碩士論文：數(shù)字地形分析領(lǐng)域應(yīng)用適配性知識的案例表達(dá)與推理應(yīng)用——以河網(wǎng)提取為例
吳雪薇（2016年夏季畢業(yè)）
指導(dǎo)教師：秦承志 研究員
摘要
隨著數(shù)字地形分析（digital terrain analysis，DTA）應(yīng)用建模在地學(xué)相關(guān)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，越來越多對DTA應(yīng)用建模知識掌握不足的用戶開始使用數(shù)字地形分析。然而，DTA應(yīng)用模型的構(gòu)建過程復(fù)雜，現(xiàn)有的DTA應(yīng)用建模工具在應(yīng)用時，算法選擇和參數(shù)設(shè)置都依賴于用戶自身的DTA應(yīng)用建模知識，現(xiàn)有工具尚難以幫助用戶降低在這方面的建模難度，因此，缺乏DTA應(yīng)用建模知識的非專家用戶難以正確、高效地應(yīng)用數(shù)字地形分析。
數(shù)字地形分析應(yīng)用建模知識主要由兩部分構(gòu)成：模型工作流構(gòu)建知識和應(yīng)用適配性知識。其中應(yīng)用適配性知識對DTA應(yīng)用建模的質(zhì)量有直接的影響，但由于該類知識具有不夠精確、缺乏系統(tǒng)性、存在形式多樣等特點，難以對其進(jìn)行形式化表達(dá)和推理應(yīng)用，目前對該類建模知識尚缺乏相關(guān)研究，現(xiàn)有DTA應(yīng)用建模工具無法利用這類知識來降低用戶的建模難度。
針對上述問題，本文借鑒了人工智能領(lǐng)域中基于案例的知識表達(dá)和推理方法，設(shè)計了一套基于案例的DTA應(yīng)用適配性知識形式化表達(dá)和推理方法框架。其基本思想是將已有的相似案例的解決方案應(yīng)用于解決新的問題，適合于對缺乏系統(tǒng)性的經(jīng)驗知識進(jìn)行形式化表達(dá)和推理應(yīng)用。為了對該方法框架具體化為實用方法，以河網(wǎng)提取應(yīng)用為例，分別從應(yīng)用目的、數(shù)據(jù)特征、研究區(qū)特征這三個方面設(shè)計了一套指標(biāo)體系以及其中各指標(biāo)相應(yīng)的相似度計算方法，構(gòu)建了一套河網(wǎng)提取應(yīng)用適配性知識的案例表達(dá)及推理應(yīng)用方法。
在對新建方法進(jìn)行應(yīng)用驗證時，采用文獻(xiàn)中記錄的河網(wǎng)提取實例來準(zhǔn)備案例�？紤]到文獻(xiàn)案例并不一定都具有足夠高的可信度，為盡可能避免該因素的影響，挑選了相關(guān)領(lǐng)域國際主流期刊中可信度較高的124個文獻(xiàn)案例作為核心案例庫，從中隨機(jī)選取50個作為驗證案例進(jìn)行新建方法的應(yīng)用評價。同時，考慮到基于案例的方法在推理應(yīng)用時，案例庫越大，應(yīng)用效果通常應(yīng)越好，因此在上述核心庫的基礎(chǔ)上，添加了可信度可能不夠高的案例，得到包含250個案例的擴(kuò)展案例庫，利用相同的50個驗證案例進(jìn)行新建方法的應(yīng)用評價，以對案例可信度的可能影響進(jìn)行討論。
實驗結(jié)果表明，新建方法所得到的推理結(jié)果較為合理，同時，案例可信度可能會對本文方法的案例推理結(jié)果產(chǎn)生影響，這是后續(xù)方法研究的改進(jìn)方向。本文所建立的方法通過與DTA應(yīng)用建模工具的結(jié)合，可用于降低用戶的DTA應(yīng)用建模難度。
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論文的部分內(nèi)容可見于：
吳雪薇，秦承志*，朱阿興. 數(shù)字地形分析應(yīng)用適配性知識的案例表達(dá)與推理應(yīng)用方法. 地理科學(xué)進(jìn)展，2016，35（1）：89-97.
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