[发明专利]一种基于本体的移动轨迹建模和语义查询系统及构建方法

权利要求书

1.一种基于本体的移动轨迹建模和语义查询系统，其特征在于，其包括：

移动轨迹数据预处理模块，其通过经度和纬度的定位方式对数据的每个移动轨迹点添加相应的位置信息、活动信息以及交通工具信息，拓展数据集的维度；

关联关系及包含关系计算模块，其接收经过移动轨迹数据预处理模块处理后的数据并采用权重余弦相似度和point-wise mutual information(PMI)两种方法分别计算相同维度下的标签关联关系和不同维度下的标签关联关系，并采用包含概率方法计算相同维度下的标签包含关系；

移动轨迹本体模型构建和存储模块，其接收经过关联关系及包含关系计算模块计算出的标签包含关系的信息，并根据分类和比较方法、关联和包含的关系，构建出面向移动轨迹的本体模型，并将该本体模型持久化存储到数据库中；

移动轨迹数据语义查询模块，其将移动轨迹本体模型构建和存储模块中的本体模型中的移动轨迹数据集中的数据进行语义映射处理，并将关联和包含关系应用到移动轨迹数据查询，构建出组合关联和包含关系的语义查询系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于本体的移动轨迹建模和语义查询系统，其特征在于，所述移动轨迹数据预处理模块具体包括：

移动轨迹数据拓展单元，其根据记录的移动轨迹点的经度和纬度，通过定位技术，为每个轨迹点添加具体的位置location，并根据建筑物的具体位置和记录轨迹的时间段，为每个轨迹点添加具体的活动activity；根据轨迹点位置和活动的关联关系，增加与轨迹和活动相关的出行方式transportation_mode；

移动轨迹数据表示单元，其基于拓展的位置、活动和出行方式维度，用九元组start_date,start_time,start_coordinate,activity,end_date,end_time,end_coordinate,location,transportation_mode表示移动轨迹，其中，start_date，start_time，start_coordinate，end_date，end_time，end_coordinate分别表示记录移动轨迹点的开始日期、开始时间、开始坐标、结束日期、结束时间和结束坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于本体的移动轨迹建模和语义查询系统，其特征在于，所述关联关系及包含关系计算模块具体包括：

权重记录单元，其分析活动-活动、位置-位置和活动-位置之间的关系，并使用二维矩阵记录权重w_ij，行表示活动i，列表示位置j，记录标签在相同维度下的权重和不同维度下的权重；

相同维度下标签关联关系计算单元，其分别用向量表示每个活动i和位置j的权重(v₀,…v_i,…v_n)，采用权重余弦相似度分别计算活动维度和位置维度中的标签关联关系；

不同维度下标签关联关系计算单元，其根据二维权重矩阵的p(w_i),p(w_j)以及p(w_i,w_j)，使用PMI方法计算活动-位置之间的关联程度，其中p(w_i,w_j)表示活动和位置共同出现的权重；

包含关系计算单元，其根据二维矩阵中记录的权重w_ij，计算标签x与标签y的包含关系，例如，在相同的位置z，有两个活动x和y，计算活动x和y的包含情况，使用包含概率p(y|x)、p(x|y)、p(x|z)及p(y|z)等方法和条件，判断活动x和y是否出现在相同的位置z，其中p(x|z)和p(y|z)表示布尔值。

4.根据权利要求1所述的一种基于本体的移动轨迹建模和语义查询系统，其特征在于，所述移动轨迹本体模型构建和存储模块具体包括：

本体模型构建和存储单元，其通过分类和比较方法以及所分析的关联和包含关系，使用Protégé工具实现移动轨迹的本体建模，并通过jena工具将本体模型持久化存储到数据库中。