城市地理语义知识网络的构建方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及地理实体知识图谱技术领域，具体地说，涉及一种城市地理语义知识网络的构建方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.地址数据作为基础的应用数据，与人们的日常生活息息相关，在各行各业及各大领域中都普遍存在。地理实体是智能地理信息智能服务的基础，构建地理知识图谱，可以为各类地理信息服务提供更加丰富完整的地理位置信息。而如何有效利用地理数据的空间及语义关系，实现“数据-信息-知识”的转换，进而实现构建地理知识图谱，是目前面临的一个问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种城市地理语义知识网络的构建方法、系统、设备及存储介质，实现利用地理数据的空间及语义关系，构建地理知识图谱。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种城市地理语义知识网络的构建方法，所述方法包括以下步骤：
5.服务器获取地理实体数据，依据所述地理实体数据构建地理实体数据集；
6.服务器对所述地理实体数据集依据至少一预设特征进行分类，得到分类后的地理实体数据；
7.服务器构建关于地理实体的语义关系模型；
8.服务器基于所述语义关系模型和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系；以及
9.服务器基于图数据库、所述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。
10.可选地，所述地理实体数据包含有属性信息；所述服务器基于图数据库、所述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络，包括：
11.服务器基于图数据库、所述属性信息、所述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。
12.可选地，所述地理实体数据包含有经纬度信息；所述服务器基于所述语义关系模型和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系，包括：
13.服务器基于所述语义关系模型、所述经纬度信息和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系。
14.可选地，所述预设特征包括城市行政区划，所述语义关系模型包括与所述预设特征相关联的层次关系模型；所述服务器基于所述语义关系模型和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系，包括：
15.服务器基于所述层次关系模型和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系。
16.可选地，所述方法还包括步骤：
17.服务器接收用户终端发送的关于地理实体的第一查询请求；
18.服务器基于所述地理知识网络，获取与所述第一查询请求匹配的第二地理实体数据；
19.服务器基于所述第二地理实体数据，对所述第一查询请求进行响应。
20.可选地，所述方法还包括步骤：
21.服务器获取与一地理实体数据相关联的历史搜索行为数据；
22.服务器自所述历史搜索行为数据，提取有效反馈数据；
23.服务器根据所述有效反馈数据，确定需要进行更新的目标地理实体以及对应的语义关系；
24.服务器基于所述目标地理实体以及对应的语义关系，对所述地理知识网络进行更新。
25.可选地，所述方法还包括步骤：
26.服务器接收到用户终端生成的基于所述第二地理实体数据的预设触发信号；
27.服务器基于所述预设触发信号和语义关系中的等价语义关系，重新匹配得到第三地理实体数据，并推荐给用户终端。
28.可选地，所述语义关系模型包括方位关系模型、距离关系模型、拓扑关系模型、归属关系模型和等价关系模型。
29.本发明还提供了一种城市地理语义知识网络的构建系统，用于实现上述城市地理语义知识网络的构建方法，所述系统包括：
30.地理实体数据获取模块，服务器获取地理实体数据，依据所述地理实体数据构建地理实体数据集；
31.地理实体数据分类模块，服务器对所述地理实体数据集依据至少一预设特征进行分类，得到分类后的地理实体数据；
32.语义关系模型构建模块，服务器构建关于地理实体的语义关系模型；
33.语义关系获取模块，服务器基于所述语义关系模型和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系；以及
34.地理知识网络构建模块，服务器基于图数据库、所述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。
35.本发明还提供了一种城市地理语义知识网络的构建设备，包括：
36.处理器；
37.存储器，其中存储有所述处理器的可执行程序；
38.其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行程序来执行上述任意一项城市地理语义知识网络的构建方法的步骤。
39.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储程序，所述程序被处理器执行时实现上述任意一项城市地理语义知识网络的构建方法的步骤。
40.本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：
41.本发明提供的城市地理语义知识网络的构建方法、系统、设备及介质通过构建关于地理实体的语义关系模型，以及对构建的地理实体数据集进行分类，依据分类结果和语
