对海洋环境知识提取和表示的贡献引用此版本：迪厄多娜·察查。对海洋环境知识提取和表示的贡献：提出了一个专门用于导航应用的体系结构。建模和模拟。西布列塔尼大学-布雷斯特，2014年。法语。NNT：2014BRES0118。电话：02148222HAL ID：电话：02148222https://theses.hal.science/tel-02148222提交日期：2019年HAL是一个多学科的开放存取档案馆，用于存放和传播科学研究论文，无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构，也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire论文/西布列塔尼大学由布列塔尼欧洲大学盖章要获得标题西布列塔尼大学博士（博士）专业：计算机科学海洋科学博士学院对海洋环境知识的提取和表示的贡献体系结构的建议专用于应用程序导航。提交人迪厄多内·察察在联合研究单位编制（EA编号3634）海军学院研究所论文答辩2014年12月11日陪审团由以下人员组成：贝内迪克·布彻夫人科学博士-COGIT，国家地理和林业信息研究M. 毛罗·盖奥教授M. 让-菲利普·巴鲍教授-M. 阿兰·布朱拉罗谢尔大学L3 i高级讲师M. 克里斯托弗·克拉蒙特教授M. 埃里克·索讲师（Hdr.）o\Numeroorrrre计算机科学-地理信息学我把这篇论文献给我的妻子和儿子。谢谢你生命中的美好时刻永远不会持久，在这些时刻，你会发现你想与之共度余生的非凡的人。不幸的是，这是不可能的，因为我们总是被要求分开，因为我们的个人野心。然而，有一个词"谢谢你"，它可以让我们大声而清晰地告诉或提醒所有这些人，在困难时期，他们在我们的生活中是多么重要。然而，避免感谢我一生中在某个地方遇到的每一个人，否则即使是一整本书也不足以表达我的感谢。 特别是因为我的人生旅程由大量的兴趣点和障碍组成，在这些兴趣点和障碍中我遇到了很棒的人。 我只想看看我生命中最突出的时刻，在这些时刻，我得到了那些让我继续前进而不跌跌撞的人的帮助。这一切都开始于2014年12月11日的一个上午12点30分，在 这个消息是由辩护陪审团主席M. 我向Jean-Phillipe BABAU和所有评审团成员表示最诚挚的感谢毛罗·盖奥和M.阿兰·布朱。如果没有一个非常紧凑的团队，论文的完成是不可能的，我称之为战斗三人组（导演、导师、论文集），其中每个实体都扮演着重要的、不可重复的角色。正是在这种背景下，我感谢我的主任Mcf（Hdr.）Eric Saux和我的共同导师Christophe Claramunt教授给予我的宝贵帮助，他们都是了不起的人，致力于他们的研究使命。这是他们传给我的宝贵遗产。我还要感谢海军学院和国防部为我的论文提供了这篇论文也是可能的一个显着的生活环境八愿你们的灵魂安息，你们的孩子永远不会忘记你们），我的姐姐西尔维·佩特冈，我的兄弟比埃维努·塔门、卡尔文·恩加哈、查尔斯·努贾、朱尔斯·恩吉克和我的姐妹朱利安·恩贾门、多雷蒂·恩甘格、塞尔日·艾琳·恩甘多和纳丁·桑琼，更不用说塔门（杜阿拉）、琼祖（雅温得）、塔姆托（雅温得）、丰乔（巴黎）、丰沃（杜阿拉）、丘塔（杜塞尔多夫）、姆博格拉（雅温得）家族。我还要感谢我在越南（Landry、Richard、Hervé）、喀麦隆（Guy、Ghislain、Jean Marie）、乌克兰（Serge、Ngomseu等）学习期间与之合作的所有朋友 我儿时的朋友们，我们一直保持着非常亲密的关系（布莱斯·卡姆德姆、希普-波利特·卡姆德姆、尼约尼奥·奇梅内、约西亚娜·肯涅、威利·乔坎、米歇尔·查楚昂、塞尔日·普德），我在海军学院的朋友们（乔治（我的兄弟卡默）、皮埃尔-吕克、拉米亚、伊内斯、约瑟夫、尼古拉斯、克莱门特、奥斯曼、萨米、皮埃尔、玛丽-科兹（IRENAV的校对员和母亲）、洛伊克、阿诺德、埃默里、杰拉尔丁、亚历山德拉、朱利安、洛朗·艾蒂安、富泰、格雷戈里、巴拉克、多索、布里斯科、塔拉等）。C’est为了非常平静地对待这篇论文，我遇到了一些人，他们教会了我一些有价值的正是在这种背景下，我感谢PhamThiHaDuoug教授，他向我介绍了解决复杂问题的方法，感谢越南法国计算机科学研究所的全体教职员工（M. Moraru先生阿兰·鲍彻先生光先生。Vinh等）和我在IFI 14班的所有同学我不能不说我爱你们所有人，我永远不会改变摘要如今，自主计算应用程序是科学研究的主要后者最初用于在约束和动态环境中的决策支持系统在研究进步的帮助下，他们现在可以与此同时，他们面临着对现实世界和构成现实世界的实体进行忠实建模的挑战。我们研究的主要目标之一是捕获和建模与时空实体相关的语义，以丰富其在GIS或决策支持系统中的表达能力。 利用该模型部署了动态海上路由服务。 该算法已被证明在内存空间和计算时间方面是最优的。所捕获的语义由空间实体的a ff顺序和视觉显著性组成然后，与该语义相关联的知识由集成了时空方法的计算本体来表示。这种知识要么是从该领域专家的知识中推导出来的，要么是使用自动语言处理技术从大量文本数据中提取出来的。所提出的计算本体允许我们基于最短距离和双向的单准则迭代启发式来定义动态海事-时间路由算法（基于环境中存在的事件或对象）。所提出的BIDA * 算法应用于迭代图，该迭代图是覆盖导航区域的迭代六边形网格的概念化。 该算法还允许管理不同的分辨率级别。始终致力于生成尽可能接近现实世界的模型，BIDA算法已经丰富了多标准策略，以考虑海上航行的我们感兴趣的全局和局部约束是水深、航行距离和航行方向。因此，所提出的模型可以x自主探索这些环境。作为本论文的一部分，开发了一个智能导航的实验原型，实现了这一建模并提供了海上航线服务。关键词：人工智能、地理信息科学总结IX目录引言1论文大纲及阅读................................................................................................................................................. 指南61最新技术水平1.1GIS..........................................................................................................................................................................中时空实体的表示91.1.1实体的空间维度.................................................................................................................................1.1.2实体的时间维度................................................................................................................................1.2将智能方法与空间..............................................................................................................................................实体相结合171.2.1人工......................................................................................................................................................智能181.2.1.1算法和启发.......................................................................................................................式191.2.2计算......................................................................................................................................................智能211.2.2.1知识...................................................................................................................................的学习211.2.2.2知识获取中的智能系统..................................................................................................1.2.2.3知识探索中的智能系统..................................................................................................1.3GIS和智能...........................................................................................................................................................方法的融合241.3.1本体论......................................................................................................................................251.3.2代表......................................................................................................................................................的形式主义281.4结论.......................................................................................................................................................................312用于表示时空实体语义的计算本体33材料表十2.1通过源自专家知识的语义来丰富时空实体.........................................................................................2.1.1实体的语义维度.................................................................................................................................2.2海洋环境的计算本体..........................................................................................................................................2.2.1在"DL" 40中对实体建模...............................................................................................2.2.2描述..................................................................................................................................