的共享数据获取方法，以燃气管线数据为例，实现专业管线到综合管线数据的数据抽取，为共享数据获取开创了一种新形式，大大降低了共享的消耗，提升共享的可操作性。
　　数据共享首先需要解决的就是行业间的语义差异问题，因此本文首先根据国家标准研究了综合管线和燃气管线的数据结构，总结两者的语义描述体系，剖析两者在语义、几何类型、属性结构、拓扑关系等方面的差异，构建专业管线数据描述模型，在此基础上，深入研究两者间对应关系，提炼并建立数据的自动抽取转换规则；设计自适应几何类型和语义规则的动态映射算法，进而实现语义的自动映射；根据几何、拓扑和语义规则，设计开发抽取转换函数，实现燃气管线数据的“一站式”抽取。本文的研究内容与结论如下：
　　(1)总结燃气管线数据向综合管线数据的语义描述体系，构建管线数据描述模型。通过对比两行业数据的结构体系，分析其存在的差异与联系，寻找管线数据抽取的出发点和途径；
　　(2)提炼数据抽取过程中几何、语义、拓扑、约束等方面的转换规则，并设计规则的统一表达形式，方便存储和调用；
　　(3)设计顾及几何类型的语义动态映射算法。能够根据输入的语义集和各语义项对应数据的几何类型自动生成映射结果表，实现源--目语义集的实时动态映射；
　　(4)提出基于语义和规则的数据高效抽取机制。根据燃气数据到综合数据的变化内容，设计抽取函数，利用语义和规则的指导作用，完成图形、属性、拓扑关系的“一站式”处理，实现数据的高度定制。

目录

文摘

英文文摘

图目录

表目录

第1章 绪论

1.1 研究背景与研究意义

1.1.1 论文选题背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 管线数据获取方式研究现状

1.2.2 数据抽取现状研究

1.2.3 语义映射现状研究

1.3 研究目标

1.4 研究内容

1.5 研究方法与技术路线

1.6 论文结构

第2章 燃气与综合管线数据差异性分析

2.1 GIS语义

2.2 燃气管线数据分析及语义描述

2.3 综合管线数据分析及语义描述

2.4 燃气和综合管线数据的差异

2.4.1 几何类型差异

2.4.2 拓扑关系差异

2.4.3 语义差异

2.5 管线数据描述模型

第3章 燃气到综合管线数据抽取规则的建立与表达

3.1 燃气到综合管线数据的抽取规则分类

3.1.1 语义映射规则

3.1.2 几何类型规则

3.1.3 属性约束规则

3.1.4 拓扑关系规则

3.2 抽取规则的形式化表达

3.2.1 规则表达方法研究

3.2.2 抽取规则形式化表达

3.3 抽取规则间关系与存储结构

第4章 燃气到综合管线数据的语义映射

4.1 语义映射

4.1.1 语义映射及其类型

4.1.2 语义差异及映射分析

4.2 顾及几何类型的语义动态映射算法

4.2.1 算法思路

4.2.2 语义映射方法

第5章 基于语义和规则的数据抽取机制研究

5.1 燃气数据抽取过程中的数据变化

5.1.1 几何类型变化

5.1.2 拓扑关系变化

5.1.3 语义变化

5.2 基于语义和规则的数据抽取机制

5.2.1 语义与数据关联机制

5.2.2 抽取过程的规则驱动机制

5.2.3 数据抽取函数实现机制

第6章 燃气数据抽取原型系统的设计与实现

6.1 试验区数据概述

6.2 系统设计

6.3 系统实现

第7章 结论与展望

参考文献

致谢