义关系模型确定各个地理实体之间的语义关系，进而基于图数据库实现构建地理知识网络，有利于为各类地理信息服务提供更加丰富完整的地理位置信息。
附图说明
42.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
43.图1为本发明一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建方法的示意图；
44.图2为本发明一实施例公开的城市地理语义知识网络的构建方法中得到的分类结果示意图；
45.图3为本发明一实施例公开的城市地理语义知识网络的构建方法中层次关系模型的结构示意图；
46.图4为本发明另一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建方法的示意图；
47.图5为本发明一实施例公开的城市地理语义知识网络的构建方法中构建的地理知识网络的示意图；
48.图6为本发明另一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建方法的示意图；
49.图7为本发明另一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建方法的示意图；
50.图8为本发明一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建系统的结构示意图；
51.图9为本发明另一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建系统的结构示意图；
52.图10为本发明另一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建系统的结构示意图；
53.图11为本发明另一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建系统的结构示意图；
54.图12为本发明一实施例公开的一种城市地理语义知识网络的构建设备的结构示意图；
55.图13为本发明一实施例公开的一种计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
56.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
57.如图1所示，本发明一实施例公开了一种城市地理语义知识网络的构建方法，该方法包括以下步骤：
58.s110，服务器获取地理实体数据，依据上述地理实体数据构建地理实体数据集。具
体而言，服务器可以利用现有技术获取地理实体数据，比如利用自然语言处理技术从网络信息中提取地理实体，或者根据不同地理实体供应商提供的地理实体数据构建地理实体数据集。
59.s120，服务器对上述地理实体数据集依据至少一预设特征进行分类，得到分类后的地理实体数据。具体而言，示例性地，上述预设特征可以包括城市行政区划或者兴趣点。参考图2，其示出了根据行政区划或者兴趣点(point of interest,poi)分类后的示例性结果。比如，行政区划按照第一层至第六层对地理实体数据集中的地理实体数据进行归类，第一层比如为市/区/县，第二层比如为乡镇街道，第三层比如为社区村，第四层比如为街路巷，第五层比如为栋幢座，第六层比如为单元层室。
60.继续参考图2，依据兴趣点分类后，比如分类为生活处所、交通设施、文化教育、购物中心和金融场所等兴趣点。
61.需要说明的是，本技术该步骤分类时参考的各个预设特征是互相独立的，不相关联的。比如参考的分类预设特征有城市行政区划和兴趣点两个特征，那么得到的两个分类结果也是互相独立的。每个分类特征分类的对象是相同的地理实体数据。该步骤可以依据多个预设特征进行分类。
62.s130，服务器构建关于地理实体的语义关系模型。本实施例中，上述语义关系模型包括层次关系模型、方位关系模型、距离关系模型、拓扑关系模型和归属关系模型和等价关系模型。层次关系模型描述的是一种空间上的上下级语义关系，参考图3，其示例性地公开了一种层次关系模型，其仅公开了三层结构的层次关系，但本技术不限于此种结构。第一层为扬州市，第二层为高邮市、江都区和邗江区，第三层为
××
镇、
××
社区和
××
街道。
63.方位关系模型描述的是地理实体要素之间的相对位置的一类语义关系，可以包含东、西、南、北、东南、西南、东北、西北等关系。
64.拓扑关系模型描述的是地理实体点、线、面之间的邻近和关联程度的一类语义关系，可以包含相邻、旁边、邻接、靠近、对面、分离、相等、楼下，桥下、穿过等多种关系。
65.归属关系模型即为部分/整体关系模型，描述的是地理实体间部分与整体的一类语义关系。比如某个小区具有一期、二期和三期，某座写字楼大厦包含a座、b座和c座。那么上述小区和一期、二期和三期就是整体和部分的关系。
66.距离关系模型描述的是地理实体的远近、亲疏程度的一种语义关系，可以包含很近、较近、适中、较远、很远等多种关系。
67.等价关系模型描述的是地理实体间等价、相似的一种语义关系。示例性地，比如地理实体黄河就等价于母亲河。地理实体北京交通大学等价于地理实体北交大，也等价于地理实体北京交大。
68.s140，服务器基于上述语义关系模型和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系。
69.在一实施例中，语义关系模型和最终确定的地理实体之间的语义关系是一一对应的，确定的所有语义关系组合形成一语义关系集合。后续步骤中，基于该语义关系集合，构建地理知识网络。
70.本实施例中，对于部分语义关系，比如拓扑关系和等价关系，可以引入先验知识，结合上述建立的对应语义关系模型，确定各个地理实体与这部分模型对应的语义关系。