逻辑中的"OGC"标准422.3提出的本体的形式化..........................................................................................................................................2.3.1时间......................................................................................................................................................维度的形式化462.3.2空间......................................................................................................................................................维度的形式化522.3.3语义......................................................................................................................................................维度的形式化532.3.4将实体或其感知的变化形式化........................................................................................................2.4实现所...................................................................................................................................................................2.4.1不同的系统......................................................................................................................................... 552.4.2SWRL......................................................................................................................................58中的规则2.5案例.........................................................................................................................................................2.6结论.......................................................................................................................................................................633基于TAL（自动语言处理）技术的时空实体的丰富653.1信息检索技术......................................................................................................................................................3.2与概念.................................................................................................................................................................. 相关的语义的自动提取693.2.1单词的概念向量......................................................................................................................3.2.2句子的概念向量.................................................................................................................................3.3用于语义提取的决策空间.....................................................................................................................3.3.1句子在决策空间中的投影.................................................................................................................3.3.2概念的主要语义方向.........................................................................................................................3.3.3案例研究..................................................................................................................................3.4注释在语义.......................................................................................................................................................... 学研究中的应用783.5结论.......................................................................................................................................................................824动态路由服务和导航路径的形式化4.1适合海洋环境的航线的价值.............................................................................................................................目录xii4.2基于启发.............................................................................................................式的算法的基本概念894.3选择路面或网格.....................................................................................................................................934.3.1连接.................................................................................................................................系数934.3.2解决方案.....................................................................................................中包含的节点数944.3.3一个方向.............................................................................................................上的节点数944.3.4六边形.............................................................................................................................网格974.4数据.............................................................................................................................................. 结构1034.5109六边形.......................................................................................................