中文文本中空间关系词汇的语义解析模型研究

摘要

空间关系是人们表达、描述客观世界的一个重要工具，历来是地理信息科学研究的重要议题。自然语言中空间语言建模在语言学、自然语言理解、动画制作和GIS领域具有重要的理论意义和实用价值。在GIS领域，空间关系语言建模，以地理空间概念的规范化形式为基础，利用自然语言和数学的方法，形成空间关系表达理论，建立空间关系计算模型，有助于实现GIS和自然语言的语义集成，并应用于GIS的人工智能、空间推理、智能地理信息服务等方面。
　　本文以自然语言的空间关系描述机制分析为基础，以中文文本中的空间关系词汇为研究对象，综合考虑空间关系词汇的功能特征、几何特征，提出了与其相映射的语义解析模型，并应用到语用环境中加以验证。主要内容包括有以下四个方面：
　　(1)空间关系词汇的分类：本文以从中文文本中归纳总结出的空间关系词汇语料库为数据源，对每个词汇按照空间关系类型和词汇词性的组合约束形式进行划分、归类，制定空间关系词汇表。
　　(2)空间关系词汇与地理要素类型的约束关系构建：空间关系词汇能够反映地理实体和相互之间空间关系的状态，对空间关系的表达具有强烈的指示作用。本文应用Overlap方法计算空间关系词汇和地理要素类型的关联度，以地理要素分类体系中概念的语义相关性对其进行扩展，最终建立知识库。
　　(3)空间关系词汇的几何解析模型：本文以九交模型为基础，基于空间关系词汇与地理要素类型的约束关系，将地理要素抽象为几何要素，从空间语义表达的角度，构建简单二元空间拓扑关系的几何解析模型。以锥形八方向模型为基本模型，结合TPCC和GPCC模型，研究了地理实体之间的空间方位关系。基于地理实体的几何要素，选取恰当的空间方向参考框架，综合方向约束、拓扑约束和距离约束三个方面，构建空间方位词汇的几何解析模型。
　　(4)应用案例：本文从两个方面探讨了空间关系词汇语义解析模型的应用。①文本中地名的模糊空间建模：针对模糊地名的自然语言描述，将语义解析模型应用到中文文本的实际语用环境中，对描述语句逐一可视化表达，叠加可视化表达的区域，则重合区域视为模糊地名的近似上下边界。②GIS空间关系的自然语言描述：针对空间中任意两个地理实体，应用语义解析模型解析空间关系，并选取适当的空间关系词汇和句法模型来描述。

目录

文摘

英文文摘

图目录

表目录

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 GIS空间关系描述与表达

1.2.2 自然语言中空间关系描述与表达

1.2.3 面向自然语言的空间关系计算模型

1.2.4 存在问题分析

1.3 研究内容与技术路线

1.4 论文组织

第2章 空间关系词汇与地理实体要素类型的约束关系

2.1 空间关系词汇分类

2.1.1 拓扑关系词汇

2.1.2 绝对方向词汇

2.1.3 相对方向词汇

2.1.4 距离关系词汇

2.2 空间关系词汇与地理要素类型的约束关系

2.2.1 空间关系词汇的地理语义约束

2.2.2 空间关系词汇与地理要素类型的约束关系构建

2.2.3 实验及实例分析

2.2.4 知识表达

2.3 本章小结

第3章 拓扑词汇的几何解析模型

3.1 技术流程

3.2 拓扑词汇的几何语义解析模型

3.2.1 端点位置类

3.2.2 沿线类

3.2.3 地理实体相汇类

3.3 本章小结

第4章 空间方位词汇的几何解析模型

4.1 技术流程

4.2 空间方向的参考框架

4.3 绝对方位词汇的几何语义解析模型

4.3.1 空间方向参考

4.3.2 几何语义解析模型

4.4 本章小结

第5章 空间关系词汇语义解析模型的应用

5.1 应用示例一：文本中地名的模糊空间建模

5.2 应用案例二：GIS空间关系的自然语言描述

5.3 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 主要创新点

6.3 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文与研究成果

致谢