一种基于空间关系的空间场景数据检索方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于空间检索领域，尤其涉及一种可以提高检索效率的，基于空间关系的 空间场景数据检索方法。
【背景技术】
[0002] 随着"数字中国"的逐步实现，空间信息应用面越来越广泛。数字矢量地图具有精 度高、支持高质量缩放、定位准确、操作方便、更新便捷等多种优势，已成为地理信息系统、 智能交通运输系统、数字化城市和数字化国防建设等方面必需的保障资源，它克服了纸质 地图查询速度慢、存储不方便、绘图精度低等缺点，是整个系统的基石。但是，矢量地图的检 索仍然停留在以数据库查询语言为基础的机械化检索阶段，未能充分发挥矢量数据的空间 特征。这种传统的检索方式不仅刻板，而且用户在使用时十分不便并且极易出错。造成这 些问题的主要原因是空间检索具有输入模糊、不精确、难于理解和不规范等特点，这些都制 约了传统空间检索语言的检索效率和命中率。
[0003] 为了突破传统空间检索语言在面对空间检索输入模糊、不精确、难于理解和不规 范等特点的限制，基于手绘草图的检索打开了用户和空间数据交互的新领域，这种检索方 式允许用户方便的手绘出思维简图来代替传统检索方式中复杂、刻板的检索语言，更加符 合用户对空间数据的理解方式，更加贴近用户的使用习惯。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种可以提高检索效率和用户体验的，基于空间关系的空间 场景数据检索方法。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] 一种基于空间关系的空间场景数据检索方法，包括以下几个步骤，
[0007] 步骤一：将手绘检索场景作为检索输入；
[0008] 步骤二：对数据库场景和检索场景提取改进9-交模型语义网络；
[0009] 步骤三：对数据库场景和检索场景提取基本方向关系语义网络；
[0010] 步骤四：创建改进9-交模型语义网络的关联图，得到预处理结果集；
[0011] 步骤五：针对预处理结果集创建基本方向关系语义网络的关联图，得到检索结果 集；
[0012] 步骤六：利用相似性定量计算模型计算检索结果集中检索结果的相似性分值，按 相似性分值对检索结果进行由高到低的排序；
[0013] 步骤七：如果当前检索结果集为空或者结果集中的检索结果数目小于阈值，对空 间关系进行约束放松，扩充检索结果集，返回步骤四，否则进行下一步；
[0014] 步骤八：按相似性分值的高低将检索结果显示在输出设备上。
[0015] 本发明一种基于空间关系的空间场景数据检索方法，还可以包括：
[0016]1、改进9-交模型，在9-交模型的基础上对9-交模型矩阵中的每一个元素进行扩 展，使每个元素的取值范围扩展到{-1，0, 1，2}。
[0017] 2、创建改进9-交模型语义网络的关联图的方法为：
[0018] 步骤一：检索场景G的点集为（Vl，. . .，vn)，数据库场景H的点集为（Ul，. . .，uN)， 如果数据库场景H中的点+满足检索场景G中点vi的约束，则在改进9-交模型的语义网 络的关联图中创建一个点％表示数据库场景H中第j个点满足检索场景G中第i个点的 约束；
[0019] 步骤二：如果数据库场景H中存在点+到点ui的空间关系满足检索场景G中点vi 到点vk的空间关系约束，则在改进9-交模型语义网络的关联图中点a^和akl之间建立边；
[0020] 步骤三：重复步骤一~步骤三，直到没有满足约束的点和边为止。
[0021] 3、针对预处理结果集创建基本方向关系语义网络的关联图的方法为：
[0022] 步骤一：检索场景G的点集为（Vl，...，vn)，预处理结果集场景H'的点集为 (11'1，...，11\)，如果预处理结果集场景11'中点11'_满足检索场景6中点^的约束，则在 基本方向关系语义网络的关联图中创建一个点a' ^表示预处理结果集场景H'中第j个 点满足检索场景G中第i个点的约束；
[0023] 步骤二：如果预处理结果集场景H'中存在点11'_到点11' 1的方向关系满足检索 场景G中点\到点vk的方向关系约束，则在基本方向关系语义网络的关联图中点a' ^和 a'kl之间建立边；
[0024] 步骤三：重复步骤一~步骤三，直到没有满足约束的点和边为止。
[0025] 4、相似性定量计算模型为：
