专利名称：基于位置信息的应急辅助决策系统知识库构建及查询方法
技术领域：
本发明涉及辅助决策技术领域，具体涉及一种基于位置信息的应急辅助决策系统知识库构建及查询方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，突发事件的复杂性也相伴而生，其表现之一是公共突发事件的频发性和多元化发展趋势。现实生活中的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件等突发事件不仅对人类的正常活动构成了巨大威胁，也严重影响了整个社会经济系统的正常运行。突发事件的处理时效性要求非常高，处理过程涉及大量的数据，需要一个应急辅助决策系统来高效分析突发事件的数据，快速形成最优的处置方案。应急辅助决策主要经历三个发展阶段:1、决策者凭借自己的主观能力、经验、及直觉作为全部决策分析的依据，综合运用逻辑推理等认识过程的客观规律指导决策过程；2、通过引入一些数学与系统工程领域的方法，根据不同突发事件的特点，将事件所在的环境因素考虑在内，通过设立适当的目标，明确条件以及寻求相应的求解算法等；3、借助计算机人工智能，将出现的事件的状况作为求解目标，借助于空间信息共享服务平台、GIS、数据挖掘等技术，结合应急预案、应急处置知识库、案例库、以及事件信息、周边环境信息，自动生成应急处置方案，并通过人机交互的方式进行方案的调整，通过系统生成科学合理的处置方案，并检验预案的合理性和有效性，以保证在突发事件发生时能够迅速、有效地采取应对措施，并为预案的完善提供支持。突发事件发生时，伴随着大量数据的产生,如何在短暂时间内能够分析这些数据，使决策者直观的了解整个事件的全局情况，快速抽取出关联度高、可行性强、处置效果好的知识，提高处置突发事件的效率，是每个应急指挥系统必须考虑的问题。
发明内容
本发明解决的问题之一在于提供一种基于位置信息的应急辅助决策系统知识库构建方法，实现历史知识库向位置知识库的转化、网页动态数据的抓取和位置知识库的动态增长，为知识库中的知识信息增加位置信息属性，使知识和位置信息相关联，为知识根据位置信息进行分析和快速检索提供条件。本发明解决的问题之一在于提供一种基于位置信息的应急辅助决策系统知识库查询方法，利用具有位置字段信息的知识库，根据突发事件位置与知识位置的距离关系，从知识库中检索出距离突发事件发生位置最近的知识，使得提供的知识关联度高、可行性强、处置效果好。本发明解决上述技术问题之一的技术方案是:对构成位置信息知识库知识来源的历史知识库中的知识或是网络知识，先对其进行信息提取，提取出其中的地址信息；然后对地址信息进行分析，最终确定异构的有效地址信息；针对信息分析结果，对其根据地址编码规范，进行知识分类，并依据地址编码规范，赋值经纬度信息，在数据库中建立知识和位置信息的关联关系表；从而形成基于位置信息的知识库。实时网络知识通过网络爬虫工具根据关键字设置从固定网页上定时抓取获得。所述的提取方法是对文章内容利用二叉树的方式进行分拆，对分拆出的词语同标准地址库中的词语进行比较，如果在库中，则提取出来，否则过滤掉。所述的确定异构的有效地址信息时，采用地址同名或别名分析、地址位置分析、地址层次分析；并定义为:采用别名的地址信息与标准地址信息属于同一地址对其进行地址信息合并，地址位于标题中比出现内容中的地址更有价值，地址出现频率大比频率小的地址更有价值，高层次的地址比低层次的地址更有价值，标准地址库中的地址层次分为省份层、城市层、乡镇层。所述的关联关系包含知识的地址、知识的经纬度信息、知识的地址标准名称；知识分类的优先顺序为先位置后频率，即能确定位置优先的，就以位置占优的地址作为该篇文章的最终地址，如不能确定位置优先顺序的，即以出现频率高的地址作为该篇文章的最终地址。本发明解决上述技术问题之二的技术方案是:主要步骤是:输入检索条件，即信息关键字；移动终端上的客户端软件，将信息关键字和位置信息发送到服务器；服务器首先利用关键字信息进行检索，对检索出的知识，根据其位置信息，利用地理信息系统进行分析，并返回给客户端；客户端软件接收上述信息，并依据位置信息，将检索出的相关知识信息显示出来。