网格上的BIDA*算法4.6结论......................................................................................................................................................1155拟议模型的结构：在约束导航中的应用1195.1体系结构的各种模块.........................................................................................................................5.1.1自动语言...................................................................................................................... 1215.1.2本体编辑模块......................................................................................................................5.1.2.1海事......................................................................................................活动1235.1.2.2航海................................................................................................................. 图1245.1.3数据存储和使用模块..................................................................................................................5.1.3.1数据..................................................................................................... 库服务器1255.2考虑到环境限制.................................................................................................................................5.2.1全局...............................................................................................................................限制1305.2.2本地...............................................................................................................................约束1315.3多约束...................................................................................................................问题的BIDA*1335.3.1各种标准...............................................................................................................的形式化1355.4结论......................................................................................................................................................138结论和展望141捐款................................................................................................................................................................141前景................................................................................................................................................................144材料表十参考文献145数字列表1可能影响白天（左）和夜间（右）交通路线的信息语义示例。在白天，实体通过它们的形状和颜色来识别，在晚上，通过它们发出的光信号来识别。[Nemeta，2008] 32本论文............................................................................................................................................................. 涉及的三个科学领域51.1意义三角形描述了对概念和实体进行建模的步骤101.2实体在其空间维度中的进化阶段...................................................................................................1.3RCC模型的分层拓扑关系8..............................................................................................................121.4(a)实体在其时间维度上的进化阶段时间............................................................................................................................................................... 维度141.5[Allen和Hayes，1990] 14的时间关系...................................................................................1.6时空............................................................................................................................................................... 过程类型学的说明161.7空间和时间实体的说明...........................................................................................................................1.8致力于智能系统的不同领域。摘自[Russel和Norvig，1995]............................................. 181.9NP 21问题的组织说明.................................................................................................................1.10人工神经网络的结构...............................................................................................................................1.11海洋环境概念化的说明...........................................................................................................................1.12术语逻辑与函数...............................................................................................................................逻辑的表达性291.13形式主义.......................................................................................................................................................的不同类别291.14可编程描述逻辑（DLP）和可编程逻辑的可表达性31号号角.................................................................................................................................2.1标准S57....................................................................................................................................................... 39的不同类别说明2.2为原子或基本...............................................................................................................................................实体提出的本体452.3各种基本浮标（北、南、东、西）的日视图插图62年的3.1(a)从应用程序生成的单词"port"的" synset"的插图visual thesaurus........................................................................................................................3.2WordNet 71中定义的词汇网络的结构图................................................................................3.3（与（a）"系泊区"和（b）"心轮浮标"概念相关的决策空间可视化.................................4.1MaxSea软件建议的路径示例，其中路径穿过区域土地，从而危及安全...................................................................................................................... 884.2(a)算法遍历的初始图.............................................................................................
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