[發(fā)明專利]面向衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的知識(shí)圖譜及用戶意圖任務(wù)分解方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211077699.2
• 申請(qǐng)日: 2022-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN115422373A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宇寧;何磊;宋冰玉;杜永浩;劉曉路;姚鋒;沈大勇;閆俊剛;陳盈果;張忠山;王濤;陳英武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F16/36
• 分類號(hào): G06F16/36;G06Q10/06
• 代理公司: 北京融智邦達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11885
• 代理人: 董惠文

本發(fā)明提供了一種面向衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的知識(shí)圖譜及用戶意圖任務(wù)分解方法，針對(duì)于現(xiàn)有的知識(shí)存儲(chǔ)方式使得各要素知識(shí)碎片化嚴(yán)重，現(xiàn)有遙感領(lǐng)域的知識(shí)圖譜本體均側(cè)重于特定應(yīng)用背景，無法實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合，可擴(kuò)展性較差等問題，所構(gòu)建的知識(shí)圖譜將實(shí)體劃分在多個(gè)功能庫中，關(guān)系劃分為庫內(nèi)實(shí)體關(guān)系和庫間實(shí)體關(guān)系，使得構(gòu)建出的知識(shí)圖譜為一個(gè)巨大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，各個(gè)功能庫不僅庫內(nèi)實(shí)體聯(lián)系緊密，而且?guī)扉g實(shí)體也會(huì)存在密切的聯(lián)系，從而使整個(gè)圖譜耦合成為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)用戶需求與資源特性等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明知識(shí)圖譜構(gòu)建領(lǐng)域，尤其是涉及一種面向衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的知識(shí)圖譜及用戶意圖任務(wù)分解方法。

背景技術(shù)

遙感衛(wèi)星作為獲取天基信息的重要途徑之一，在國土普查、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)、軍事偵察、事故救援等方面發(fā)揮著重要作用。隨著航天裝備的快速發(fā)展，我國在軌的對(duì)地觀測衛(wèi)星數(shù)量迅速增加，衛(wèi)星的平臺(tái)機(jī)動(dòng)能力、星載計(jì)算能力和通信能力也有了長足的進(jìn)步。此外，各類用戶對(duì)衛(wèi)星資源的需求類型日益豐富，需求數(shù)量日益增加，在時(shí)效性、精準(zhǔn)性等多維度上對(duì)遙感產(chǎn)品提出了更高的要求。如何充分利用好這些衛(wèi)星資源，使其發(fā)揮出最大效能，盡可能滿足用戶日益增長的需求是衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域迫切需要解決的問題。

衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃包括用戶需求提報(bào)、觀測計(jì)劃制定、星上指令執(zhí)行、遙感數(shù)據(jù)分析，旨在利用有限的衛(wèi)星資源，安排星上的觀測計(jì)劃，最大化地滿足用戶的需求，其中涉及目標(biāo)、資源、意圖、任務(wù)、事件、態(tài)勢、規(guī)則、算法等要素，及其之間耦合復(fù)雜的關(guān)系。當(dāng)前背景下，衛(wèi)星用戶偏好廣泛、需求復(fù)雜、觀測目標(biāo)類型眾多，不同類型觀測目標(biāo)在時(shí)、空、頻特性方面存在較大差異，這就決定了在衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃時(shí)必須要考慮各個(gè)要素之間的整體關(guān)系。然而，現(xiàn)階段上述要素及其知識(shí)多存儲(chǔ)于各類文檔、數(shù)據(jù)庫中，不但為查閱增加了困難，而且使得部分耦合關(guān)系斷裂、知識(shí)碎片化，大大增加了衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃過程的局限性，降低了規(guī)劃結(jié)果的質(zhì)量。因此，怎樣充分利用現(xiàn)有的各種衛(wèi)星規(guī)劃要素，針對(duì)衛(wèi)星用戶需求快速給出衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃要素，從而在不丟失單個(gè)要素屬性的前提下表征要素之間的關(guān)系，顯得尤為重要。

自2012年Google提出知識(shí)圖譜相關(guān)概念后，知識(shí)圖譜作為人工智能重要分支認(rèn)知智能的代表性技術(shù)，在語義搜索、智能問答、語言理解、決策分析等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵性作用，對(duì)于解決衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃中大規(guī)模多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的管理分析提供了有力的支撐。相比于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，知識(shí)圖譜有向圖的知識(shí)建模方式使其在表征、識(shí)別、發(fā)現(xiàn)、推理事物間復(fù)雜關(guān)系上具有巨大優(yōu)勢。相比于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，知識(shí)圖譜不再是基于“黑箱”的操作，其構(gòu)建和應(yīng)用的流程具有強(qiáng)可解釋性，適應(yīng)了衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃對(duì)流程可解釋性的高要求。因此，選擇知識(shí)圖譜作為衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃要素屬性和關(guān)系的建模存儲(chǔ)工具，建立一套面向衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的領(lǐng)域知識(shí)圖譜，準(zhǔn)確統(tǒng)籌把握不同用戶的意圖，對(duì)有限的衛(wèi)星資源實(shí)現(xiàn)合理的調(diào)度，切實(shí)提高衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的自動(dòng)化、智能化水平。

知識(shí)圖譜的本體(Ontology)刻畫了一個(gè)領(lǐng)域的基本框架，是對(duì)概念、關(guān)系、屬性的明確定義。現(xiàn)有應(yīng)用在遙感領(lǐng)域的知識(shí)圖譜集中在水利、地質(zhì)、環(huán)境監(jiān)測中，這些研究均是在特定應(yīng)用背景下面向用戶方對(duì)遙感目標(biāo)構(gòu)建的知識(shí)圖譜，各自本體在特定應(yīng)用背景下僅側(cè)重于表征目標(biāo)內(nèi)部之間的關(guān)聯(lián)，并沒有結(jié)合衛(wèi)星資源等其他衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的要素進(jìn)行分析，這使得構(gòu)建出的知識(shí)圖譜可擴(kuò)展性不強(qiáng)。目前衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域內(nèi)尚未有研究提出一套合理的本體架構(gòu)來描述各個(gè)要素的內(nèi)部屬性及其之間耦合關(guān)系，無法實(shí)現(xiàn)用戶需求與資源特性等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合及其后續(xù)應(yīng)用，針對(duì)這一問題本文致力于構(gòu)建一套合理的面向衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的領(lǐng)域知識(shí)圖譜本體，定義領(lǐng)域內(nèi)各個(gè)要素的概念類、關(guān)系類及其相關(guān)屬性。由于本體具有部分主觀性、局限性等特點(diǎn)，使得在一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)也往往存在著不同的本體。本文本體的構(gòu)建旨在衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域最大程度“達(dá)成共識(shí)”，讓衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域知識(shí)共享的效率最大化，更加貼合于實(shí)際業(yè)務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是怎樣根據(jù)衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域要素構(gòu)建出面向衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的知識(shí)圖譜，并基于知識(shí)圖譜根據(jù)用戶輸入的觀測意圖給出相應(yīng)的任務(wù)所需的各觀測要素。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：