用户选择有效信息进行浏览，对突发事件处置进行决策。所述的显示方式有两种，一种是采用在地图上进行信息标注，第二种是利用分类列表的方式。先选择知识库检索区域，利用地理信息工具，在地图上标出矩形、圆形或多边形区域，或对地址进行勾选，选定区域；然后，按如下步骤进行；输入检索条件，即信息关键字；移动终端上的客户端软件，将信息关键字和检索区域信息发送到服务器；服务器首先根据区域信息，利用地理信息支撑软件，将区域内的知识检索出来；服务器利用关键字检索算法，对分离出的知识，进行关键字匹配，检索出相关的知识息;服务器通过网络将检索结果返回给客户端，内容包括信息相关度优先级、信息的位置信息等；客户端软件接收上述信息，并依据位置信息，将检索出的相关知识信息显示出来；用户选择有效信息进行浏览，对突发事件进行决策。本发明根据突发事件一般都具有地域性的特点，利用知识和位置信息的关联，开发出一套基于位置信息检索的应急辅助决策系统，该系统能够将信息依照位置相关性进行分类显示，提供给用户与突发事件发生位置关系紧密的数据，有力的支持了突发事件应急处置效率。本发明综合利用了突发事件位置信息、地理信息系统和知识库技术，使得检索出的知识信息与突发事件发生位置信息距离近，关联度高、可行性强、处置效果好，有力的支持了决策者的工作。
下面结合附图对本发明进一步说明:图1是本发明总体框架图；图2是本发明知识库构建流程图；图3是本发明知识库检索流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明整个应用的架构共分为4层，分别为应用层、应用支撑层、数据层和基础支撑层。基于位置信息检索的应急辅助决策系统从应用角度主要包括辅助决策知识库构建和应急辅助决策应用两部分。通过辅助决策知识库构建软件建立基于位置信息的知识库，通过应急辅助决策应用具体应用位置信息的知识库中的知识。从支撑功能模块上划分，基于位置信息检索的应急辅助决策系统主要包括信息提取、信息抓取、知识分类、定位信息获取、知识检索、信息分析、地理信息系统、用户管理等模块。从数据层上划分主要包括网络实时数据、历史知识库、位置知识库、基础地理信息库、业务数据库等。网络实时数据指定时从网络上抓取的跟突发事件应急管理相关的知识，历史知识库保存没有进行位置分类的突发事件应急管理相关的历史知识。基于位置信息检索的应急辅助决策系统针对案例、法律法规、应急预案等知识的应用效果突出明显。基础支撑层主要包括移动终端、WEB服务器、工作站、网络、中间件、GPS模块和GIS服务器等。中间件位于异构的硬件平台和操作系统之上，它屏蔽了异构的硬件平台和操作系统的差异，并为上层的应用提供诸如负载均衡、事务管理、可靠消息传递等服务。移动终端和工作站是系统信息的输出终端，GPS模块用来采集用户当前位置信息。如图2所示，位置知识库的建立是基于位置信息检索的应急辅助决策系统的基础，位置知识库顾名思义包含位置和知识以及他们之间的关联信息。位置知识库的知识来源包括历史知识库中的知识和网络实时数据中的知识，通过对这些数据库中的知识进行信息提取、信息分析和信息分类，最后形成了位置知识库。历史知识库形成位置知识库属于静态数据的转换，在管理员的操作下，一次性完成；网络实时数据库形成位置数据库属于动态数据的转换，需要网页爬虫等工具的支持，实现了位置知识库中知识的动态增长。位置知识库的建立为知识根据位置信息进行分析和快速检索提供了条件。综上所述，基于位置信息的知识库构建的具体实现方案为:I)基于位置信息的知识库知识来源有两个，一个是历史知识库，另一个是实时网络数据。实时网络数据是通过网络爬虫工具软件，根据关键字设置，从固定网页上定时抓取的信息。2)针对历史知识库中的知识，或是网络知识，先对其进行信息提取，提取出其中的地址信息。提取方法是对文章内容，利用二叉树的方式进行分拆，对分拆出的词语，同标准地址库中的词语进行比较，如果在库中，则提取出来，否则过滤掉。3)针对同一篇文章，可能会提取出多组地址信息，需要对这些地址信息进行分析，最终确定异构的有效地址信息。分析方法包括地址同名或别名分析、地址位置分析、地址层次分析。