一种基于语义分析的档案数据管理系统的制作方法

本发明涉及数据管理，具体为一种基于语义分析的档案数据管理系统。

背景技术：

1、随着全球城市化进程的加速，城市绿化在改善生态环境、调节气候以及提升市民生活质量方面发挥着重要作用。城市绿化项目通常包括植物的种植、养护和监测等工作，这些工作产生了大量的数据。这些数据包括结构化数据，如植物种类、种植时间以及维护计划，以及非结构化数据，如市民反馈、植物生长图像和环境监测数据。传统的档案管理系统主要依赖人工录入和分类，对于海量、复杂且异构的数据，难以高效管理和利用。此外，随着物联网、大数据和人工智能技术的快速发展，越来越多的传感器设备能够实时监测与城市绿化相关的动态数据，进一步增加了数据的复杂性和管理难度。

2、传统管理方法在检索信息时往往存在信息不完整和耗时长的问题，难以高效地实现数据之间的关联性分析，影响决策的准确性和及时性。同时，大量重复信息进一步加大了管理难度，导致数据处理与更新效率低下。

3、为此，提出一种基于语义分析的档案数据管理系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于语义分析的档案数据管理系统，数据采集单元通过采集城市绿化领域的历史数据与实时多源数据，包括结构化数据和非结构化数据；数据预处理单元对数据进行预处理获得标准化数据。语义分析单元构建绿化数据语义分析模型对标准化数据进行识别，生成城市绿化的语义标签；语义关联单元先分析语义标签获得城市绿化初步关联，再对历史数据分析获得城市绿化语义标签间的隐性关联、时空关联和因果关联，生成城市绿化关联数据。绿化图谱构建单元对实时多源数据和实时城市绿化关联数据进行关联，生成城市绿化动态知识图谱。决策支持单元通过城市绿化动态知识图谱和输入数据，生成绿化管理建议，并发出预警信息。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于语义分析的档案数据管理系统，包括：

4、数据采集单元：用于采集城市绿化数据的历史数据和实时多源数据，所述历史数据和实时多源数据包括结构化数据和非结构化数据；

5、数据预处理单元：用于对所述实时多源数据进行语义预处理，获得标准化数据；

6、语义分析单元：用于构建绿化数据语义分析模型对所述标准化数据进行分析识别，生成城市绿化语义标签；

7、语义关联单元：用于通过对所述城市绿化语义标签进行分析，获得城市绿化初步关联；通过构建城市绿化语义关联性模型对所述历史数据分析，获得城市绿化语义标签间的隐性关联、时空关联和因果关联；通过城市绿化初步关联、隐性关联、时空关联和因果关联，生成城市绿化关联数据；

8、绿化图谱构建单元：用于对所述实时多源数据和实时城市绿化关联数据进行分析，生成城市绿化动态知识图谱；

9、决策支持单元：用于基于所述绿化动态知识图谱和输入数据，生成绿化管理建议，发出预警信息；所述输入数据为城市绿化信息数据。

10、优选的，所述结构化数据为绿化管理项目的基础档案信息，包括植物基础信息、种植信息、维护计划和管理项目；

11、所述植物基础信息包括植物的种类、名称、健康状态和生长阶段；

12、所述种植信息包括植物的种植时间、地理位置、种植密度和绿化区域的面积；

13、所述维护计划包括对绿化区域的定期维护措施，如灌溉、修剪、施肥和病虫害防治；

14、所述管理项目包括城市绿化管理相关的项目名称、任务安排、时间表和责任人；

15、所述非结构化数据包括市民反馈、图片和视频数据、图像数据和环境监测数据；

16、所述市民反馈包括市民对绿化区域的意见、投诉和改善建议；

17、所述图片和视频数据包括植物的生长状况和虫害监控；

18、所述环境监测数据包括土壤湿度、温度、风速和空气质量。

19、优选的，所述语义预处理包括数据清洗、格式化处理和词向量表示；

20、所述数据清洗包括去除噪声、标准化数据类型和剔除异常值；

21、所述格式化处理包括将绿化文本数据进行分词以及去除停用词、将绿化图片数据通过卷积神经网络提取特征以及对环境数据进行归一化处理；

22、所述词向量表示包括通过词向量模型glove将绿化文本数据转化为绿化数值向量；

23、所述标准化数据包括绿化文本词向量、绿化图像和绿化环境监测数据。

24、优选的，所述绿化数据语义分析模型包括绿化文本词向量特征提取层、绿化图像特征提取层、绿化环境监测数据特征提取层、多模态数据分析层和城市绿化语义标签生成层；

25、所述绿化文本词向量特征提取层对绿化文本词向量进行特征提取，获得绿化文本词特征向量；

26、所述绿化图像特征提取层对绿化图像进行特征提取，获得绿化图像特征向量；

27、所述绿化环境监测数据特征提取层对绿化环境监测数据进行特征提取，获得绿化环境特征向量；

28、所述多模态数据分析层对所述绿化文本词特征向量、所述绿化图像特征向量和所述绿化环境特征向量进行分析，生成第一城市绿化语义标签；

29、所述城市绿化语义标签生成层通过所述实时多源数据更新所述第一城市绿化语义标签，生成城市绿化语义标签；所述城市绿化语义标签包括植物信息标签、环境状态标签、风险预警标签和管理需求标签。

