一种支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法技术

本发明专利技术公开了一种支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法，包括以下步骤：1、建立遥感影像应用案例差异调整规则形式化描述模型，为描述遥感影像应用案例之间差异信息、适用信息以及调整操作的蕴含式，含义为如果规则左侧条件满足则执行规则右侧的调整操作；2、建立遥感影像应用案例差异调整规则内容组成模型，包含遥感影像应用案例中时间、空间、遥感影像应用任务、遥感影像产品、应用效果的细分差异；3、建立遥感影像应用案例差异信息计算方法；4、建立遥感影像应用案例差异调整规则泛化模型；5、建立遥感影像应用案例差异调整规则应用模型。本发明专利技术可支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法，能针对空间特征和复杂对象进行调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及案例推理和遥感
，尤其是涉及一种支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法技术方案。
技术介绍
案例推理（Case-basedreasoning，简称CBR）是近年来人工智能领域中兴起的一项重要的推理技术。基于案例的推理思想起源于认知科学，是在记忆模型基础之上发展起来的一种人工智能和机器学习方法。人们在解决问题时，通常回忆过去类似问题的经验、处理过程，并在新问题的环境下对这些经验、处理过程进行适当修改，对其进行复用来解决新的问题。CBR即是模拟人们这种解决问题办法的一种人工智能方法。这些过程反映在CBR中就是CBR的处理模型，以Aamodt提出的4R模型最为经典(Aamodtetal.,1994)，其中的核心问题包括案例表示、案例复用、案例修正及案例保留。在案例的调整和复用方面，即可不进行任何调整而将旧案例直接作为新的解决方案，也可根据旧案例重新构建一个全新的解决方案，但较为常见的是介于两者之间的一种折中的方式，即通过规则调整旧案例中的一些属性值，将其作为新的解决方案(Richteretal.,2013)。常见的案例调整方式如下：1）空调整，即不进行任何调整，直接使用案例检索结果的解作为新问题的解；2）基于转换的调整（Transformation-based），根据是否进行解结构上的调整分为替换式调整和结构调整。替换式调整不改变案例本身的结构，直接将其他一个或者若干个案例中的解直接替换掉检索结果案例中的某些部分；结构调整则对案例检索结果的解结构进行修改并进行重新组织；3）启发式调整（Generativeadaptations），不直接利用案例检索结果的解，而是基于案例检索结果中问题描述和问题解之间的关系，获取问题求解过程，并在此基础上对新问题进行求解，是案例调整中最为复杂的一种情形。遥感影像应用案例是指过去真实发生的在确切的时间、地点，使用系列遥感影像完成特定遥感影像应用任务，达到了某种效果的事实。随着对地观测技术的不断发展，遥感影像应用范围越来越广，如何记录下这些遥感影像应用的场景使之成为可利用的知识经验是提高遥感影像应用水平的一个关键问题。CBR是运用过去经验来解决问题的一种人工智能方法，遥感影像应用案例是CBR运用遥感影像应用经验的基本问题。相对于传统的案例，遥感影像应用案例具有以下特点：1）遥感影像应用案例不仅具有显著的时空特征，还具有复杂的语义特征；2）遥感影像应用案例的元素不是普通的<属性，值>，而是具备语义内涵的概念对象，对象内部、对象之间具有时空、语义关系，例如遥感影像应用任务“水稻估产”是“农作物估产”的子类，其下还有“一季稻估产”、“双季稻估产”等子类，其观测对象是水稻，观测的属性是面积和生物量；3）遥感影像应用任务案例是具备语义推理能力的案例，可对案例中的元素进行深层语义分析，例如“湖北湖南交界地区”可以计算出一个对应的地理空间范围。然而，传统案例调整方法大多为空调整或简单加权式调整，且调整对象以数值为主，缺乏针对遥感影像应用案例特点的考虑，没有针对空间特征的和复杂对象的调整方案。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提出一种支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法技术方案。