采用别名的地址信息与标准地址信息属于同一地址，需要进行地址信息合并；地址位于标题中比出现内容中的地址更有价值，地址出现频率大比频率小的地址更有价值，高层次的地址比低层次的地址更有价值；标准地址库中的地址层次分为省份层、城市层、乡镇层。4)针对信息分析结果，对其根据地址编码规范，进行知识分类，并依据地址编码规范，赋值经纬度信息，在数据库中建立知识和位置信息的关联关系表，其关联关系包含知识的地址、知识的经纬度信息、知识的地址标准名称。知识分类的优先顺序为先位置后频率，即能确定位置优先的，就以位置占优的地址作为该篇文章的最终地址，如不能确定位置优先顺序的，即以出现频率高的地址作为该篇文章的最终地址。5)形成基于位置信息的知识库。上述过程中，所采用的信息分类是利用了标准地址库，标准地址库中包含了中国的所有省份、城市和乡镇的地址信息及其别名信息、所在地址的行政中心经纬度信息。很多知识，包括历史案例知识、法律法规知识和应急预案知识等，与地域性有很大的关系，只有地域相近，才能有更好的参考价值，更贴近实际操作，信息的有效性和价值更大。基于位置信息的知识检索和显示方法是位置知识库的具体应用，移动终端用户通过移动客户端软件，查询到不仅内容相关、位置也相关的数据进行分析，有利于形成行之有效的决策。目前的地理信息系统软件的空间分析功能已经非常强大，可以快速的从数据库中检索出包括圆形、矩形、多边形等任意形状区域内信息，为基于位置信息的知识库的应用提供了很好的技术支撑。综上所述，如图3所示，基于位置信息的知识检索和显示方法的具体实现方案为:I)基于位置信息的知识检索和显示需要有位置知识库支持和GIS软件支持。基于位置信息的知识库是信息的来源，GIS软件是实现信息快速分析和检索的关键工具。2)需要有硬件支持和客户端软件支持，硬件主要是移动终端和GPS模块，移动终端起到信息输入、信息发送、信息接收、信息显示等作用，利用移动终端的GPS模块，获取当前的位置信息。3)输入检索条件，即信息关键字。4)移动终端上的客户端软件，将信息关键字和位置信息发送到服务器。5)服务器首先利用关键字信息进行检索，对检索出的知识，根据其位置信息，利用地理信息系统进行分析，并返回给客户端。6)客户端软件接收上述信息，并依据位置信息，将检索出的相关知识信息显示出来。显示方式有两种，一种是采用在地图上进行信息标注，第二种是利用分类列表的方式。在地图上进行标注能直观的显示出突发事件信息的特点，利用分类列表的方式便于对信息的浏览。7)用户选择有效信息进行浏览，对突发事件处置进行决策。基于位置信息的知识检索还支持另外一种方式的应用，即用户先选择和指定区域，然后输入检索关键字，服务器软件先将区域内的信息分析处理，然后利用关键字匹配算法，将区域的信息显示出来，具体实现方案为:I)选择知识库检索区域，可以通过地理信息软件，通过在地图上标出矩形、圆形或多边形区域，也可以对地址进行勾选，选定区域。2)输入检索条件，即信息关键字。3)移动终端上的客户端软件，将信息关键字和检索区域信息发送到服务器。4)服务器首先根据区域信息，利用地理信息支撑软件，将区域内的知识检索出来。5)服务器利用关键字检索算法，对分离出的知识，进行关键字匹配，检索出相关的知识信息。6)服务器通过网络将检索结果返回给客户端，内容包括信息相关度优先级、信息的位置信息等。7)客户端软件接收上述信息，并依据位置信息,将检索出的相关知识信息显示出来。显示方式有两种，一种是采用在地图上进行信息标注，第二种是利用分类列表的方式。在地图上进行标注能直观的显示出突发事件信息的特点，利用分类列表的方式便于对信息的浏览。8)用户选择有效信息进行浏览，对突发事件进行决策。
权利要求
1.关于位置信息的应急辅助决策系统知识库构建方法，其特征在于:对构成位置信息知识库知识来源的历史知识库中的知识或是网络知识，先对其进行信息提取，提取出其中的地址信息；然后对地址信息进行分析，最终确定异构的有效地址信息；针对信息分析结果，对其根据地址编码规范，进行知识分类，并依据地址编码规范，赋值经纬度信息，在数据库中建立知识和位置信息的关联关系表；从而形成基于位置信息的知识库。
2.根据权利要求1所述的知识库构建方法，其特征在于:实时网络知识通过网络爬虫工具根据关键字设置从固定网页上定时抓取获得。
