一种面向自然语言交互的遥感查询分析方法及系统与流程

本发明涉及遥感，特别是涉及一种面向自然语言交互的遥感查询分析方法及系统。

背景技术：

1、随着遥感技术的发展，遥感影像在生态监测、海岸带分析、湿地保护及红树林监测等领域得到了广泛应用。通过遥感影像能够对地表植被状态、生态环境变化以及土地覆盖变化进行长期连续观测，从而为生态环境保护和资源管理提供数据支持。

2、近年来，随着高分辨率商业遥感影像的发展，遥感监测逐渐由低分辨率、大范围监测向高分辨率、精细化监测方向发展。例如，planet 等商业遥感平台能够提供米级甚至亚米级遥感影像，使红树林、湿地及海岸带等复杂地物的精细化监测成为可能。

3、在遥感分析过程中，通常需要对遥感影像进行指数计算、变化分析、时序分析及空间统计。例如，通过植被指数能够对植被绿度、植被覆盖度及植被活力进行定量分析，从而实现红树林生态状态监测。

4、传统遥感系统通常仅保存遥感影像文件或统计结果，无法对研究区、年份、遥感指数、植被状态及影像路径之间的关系进行统一组织，因此难以实现遥感知识关联查询和知识推理。传统遥感系统通常采用关键词匹配方式进行查询。当用户采用不同表达方式时，系统容易出现检索失败。例如：“植被活力最高”、“红树林长势最好”、“vari最高年份”，虽然语义相近，但由于关键词不同，传统系统难以完成准确匹配。

5、目前，人工智能技术也逐渐应用于遥感领域。部分研究开始采用机器学习、深度学习及大语言模型对遥感数据进行分析，以提高遥感信息提取效率。但是，现有大语言模型虽然具备自然语言生成能力，但缺乏真实遥感知识支撑，容易生成与真实遥感数据不一致的分析结果，导致遥感问答可靠性不足。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可信度高、可溯源的面向自然语言交互的遥感查询分析方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种面向自然语言交互的遥感查询分析方法，包括：

3、获取遥感数据，对所述遥感数据进行预处理，得到标准化遥感数据，所述标准化遥感数据包括：标准化遥感影像、研究区名称、年份信息、标准化遥感影像路径、矢量边界路径、遥感元数据；

4、根据所述标准化遥感数据生成遥感处理结果集，所述遥感处理结果集包括遥感指数、遥感指数时序统计结果、遥感指数栅格、遥感指数栅格路径、遥感可视化图像、遥感可视化图像路径；

5、基于所述标准化遥感数据和所述遥感处理结果集构建遥感知识图谱，所述遥感知识图谱中的实体至少包括：研究区实体、年份实体、年度遥感观测实体、遥感指数实体、植被状态实体、遥感影像实体、遥感路径实体，所述遥感知识图谱中的关系至少包括：研究区包含年度观测、年度观测对应遥感指数、年度观测对应标准化遥感影像、年度观测对应遥感指数栅格、年度观测对应遥感可视化图像、研究区存在时序变化；

6、根据所述遥感知识图谱提取实体的知识结果，并根据所述知识结果生成采用自然语言方式描述的遥感知识文档；对所述遥感知识文档进行向量化处理，生成对应的高维语义向量，将所述高维语义向量存入向量数据库；

7、接收用户自然语言问题，对所述用户自然语言问题进行语义解析，得到查询参数；

8、根据所述查询参数在向量数据库中进行语义检索，返回与用户问题语义最接近的遥感知识文档；

9、根据所述查询参数通过所述知识图谱查询得到对应的结构化结果；

10、根据所述用户自然语言问题、所述遥感知识文档和所述结构化结果构建提示词，将所述提示词输入大模型中得到分析结果和所述分析结果对应的标准化遥感影像路径、遥感指数栅格路径或遥感可视化图像路径；