本专利技术技术方案提供一种支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法，包括以下步骤：步骤1，建立遥感影像应用案例差异调整规则形式化描述模型，所述遥感影像应用案例差异调整规则形式化描述模型是为以差异化内容为基础的，描述遥感影像应用案例之间差异信息、适用信息以及调整操作的蕴含式，含义为如果规则左侧条件满足则执行规则右侧的调整操作；步骤2，建立遥感影像应用案例差异调整规则内容组成模型，所述遥感影像应用案例差异调整规则内容组成模型是遥感影像应用案例中时间、空间、遥感影像应用任务、遥感影像产品、应用效果的细分差异；步骤3，建立遥感影像应用案例差异信息计算方法，计算遥感影像应用案例库中案例之间差异信息，并获取遥感影像应用案例差异调整规则初始集合；步骤4，建立遥感影像应用案例差异调整规则泛化模型，对遥感影像应用案例调整规则初始集合进行泛化，获得遥感影像应用案例差异调整规则；步骤5，建立遥感影像应用案例差异调整规则应用模型，根据问题与相似遥感影像应用案例的差异选取合适的遥感影像应用案例调整规则，使用规则的结论部分对相似遥感影像应用案例进行调整以满足问题。所述一种基于本体的遥感影像应用案例时空语义表达方法，步骤3中的差异信息计算方法为：步骤3.1，选取案例库中某一个案例作为源案例；步骤3.2，选取案例库中剩余案例中的一个作为目标案例，将源案例与目标案例进行差操作，计算两者差异信息；步骤3.3，判断案例库中剩余案例是否都计算完，若计算完则退出，否则重复步骤3.2。所述一种支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法，步骤4遥感影像应用案例差异调整规则泛化模型建立方法为：步骤4.1，选取遥感影像应用案例调整规则初始集合的一条规则r；步骤4.2，取出规则r的前提部分和结论部分，如果遥感影像应用案例调整规则网中不存在r中前提部分或结论部分，且依据泛化准则不能合并进入已有的规则中，则插入该规则；如果依据泛化准则能够合并进入已有规则，则对已有规则更新；步骤4.3，判断遥感影像应用案例调整规则初始集合是否全部泛化完成，若完成则退出，否则重复步骤4.2；其中步骤4.2中泛化准则包括时间特征泛化准则、空间特征泛化准则、任务特征泛化准则以及遥感影像产品泛化准则，具体为：1）时间特征泛化准则时间特征的泛化包括尺度泛化和数值泛化两个方面；不同的时间特征可能在尺度上存在差异，本专利技术中时间分为年、半年、季度、月、周和日六个尺度，当两个时间差异信息尺度存在包含关系时，可合并成为级别更大的尺度；时间差异尺度的合并可表示为如下式所示：（1）其中tsa、tsb代表两差异信息的尺度；表示时间差异对象和的时间尺度相同或相邻；数值泛化则是在尺度合并的前提下，对时间差异信息的具体数值进行合并；当两差异信息尺度相同时，若两时间连续、重叠、或者时间跨度在容忍范围内，则合并两事件差异数值，如下式所示：（2）其中，表示时间对象和的时间跨度在阈值容忍范围内；表示时间差异对象和的时间尺度相同或相邻；表示选择、的最小起点和最大终点合并成一个时间区间；2）空间特征泛化准则空间特征是否能够泛化与空间对象的范围、尺度息息相关，本专利技术使用空间对象之间的距离和面积来作为空间对象范围、尺度的近似替代；空间特征的泛化需满足以下规则：1）距离泛化规则：两空间对象若空间距离越远，则泛化合并的几率较低；2）面积泛化规则：当两空间对象面积差异较大时，繁华合并的几率较低；在上述距离和面积泛化规则的指导下，本文提出空间特征泛化衡量如下式所示：（3）（4）其中：、分别是空间对象、的面积；是、合并后的外接矩形面积；、之间的空间距离通过反映，两空间对象距离越大，则越大；两空间特征泛化的计算如下式所示：（5）其中，表示空间对象、的尺度和距离跨度在阈值容忍范围内；表示计算、合并的对象的最小凸包；3）遥感影像应用任务特征泛化准则遥感影像应用任务是一个符号型对象，不存在数值上的合并，仅存在集合上的合并；假设遥感影像应用任务、在某种相同条件约束下出现的频率大于一定的阈值，则可将、合并为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于本体的遥感影像应用案例时空语义表达方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