Адаптивная модель представления для эффективного структурирования геонаучных знаний

Граф знаний в науках о Земле (Geoscience Knowledge Graph, GKG) — эффективный способ организации разнообразных геонаучных знаний в семантическую сеть, понятную и обрабатываемую машиной. Однако существующие модели представления графов знаний используют фиксированные кортежи, которые не позволяют в полной мере отражать сложные пространственно-временные характеристики и взаимосвязи, присущие геонаучным данным.

Для решения этих проблем в статье, опубликованной в журнале Science China Earth Sciences, предложена адаптивная модель представления GKG, учитывающая эти комплексные пространственно-временные особенности. В рамках единой пространственно-временной онтологии эта модель позволяет эффективно представлять сложные пространственно-временные характеристики и отношения в геонаучных знаниях, автоматически выбирая адаптивную структуру кортежа на основе ассоциации пространственно-временной информации. Это также обеспечивает эффективную и надежную поддержку для единого построения, вычисления и логического вывода в междисциплинарных GKG.

Авторы статьи обсуждают классификацию геонаучных знаний, которые с точки зрения функциональности можно разделить на концептуальные знания, фактические знания, правила и метазнания. Представлены унифицированные системы для пространственно-временных характеристик и проанализированы взаимосвязи в геонаучных знаниях. Унифицированная временная система состоит из хронологии, календаря и хронометража, а пространственная — из горизонтальных координат и вертикальной высоты в рамках конкретной системы пространственных координат.

На основе этой классификации и анализа предложена адаптивная модель представления GKG. Её основная идея заключается в том, чтобы сначала представить содержание знаний с помощью базовых кортежей, а затем автоматически определить, следует ли отдельно представлять временную или пространственную информацию, исходя из степени их связи с самим знанием (пространственно-временной ассоциации). Представление пространственно-временной информации должно ссылаться на единую онтологию для обеспечения точных вычислений и логического вывода.

Используя эту модель, геонаучные знания могут быть полностью и точно представлены в соответствии с уровнем пространственно-временной ассоциации, которая условно делится на четыре категории: слабая, умеренная, сильная и сверхсильная (когда знание относится к самим пространственным или временным сущностям).