11、根据所述分析结果对应的标准化遥感影像路径、遥感指数栅格路径、遥感可视化图像路径，读取对应的标准化遥感影像、遥感指数栅格或遥感可视化图像进行显示。

12、本发明还提供一种面向自然语言交互的遥感查询分析系统，包括：

13、遥感数据获取模块，用于获取遥感数据，对所述遥感数据进行预处理，得到标准化遥感数据，所述标准化遥感数据包括：标准化遥感影像、研究区名称、年份信息、标准化遥感影像路径、矢量边界路径、遥感元数据；

14、遥感指数计算模块，用于根据所述标准化遥感数据生成遥感处理结果集，所述遥感处理结果集包括遥感指数、遥感指数时序统计结果、遥感指数栅格、遥感指数栅格路径、遥感可视化图像、遥感可视化图像路径；

15、知识图谱构建模块，用于基于所述标准化遥感数据和所述遥感处理结果集构建遥感知识图谱，所述遥感知识图谱中的实体至少包括：研究区实体、年份实体、年度遥感观测实体、遥感指数实体、植被状态实体、遥感影像实体、遥感路径实体，所述遥感知识图谱中的关系至少包括：研究区包含年度观测、年度观测对应遥感指数、年度观测对应标准化遥感影像、年度观测对应遥感指数栅格、年度观测对应遥感可视化图像、研究区存在时序变化；并用于根据查询参数通过所述知识图谱查询得到对应的结构化结果；

16、向量检索模块，用于根据所述遥感知识图谱提取实体的知识结果，并根据所述知识结果生成采用自然语言方式描述的遥感知识文档；对所述遥感知识文档进行向量化处理，生成对应的高维语义向量，将所述高维语义向量存入向量数据库；并用于根据查询参数在向量数据库中进行语义检索，返回与用户问题语义最接近的遥感知识文档；

17、大语言模型推理模块，用于对用户自然语言问题进行语义解析，得到查询参数；根据所述用户自然语言问题、所述遥感知识文档和所述结构化结果构建提示词，将所述提示词输入大模型中得到分析结果和所述分析结果对应的标准化遥感影像路径、遥感指数栅格路径或遥感可视化图像路径；

18、多模态影像调度与可视化交互模块，用于接收用户自然语言问题；并用于展示分析结果和对应的标准化遥感影像、遥感指数栅格或遥感可视化图像。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

20、本发明将研究区、年份、遥感指数、植被状态、遥感影像路径等信息构建为知识图谱节点和关系，使原本分散存储的遥感影像、统计结果和路径信息形成可查询、可关联、可推理的结构化知识网络，从而提高遥感知识管理效率。并且，本发明采用向量 rag 检索方式，将遥感知识文本转换为语义向量并存储于向量数据库中，使系统不仅能够进行关键词匹配，还能够根据语义相似性检索相关遥感知识，从而提高检索准确性。在本发明中，先从知识图谱和向量数据库中检索真实遥感数据，再将检索结果作为上下文输入大语言模型，使模型基于真实遥感影像、指数结果和知识图谱关系生成回答，从而提高遥感问答结果的可靠性和可解释性。此外，本发明将遥感影像路径、遥感指数栅格路径、遥感可视化图像路径等写入知识图谱和根据向量数据库生成的rag文档中，能够对用户的提问显示对应遥感影像，减少人工查找和加载影像的操作步骤。另外，本发明还能够对多年度遥感指数结果进行统一管理和智能分析，从而提高遥感时序分析效率。此外，本发明通过交互模块，使用户仅通过自然语言即可完成遥感知识查询、遥感影像调取、植被状态分析和变化趋势分析，降低了普通用户使用遥感分析系统的难度。本发明将遥感数据处理、遥感指数计算、知识图谱构建、向量检索、大语言模型推理和可视化交互集成为完整技术链路，实现了从遥感数据输入到智能问答输出的一体化处理，提升了系统自动化程度和工程应用价值。