71.在本技术的一实施例中，上述地理实体数据包含有经纬度信息。步骤s140中基于该经纬度信息，和上述步骤建立的方位关系模型和距离关系模型，确定对应的地理实体之间的方位关系和距离关系。
72.示例性地，在一实施例中，步骤s130中构建的语义关系模型为层次关系模型，步骤s120中预设特征为城市行政区划，步骤s120依据行政区划对地理实体数据进行分类，那么此步骤就将分类后的地理实体数据映射至语义关系模型，就可得到各个地理实体之间的层次语义关系。本技术不以此为限。
73.以及s150，服务器基于图数据库、上述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。具体而言，该步骤中，服务器基于上述语义关系和地理实体数据集，以图数据库的形式存储构建地理知识网络。
74.在本技术的另一实施例中，公开了另一种城市地理语义知识网络的构建方法。如图4所示，该实施例中，地理实体数据包含有属性信息和经纬度信息。在包含上述步骤s110、s120和s130的基础上，还包含步骤s160和s170。其中，步骤s160为：
75.服务器基于上述语义关系模型、上述经纬度信息和分类后的地理实体数据，获取各个地理实体之间的语义关系。
76.步骤s170为：
77.服务器基于图数据库、上述属性信息、上述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。
78.示例性地，以北京交通大学为例进行说明，其具有理工科属性、211大学属性、公办大学属性和教育部直属大学属性等。该实施例中，如图5所示，最终构建的地理知识网络中展示有每个地理实体的属性信息、各个地理实体之间的语义关系。图5中示出了地理实体“北京交通大学”包含的4个属性：理工科、211大学、公办大学和教育部直属。在图5中，海淀区、西直门大街和北京交通大学形成三层结构的层次关系。海淀区和西城区之间具有相邻的拓扑语义关系以及“很近”的距离语义关系。北京交通大学在西直门地铁站的东边，所以北京交通大学和西直门地铁站形成一相关方位关系。因为新街口地铁站包含新街口地铁站a口和新街口地铁站b口，所以三者之间形成了部分/整体语义关系。
79.在本技术的另一实施例中，公开了另一种城市地理语义知识网络的构建方法。如图6所示，该方法在上述实施例的基础上，还包括步骤：
80.s180，服务器接收用户终端发送的关于地理实体的第一查询请求。
81.s190，服务器基于上述地理知识网络，获取与上述第一查询请求匹配的第二地理实体数据。
82.s200，服务器基于上述第二地理实体数据，对上述第一查询请求进行响应。
83.这样就能实现根据构建的地理知识网络为用户提供地理信息服务。示例性地，该实施例中步骤s120对地理实体数据集也基于兴趣点进行分类。比如归类后的兴趣点包括交通设施，交通设施下面包含地铁站这个子类，当用户基于一地理实体查询附近的地铁站时，那么就可以直接根据该兴趣点进行查询，提高查询匹配效率。
84.在本技术的另一实施例中，公开了另一种城市地理语义知识网络的构建方法。如图7所示，该方法在上述实施例的基础上，还包括步骤：
85.s210，服务器获取与一地理实体数据相关联的历史搜索行为数据。
86.s220，服务器自上述历史搜索行为数据，提取有效反馈数据。
87.s230，服务器根据上述有效反馈数据，确定需要进行更新的目标地理实体以及对应的语义关系。
88.s240，服务器基于上述目标地理实体以及对应的语义关系，对上述地理知识网络进行更新。
89.示例性地，当用户的有效反馈数据大于一预设阈值时，说明用户普遍反映某一个地理实体匹配有误，比如：地理实体“华师”并不等价于地理实体“华东师范大学”，而是等价于地理实体“华中师范大学”。那么就需要将地理实体“华师”和“华东师范大学”之间的等价语义关系删除，在地理实体“华师”和“华中师范大学”之间建立等价语义关系。
90.在本技术的另一实施例中，公开了另一种城市地理语义知识网络的构建方法。该方法在上述实施例的基础上，还包括步骤：
91.服务器接收到用户终端生成的基于上述第二地理实体数据的预设触发信号。以及
92.服务器基于所述预设触发信号和语义关系中的等价语义关系，重新匹配得到第三地理实体数据，并推荐给用户终端。
93.示例性地，比如预设触发信号为返回按钮对应的触发信号，用户终端发送的第一查询请求对应的地理实体可以为“华师”，有可能“华师”和两个地理实体之间均存在等价语义关系，此前根据地理知识网络匹配得到的第二地理实体数据为“华东师范大学”。当接收到返回操作后，表示用户认为此匹配结果并不合适，那么就依据与“华师”匹配的另一个地理实体数据“华中师范大学”，推荐给用户。
94.需要说明的是，本技术中公开的上述所有实施例可以进行自由组合，组合后得到的技术方案也在本技术的保护范围之内。
95.如图8所示，本发明一实施例还公开了一种城市地理语义知识网络的构建系统8，该系统包括：
96.地理实体数据获取模块81，服务器获取地理实体数据，依据上述地理实体数据构建地理实体数据集。
97.地理实体数据分类模块82，服务器对上述地理实体数据集依据至少一预设特征进行分类，得到分类后的地理实体数据。
98.语义关系模型构建模块83，服务器构建关于地理实体的语义关系模型。
99.语义关系获取模块84，服务器基于上述语义关系模型和分类后的地理实体数据，获取各地理实体数据之间的语义关系。以及
100.地理知识网络构建模块85，服务器基于图数据库、上述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。
101.如图9所示，本发明另一实施例还公开了一种城市地理语义知识网络的构建系统9，该系统在包含上述地理实体数据获取模块81、地理实体数据分类模块82和语义关系模型构建模块83的基础上，还包括：