[0026] Sgcene (北，qry) ^Scene(db,qry)^Comp^Compl) ~^~l)
[0027] 其中，为空间场景的相似性，wC(MpS空间场景完整性在空间场景检索中 所占的权重， ^Comp(db,qry) 为空间场景完整性，
【主权项】
1. 一种基于空间关系的空间场景数据检索方法，其特征在于：包括w下几个步骤， 步骤一：将手绘检索场景作为检索输入； 步骤二；对数据库场景和检索场景提取改进9-交模型语义网络； 步骤对数据库场景和检索场景提取基本方向关系语义网络； 步骤四：创建改进9-交模型语义网络的关联图，得到预处理结果集； 步骤五；针对预处理结果集创建基本方向关系语义网络的关联图，得到检索结果集； 步骤六；利用相似性定量计算模型计算检索结果集中检索结果的相似性分值，按相似 性分值对检索结果进行由高到低的排序； 步骤走：如果当前检索结果集为空或者结果集中的检索结果数目小于阔值，对空间关 系进行约束放松，扩充检索结果集，返回步骤四，否则进行下一步； 步骤八：按相似性分值的高低将检索结果显示在输出设备上。
2. 根据权利要求1所述的一种基于空间关系的空间场景数据检索方法，其特征在于： 所述的改进9-交模型，在9-交模型的基础上对9-交模型矩阵中的每一个元素进行扩展， 使每个元素的取值范围扩展到{-1，0, 1，2}。
3. 根据权利要求1所述的一种基于空间关系的空间场景数据检索方法，其特征在于： 所述的创建改进9-交模型语义网络的关联图的方法为： 步骤一：检索场景G的点集为（V。. . .，V。)，数据库场景H的点集为（Ui，. . .，，如果数 据库场景H中的点Uj.满足检索场景G中点Vi的约束，则在改进9-交模型的语义网络的关 联图中创建一个点ay表示数据库场景H中第j个点满足检索场景G中第i个点的约束； 步骤二：如果数据库场景H中存在点Uj.到点U1的空间关系满足检索场景G中点V1至。 点Vk的空间关系约束，则在改进9-交模型语义网络的关联图中点aU和ak之间建立边； 步骤重复步骤一~步骤=，直到没有满足约束的点和边为止。
4. 根据权利要求1所述的一种基于空间关系的空间场景数据检索方法，其特征在于： 所述的针对预处理结果集创建基本方向关系语义网络的关联图的方法为： 步骤一：检索场景G的点集为（vi，. . .，V。)，预处理结果集场景H'的点集为 (U' W)，如果预处理结果集场景H'中点u'j.满足检索场景G中点Vi的约束，则在 基本方向关系语义网络的关联图中创建一个点a'U表示预处理结果集场景H'中第j个 点满足检索场景G中第i个点的约束； 步骤二：如果预处理结果集场景H'中存在点u'j.到点U' 1的方向关系满足检索场景G中点Vi到点Vk的方向关系约束，则在基本方向关系语义网络的关联图中点a'。和a'ki 之间建立边； 步骤重复步骤一~步骤=，直到没有满足约束的点和边为止。
5. 根据权利要求1所述的一种基于空间关系的空间场景数据检索方法，其特征在于： 所述的相似性定量计算模型为：
其中，SseeceWh。。巧空同场景的相似性，Wc?p为空同场景完整性在空间场景检索中所占 的权重，Sc?pub，为空间场景完整性，
其中，Waw为在基本方向关系语义网络的关联图中空间对象所占的权重，Wcd表示在基 本方向关系语义网络的关联图中空间关系所占的权重，Saw为基本方向关系语义网络的关 联图整体的空间对象的相似度，为基本方向关系语义网络的关联图整体的空间关系的 相似度。
【专利摘要】本发明公开了一种基于空间关系的空间场景数据检索方法。步骤一：将手绘检索场景作为检索输入；步骤二：对数据库场景和检索场景提取改进9-交模型语义网络；步骤三：提取基本方向关系语义网络；步骤四：创建改进9-交模型语义网络的关联图，得到预处理结果集；步骤五：针对预处理结果集创建基本方向关系语义网络的关联图，得到检索结果集；步骤六：计算检索结果集中检索结果的相似性分值；步骤七：如果当前检索结果集为空或者结果集中的检索结果数目小于阈值，对空间关系进行约束放松，扩充检索结果集，返回步骤四，否则进行下一步；步骤八：按相似性分值的高低将检索结果显示在输出设备上。本发明具有提高检索效率和用户体验的优点。
【IPC分类】G06F17-30
【公开号】CN104850620
【申请号】CN201510253263
【发明人】门朝光, 田泽宇, 汤亚楠, 门宇博
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月18日