[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于多源時(shí)空數(shù)據(jù)的知識(shí)圖譜機(jī)器推理系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210587662.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114896472B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭玲;李瑋超;陳嘉輝;葛星彤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F16/903
• 分類(lèi)號(hào): G06F16/903;G06F16/29;G06N5/02;G06N5/04;G06N20/00
• 代理公司: 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 金怡

本發(fā)明提出一種基于多源時(shí)空數(shù)據(jù)的知識(shí)圖譜機(jī)器推理系統(tǒng)和方法，包括：多源時(shí)空數(shù)據(jù)知識(shí)圖譜構(gòu)建模塊，用于將多源時(shí)空數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)為支持本發(fā)明所述自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)推理方法的時(shí)空知識(shí)圖譜，作為推理的共性時(shí)空數(shù)據(jù)基底；自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)推理知識(shí)圖譜構(gòu)建模塊，用于將不同類(lèi)型機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練、預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵信息以知識(shí)圖譜的語(yǔ)義網(wǎng)存儲(chǔ)方式加以統(tǒng)一組織關(guān)聯(lián)，便于基于知識(shí)圖譜共性語(yǔ)義概念將機(jī)器學(xué)習(xí)模型與上述時(shí)空知識(shí)圖譜中的多源時(shí)空數(shù)據(jù)耦合關(guān)聯(lián)，為后續(xù)推理計(jì)算提供必要的參數(shù)信息支持；自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)推理控制模塊，用于自動(dòng)化的制定、執(zhí)行針對(duì)多元時(shí)空數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練和預(yù)測(cè)任務(wù)計(jì)劃，以產(chǎn)出具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景所需的推理計(jì)算結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地理信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于多源時(shí)空數(shù)據(jù)的知識(shí)圖譜機(jī)器推理系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

時(shí)空數(shù)據(jù)是以時(shí)間、空間兩個(gè)維度上的基本屬性信息為基礎(chǔ)，并在該時(shí)空屬性信息界定的時(shí)空范圍內(nèi)，進(jìn)一步整合以各種方式獲取的關(guān)于客觀(guān)事物存在狀態(tài)的描述性信息，最終以特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的信息集合。雖然時(shí)空數(shù)據(jù)是人類(lèi)感知和認(rèn)知客觀(guān)世界的重要媒介，但由于客觀(guān)事物的存在狀態(tài)信息往往可以通過(guò)多種獨(dú)立研發(fā)的技術(shù)手段和裝置獲得，因而由此形成的時(shí)空數(shù)據(jù)具有天然的多源異構(gòu)特性；并且由于沒(méi)有任何一種感知技術(shù)手段能保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)能絕對(duì)有效的發(fā)揮預(yù)期作用，導(dǎo)致當(dāng)我們把目光聚焦到特定時(shí)間、特定空間進(jìn)行感知和認(rèn)知活動(dòng)時(shí)，可得時(shí)空數(shù)據(jù)的種類(lèi)和質(zhì)量情況通常帶有不確定性，例如針對(duì)突發(fā)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)空數(shù)據(jù)獲取就是一種典型情況。

鑒于有效的感知和認(rèn)知客觀(guān)世界是人類(lèi)生存發(fā)展的重要基礎(chǔ)，不同領(lǐng)域?qū)＜覟榱藨?yīng)對(duì)多源異構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)在特定時(shí)空范圍上種類(lèi)和質(zhì)量情況的不確定性，通過(guò)大量的觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)總結(jié)形成了一系列以時(shí)空數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型和方法，在不同程度上實(shí)現(xiàn)了在特定時(shí)空數(shù)據(jù)的組合條件下，有效推斷客觀(guān)事物的屬性特征和演化規(guī)律。但無(wú)論是何種機(jī)器學(xué)習(xí)模型或方法，都有其特定的適用條件和范圍，當(dāng)我們?cè)噲D在特定時(shí)空范圍內(nèi)解決特定問(wèn)題時(shí)，就會(huì)面臨針對(duì)特定問(wèn)題求解的機(jī)器學(xué)習(xí)模型或方法選擇問(wèn)題。由于特定時(shí)空范圍內(nèi)時(shí)空數(shù)據(jù)的組合條件十分復(fù)雜、針對(duì)特定問(wèn)題求解的機(jī)器學(xué)習(xí)模型或方法繁多，如何針對(duì)任意時(shí)空范圍內(nèi)各種可能出現(xiàn)的時(shí)空數(shù)據(jù)組合條件，優(yōu)化選擇機(jī)器學(xué)習(xí)模型或方法，實(shí)現(xiàn)特定問(wèn)題的優(yōu)化求解，是進(jìn)一步發(fā)揮多源異構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)價(jià)值的重要問(wèn)題。

面對(duì)任意時(shí)空范圍內(nèi)各種可能出現(xiàn)的各種時(shí)空數(shù)據(jù)組合條件，在求解特定問(wèn)題時(shí)通常依賴(lài)于領(lǐng)域?qū)＜以陂L(zhǎng)期工作實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)積累的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)特定時(shí)空數(shù)據(jù)組合條件下、目標(biāo)問(wèn)題的求解模型或方法加以人工篩選和試驗(yàn)比較。這種完全依賴(lài)人工判斷的情況下，特定問(wèn)題解決效果的好壞有賴(lài)于當(dāng)事人的知識(shí)儲(chǔ)備、工作經(jīng)驗(yàn)、心理素質(zhì)等個(gè)性化因素。

20世紀(jì)后半葉，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了各種試圖通過(guò)計(jì)算機(jī)程序模仿人類(lèi)專(zhuān)家邏輯演繹推理判斷過(guò)程的專(zhuān)家系統(tǒng)，希望借助計(jì)算機(jī)具備的快速邏輯判斷能力，對(duì)求解特定領(lǐng)域問(wèn)題提供智能支持。這些方法對(duì)于單一系統(tǒng)、簡(jiǎn)單問(wèn)題求解場(chǎng)景下的有限數(shù)據(jù)組合條件，通過(guò)條件組合枚舉的方式，以if-else-then的演繹推理邏輯為基礎(chǔ)，分別進(jìn)行針對(duì)性的模型或方法設(shè)計(jì)，在保證精確性的前提下實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)高于人類(lèi)能力的工作效率，至今仍被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中。在信息化浪潮的推動(dòng)下，計(jì)算機(jī)技術(shù)涉足的領(lǐng)域和系統(tǒng)從廣度和深度上都迅速擴(kuò)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要面對(duì)的時(shí)空數(shù)據(jù)無(wú)論從種類(lèi)還是從數(shù)據(jù)量上都呈現(xiàn)爆炸性的增長(zhǎng)，由此出現(xiàn)了難以窮盡的時(shí)空數(shù)據(jù)組合條件，以if-else-then的演繹推理邏輯為基礎(chǔ)的通用型專(zhuān)家系統(tǒng)由于復(fù)雜度迅速增加，其開(kāi)發(fā)和運(yùn)維成本以驚人速度增長(zhǎng)的同時(shí)，實(shí)用性和可靠性卻難以保證，最終早期的基于人工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)演繹推理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，試圖代替人類(lèi)專(zhuān)家在應(yīng)對(duì)復(fù)雜時(shí)空數(shù)據(jù)組合條件下經(jīng)驗(yàn)判斷的技術(shù)方案未能獲得業(yè)界與市場(chǎng)的普遍認(rèn)可。