[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

说明书

本发明公开了一种基于本体的移动轨迹建模和语义查询系统，其包括移动轨迹数据预处理模块、关联关系及包含关系计算模块、移动轨迹本体模型构建和存储模块和移动轨迹数据语义查询模块；本发明通过对移动轨迹数据集进行预处理，再拓展数据集的维度；然后分别计算了相同维度下的标签关联关系和标签包含关系、以及不同维度下的标签关联关系；根据分类和比较方法、关联和包含关系构建出面向移动轨迹的本体模型，最后将关联和包含关系应用到移动轨迹数据查询，实现基于关联和包含关系组合的语义查询的功能，本发明从语义层面分析了移动轨迹数据之间存在的关联关系和包含关系，提高了移动轨迹数据的查询效率，可广泛应用于移动轨迹数据分析及查询的场景。

技术领域

本发明涉及移动轨迹数据分析及查询领域，尤其涉及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。

背景技术

目前，针对某个领域知识，本体提供一组术语、概念及关系来描述某个领域，通过对领域知识进行分类和比较等方法，从而构建本体模型，但是本体模型在语义和结构层面的构建仍然是一个巨大的挑战。移动轨迹的研究通过人工智能中的分类和聚类等技术，研究热点广泛集中在轨迹聚类、轨迹分类以及位置推荐等领域，但忽略了分析移动轨迹数据间的关联关系和包含关系。语义查询主要是通过SPARQL语言进行查询，目前一些研究仅仅将相关的研究领域与语义查询相结合，通过将结构化的数据集映射成RDF数据集，实现了获得相应的语义查询结果的目的，却忽略了对语义查询性能的分析和比较。

由此可知，现有技术和方法还有待于进一步的改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术和方法的上述缺陷，提供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，旨在从语义层面分析移动轨迹数据之间存在的关联关系和包含关系，进一步提高移动轨迹数据的查询效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于本体的移动轨迹建模和语义查询系统，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-wisemutualinformation(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。

上述技术方案中，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；