立遥感影像应用案例差异调整规则形式化描述模型，所述遥感影像应用案例差异调整规则形式化描述模型是为以差异化内容为基础的，描述遥感影像应用案例之间差异信息、适用信息以及调整操作的蕴含式，含义为如果规则左侧条件满足则执行规则右侧的调整操作；步骤2，建立遥感影像应用案例差异调整规则内容组成模型，所述遥感影像应用案例差异调整规则内容组成模型是遥感影像应用案例中时间、空间、遥感影像应用任务、遥感影像产品、应用效果的细分差异；步骤3，建立遥感影像应用案例差异信息计算方法，计算遥感影像应用案例库中案例之间差异信息，并获取遥感影像应用案例差异调整规则初始集合；步骤4，建立遥感影像应用案例差异调整规则泛化模型，对遥感影像应用案例调整规则初始集合进行泛化，获得遥感影像应用案例差异调整规则；步骤5，建立遥感影像应用案例差异调整规则应用模型，根据问题与相似遥感影像应用案例的差异选取合适的遥感影像应用案例调整规则，使用规则的结论部分对相似遥感影像应用案例进行调整以满足问题。

【技术特征摘要】
1.一种基于本体的遥感影像应用案例时空语义表达方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立遥感影像应用案例差异调整规则形式化描述模型，所述遥感影像应用案例差异调整规则形式化描述模型是为以差异化内容为基础的，描述遥感影像应用案例之间差异信息、适用信息以及调整操作的蕴含式，含义为如果规则左侧条件满足则执行规则右侧的调整操作；步骤2，建立遥感影像应用案例差异调整规则内容组成模型，所述遥感影像应用案例差异调整规则内容组成模型是遥感影像应用案例中时间、空间、遥感影像应用任务、遥感影像产品、应用效果的细分差异；步骤3，建立遥感影像应用案例差异信息计算方法，计算遥感影像应用案例库中案例之间差异信息，并获取遥感影像应用案例差异调整规则初始集合；步骤4，建立遥感影像应用案例差异调整规则泛化模型，对遥感影像应用案例调整规则初始集合进行泛化，获得遥感影像应用案例差异调整规则；步骤5，建立遥感影像应用案例差异调整规则应用模型，根据问题与相似遥感影像应用案例的差异选取合适的遥感影像应用案例调整规则，使用规则的结论部分对相似遥感影像应用案例进行调整以满足问题。2.根据权利要求1所述一种基于本体的遥感影像应用案例时空语义表达方法，其特征在于，步骤3中的差异信息计算方法为：步骤3.1，选取案例库中某一个案例作为源案例；步骤3.2，选取案例库中剩余案例中的一个作为目标案例，将源案例与目标案例进行差操作，计算两者差异信息；步骤3.3，判断案例库中剩余案例是否都计算完，若计算完则退出，否则重复步骤3.2。3.根据权利要求1所述一种支持时空语义对象的遥感影像应用案例调整方法，其特征在于，步骤4遥感影像应用案例差异调整规则泛化模型建立方法为：步骤4.1，选取遥感影像应用案例调整规则初始集合的一条规则r；步骤4.2，取出规则r的前提部分和结论部分，如果遥感影像应用案例调整规则网中不存在r中前提部分或结论部分，且依据泛化准则不能合并进入已有的规则中，则插入该规则；如果依据泛化准则能够合并进入已有规则，则对已有规则更新；步骤4.3，判断遥感影像应用案例调整规则初始集合是否全部泛化完成，若完成则退出，否则重复步骤4.2；其中步骤4.2中泛化准则包括时间特征泛化准则、空间特征泛化准则、任务特征泛化准则以及遥感影像产品泛化准则，具体为：1）时间特征泛化准则时间特征的泛化包括尺度泛化和数值泛化两个方面；不同的时间特征可能在尺度上存在差异，本发明中时间分为年、半年、季度、月、周和日六个尺度，当两个时间差异信息尺度存在包含关系时，可合并成为级别更大的尺度；时间差异尺度的合并可表示为如下式所示：（1）其中tsa、tsb代表两差异信息的尺度；表示时间差异对象和的时间尺度相同或相邻；数值泛化则是在尺度合并的前提下，对时间差异信息的具体数值进行合并；当两差异信息尺度相同时，若两时间连续、重叠、或者时间跨度在容忍范围内，则合并两事件差异数值，如下式所示：（2）其中，表示时间对象和的时间跨度在阈值容忍范围内；表示时间差异对象和的时间尺度相同或相邻；表示选...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铭，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36