102.第二语义关系模块91，服务器基于图数据库、属性信息、上述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。
103.第二地理知识网络构建模块92，服务器基于图数据库、上述语义关系和地理实体数据集，构建地理知识网络。
104.如图10所示，本发明另一实施例还公开了一种城市地理语义知识网络的构建系统10，该系统在上述实施例的基础上，还包括：
105.查询请求接收模块86，服务器接收用户终端发送的关于地理实体的第一查询请求。
106.第二地理实体获取模块87，服务器基于上述地理知识网络，获取与上述第一查询请求匹配的第二地理实体数据。
107.请求响应模块88，服务器基于上述第二地理实体数据，对上述第一查询请求进行响应。
108.如图11所示，本发明另一实施例还公开了一种城市地理语义知识网络的构建系统11，该系统在上述实施例的基础上，还包括：
109.搜索行为数据获取模块93，服务器获取与一地理实体数据相关联的历史搜索行为数据。
110.反馈数据提取模块94，服务器自上述历史搜索行为数据，提取有效反馈数据。
111.语义关系更新模块95，服务器根据上述有效反馈数据，确定需要进行更新的目标地理实体以及对应的语义关系。
112.知识网络更新模块96，服务器基于上述目标地理实体以及对应的语义关系，对上述地理知识网络进行更新。
113.可以理解的是，本发明的城市地理语义知识网络的构建系统还包括其他支持城市地理语义知识网络的构建系统运行的现有功能模块。图8至图11显示的城市地理语义知识网络的构建系统仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
114.本实施例中的城市地理语义知识网络的构建系统用于实现上述的城市地理语义知识网络的构建的方法，因此对于城市地理语义知识网络的构建系统的具体实施步骤可以参照上述对城市地理语义知识网络的构建的方法的描述，此处不再赘述。
115.本发明一实施例还公开了一种城市地理语义知识网络的构建设备，包括处理器和存储器，其中存储器存储有所述处理器的可执行程序；处理器配置为经由执行可执行程序来执行上述城市地理语义知识网络的构建方法中的步骤。图12是本发明公开的城市地理语义知识网络的构建设备的结构示意图。下面参照图12来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图12显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
116.如图12所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。
117.其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述城市地理语义知识网络的构建方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。
118.存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)6203。
119.存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模
块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
120.总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
121.电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。
122.本发明还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储程序，所述程序被执行时实现上述城市地理语义知识网络的构建方法中的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述城市地理语义知识网络的构建方法中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
123.如上所示，该实施例的计算机可读存储介质的程序在执行时，通过构建关于地理实体的语义关系模型，以及对构建的地理实体数据集进行分类，依据分类结果和语义关系模型确定各个地理实体之间的语义关系，进而基于图数据库实现构建地理知识网络，有利于为各类地理信息服务提供更加丰富完整的地理位置信息。
124.图13是本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图13所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
125.程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
126.计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
127.可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
128.本发明实施例提供的城市地理语义知识网络的构建方法、系统、设备及存储介质通过构建关于地理实体的语义关系模型，以及对构建的地理实体数据集进行分类，依据分类结果和语义关系模型确定各个地理实体之间的语义关系，进而基于图数据库实现构建地理知识网络，有利于为各类地理信息服务提供更加丰富完整的地理位置信息。
129.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。