30、优选的，所述绿化图像特征向量获取过程包括：

31、将所述图像特征向量输入至一个3×3，卷积核大小为16的卷积层中，获得第一图像特征图；将所述第一图像特征图输入至一个3×3，卷积核大小为32的卷积层中，获得第二图像特征图；将所述第二图像特征图进行批量归一化，并将批量归一化后的特征图传递给sigmoid激活函数，获得第三图像特征图；将所述第二图像特征图和所述第三图像特征图按通道维度进行拼接后输入至一个1×1，卷积核大小为16的卷积层中，并在卷积层后添加通道注意力模块，得到第四图像特征图；

32、将所述第二图像特征图、所述第三图像特征图和所述第四图像特征图输入所述图像特征融合层，生成绿化图像特征向量；所述绿化图像特征向量包括植物的颜色、纹理、形状、株高和虫害状况。

33、优选的，对所述实时多源数据和实时城市绿化关联数据进行分析，生成城市绿化动态知识图谱；

34、所述城市绿化动态知识图谱生成过程包括：

35、通过对所述城市绿化关联数据通过深度学习模型识别所述实时多源数据中的实体及实体关系；通过获取数据间语义关联中的实体和实体关系，生成城市绿化动态知识图谱；所述实体表示为城市绿化动态知识图谱中节点，所述实体关系表示为城市绿化动态知识图谱中连边。

36、优选的，所述城市绿化语义关联性模型包括语义相似性层、时空关联分析层和因果关系分析层；

37、所述语义相似性层基于所述历史数据间的相似性，获得语义相似性矩阵，生成城市绿化语义隐性关联；

38、所述时空关联分析层基于所述历史数据中时间序列数据，分析城市绿化在时间和空间相关性，生成城市绿化语义时空关联；

39、所述因果关系分析层基于所述历史数据，分析城市绿化因果关系，生成城市绿化义语因果关联。

40、优选的，对所述实时多源数据和实时城市绿化关联数据进行分析，生成城市绿化动态知识图谱；

41、所述城市绿化动态知识图谱生成过程包括：

42、通过对所述城市绿化关联数据通过深度学习模型识别所述实时多源数据中的实体及实体关系；所述图谱建立模块通过获取数据间语义关联中的实体和实体关系，生成知识图谱；所述实体表示为知识图谱中节点，所述实体关系表示为知识图谱中连边。

43、优选的，通过所述绿化数据语义分析模型对所述输入数据进行语义分析，获取城市绿化档案数据管理系统内与所述输入数据关联的城市绿化关联数据；

44、依据所述城市绿化关联数据生成绿化管理建议。

45、优选的，依据所述绿化管理建议，向管理员发送预警信息；

46、所述预警信息包括：潜在病虫害分析、环境异常对植物的影响、需要优先处理的绿化区域、气候变化预警以及植物健康恶化预警。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

48、1、本发明构建绿化数据语义分析模型；通过对预处理过的标准化数据进行识别，获得绿化文本词特征向量、绿化图像特征向量和绿化环境特征向量；通过多模态数据融合技术对特征向量进行分析，生成第一城市绿化语义标签，并结合实时多源数据，生成城市绿化语义标签，有效提升城市绿化数据的管理效率。

49、2、本发明构建城市绿化语义关联性模型；通过对所述城市绿化语义标签间的分析，获得城市绿化初步关联；通过城市绿化语义关联性模型对历史数据进行分析，获得城市绿化语义标签间的隐性关联、时空关联和因果关联；综合考虑不同层次的关联性，为城市绿化的科学规划与管理提供支持。

50、3、本发明通过绿化数据语义分析模型对输入数据进行深入的语义分析，获取与城市绿化档案数据管理系统关联的城市绿化关联数据。基于关联数据和绿化动态知识图谱生成相应的绿化管理建议。并通过预警信息及时传达潜在的风险，旨在提高绿化管理的效率和响应能力，推动城市绿化数据管理的优化。

技术特征：

1.一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的一种基于语义分析的档案数据管理系统，其特征在于：

技术总结
本发明涉及数据管理技术领域，具体为一种基于语义分析的档案数据管理系统。数据采集单元通过采集城市绿化领域的历史数据与实时多源数据，包括结构化数据和非结构化数据；数据预处理单元对数据进行预处理获得标准化数据。语义分析单元构建绿化数据语义分析模型对标准化数据进行识别，生成城市绿化的语义标签；语义关联单元先分析语义标签获得城市绿化初步关联，再对历史数据分析获得城市绿化语义标签间的隐性关联、时空关联和因果关联，生成城市绿化关联数据。绿化图谱构建单元对实时多源数据和实时城市绿化关联数据进行关联，生成城市绿化动态知识图谱。决策支持单元通过城市绿化动态知识图谱和输入数据，生成绿化管理建议，并发出预警信息。

技术研发人员：陈华,郝建春,孔祥达
受保护的技术使用者：山东含光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5