3.根据权利要求1所述的知识库构建方法，其特征在于:所述的提取方法是对文章内容利用二叉树的方式进行分拆，对分拆出的词语同标准地址库中的词语进行比较，如果在库中，则提取出来，否则过滤掉。
4.根据权利要求2所述的知识库构建方法，其特征在于:所述的提取方法是对文章内容利用二叉树的方式进行分拆，对分拆出的词语同标准地址库中的词语进行比较，如果在库中，则提取出来，否则过滤掉。
5.根据权利要求1至4任一项所述的知识库构建方法，其特征在于:所述的确定异构的有效地址信息时，采用地址同名或别名分析、地址位置分析、地址层次分析；并定义为:采用别名的地址信息与标准地址信息属于同一地址对其进行地址信息合并，地址位于标题中比出现内容中的地址更有价值，地址出现频率大比频率小的地址更有价值，高层次的地址比低层次的地址更有价值，标准地址库中的地址层次分为省份层、城市层、乡镇层。
6.根据权利要求1至4任一项所述的知识库构建方法，其特征在于:所述的关联关系包含知识的地址、知识的经纬度信息、知识的地址标准名称；知识分类的优先顺序为先位置后频率，即能确定位置优先的，就以位置占优的地址作为该篇文章的最终地址，如不能确定位置优先顺序的，即以出现频率高的地址作为该篇文章的最终地址。
7.根据权利要求5所述的知识库构建方法，其特征在于:所述的关联关系包含知识的地址、知识的经纬度信息、知识的地址标准名称；知识分类的优先顺序为先位置后频率，即能确定位置优先的，就以位置占优的地址作为该篇文章的最终地址，如不能确定位置优先顺序的，即以出现频率高的地址作为该篇文章的最终地址。
8.权利要求1-7任一项所述方法构建的知识库查询方法，其特征在于:主要步是: 输入检索条件，即信息关键字； 移动终端上的客户端软件，将信息关键字和位置信息发送到服务器； 服务器首先利用关键字信息进行检索，对检索出的知识，根据其位置信息，利用地理信息系统进行分析，并返回给客户端； 客户端软件接收上述信息，并依据位置信息，将检索出的相关知识信息显示出来。
用户选择有效信息进行浏览，对突发事件处置进行决策。
9.根据权利要求8所述的知识库查询方法，其特征在于:所述的显示方式有两种，一种是采用在地图上进行信息标注，第二种是利用分类列表的方式。
10.根据权利要求8或9所述的知识库查询方法，其特征在于:先选择知识库检索区域，利用地理信息工具，在地图上标出矩形、圆形或多边形区域，或对地址进行勾选，选定区域；然后，按如下步骤进行； 输入检索条件，即信息关键字；移动终端上的客户端软件，将信息关键字和检索区域信息发送到服务器； 服务器首先根据区域信息，利用地理信息支撑软件，将区域内的知识检索出来； 服务器利用关键字检索算法，对分离出的知识，进行关键字匹配，检索出相关的知识信息； 服务器通过网络将检索结果返回给客户端，内容包括信息相关度优先级、信息的位置信息等； 客户端软件接收上述信息，并依据位置信息，将检索出的相关知识信息显示出来； 用户选择有 效信息进行浏览，对突发事件进行决策。
全文摘要
本发明涉及辅助决策技术领域，具体涉及一种基于位置信息的应急辅助决策系统知识库构建及查询方法。本发明对构成位置信息知识库知识来源的历史知识库中的知识或是网络知识，先对其进行信息提取，提取出其中的地址信息；然后对地址信息进行分析，最终确定异构的有效地址信息；针对信息分析结果，对其根据地址编码规范，进行知识分类，并依据地址编码规范，赋值经纬度信息，在数据库中建立知识和位置信息的关联关系表；从而形成基于位置信息的知识库。本发明利用突发事件具有地域性的特点，知识和位置信息的关联，提出了一套应急辅助决策系统，解决了将信息依照位置相关性进行分类显示等问题；可以应用于应急辅助决策系统中。
文档编号G06F17/30GK103092918SQ201210563070
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者贺忠堂, 李新安, 赵锋伟, 李智勇 申请人:东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心