面向不可移动文物自然灾害风险图生成的领域特定语言

doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2023010102

《计算机应用》唯一官方网站 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (1): 152-158.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2023010102

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面向不可移动文物自然灾害风险图生成的领域特定语言

胡轶涵, 杜金莲, 苏航(), 高红雨

北京工业大学信息学部，北京 100124

收稿日期:2023-02-09 修回日期:2023-05-12 接受日期:2023-05-16 发布日期:2023-06-06 出版日期:2024-01-10
通讯作者: 苏航
作者简介:胡轶涵（1994—），男，北京人，硕士研究生，主要研究方向：领域特定语言、数据分析与可视化；
杜金莲（1972—），女，内蒙古赤峰人，副教授，博士，CCF会员，主要研究方向：数据分析与可视化；
高红雨（1968—），男，北京人，副教授，硕士，主要研究方向：软件自动化、复杂事件处理。
第一联系人：苏航（1978—），男，辽宁沈阳人，讲师，博士，CCF会员，主要研究方向：软件自动化、程序分析与变换；
基金资助:
国家重点研发计划项目(2019YFC1520803)

Domain-specific language for natural disaster risk map generation of immovable cultural heritage

Yihan HU, Jinlian DU, Hang SU(), Hongyu GAO

Faculty of Information Technology，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China

Received:2023-02-09 Revised:2023-05-12 Accepted:2023-05-16 Online:2023-06-06 Published:2024-01-10
Contact: Hang SU
About author:HU Yihan， born in 1994， M. S. candidate. His research interests include domain-specific language， data analysis and visualization.
DU Jinlian， born in 1972， Ph. D.， associate professor. Her research interests include data analysis and visualization.
GAO Hongyu， born in 1968， M. S.， associate professor. His research interests include software automation， complex event processing.
Supported by:
National Key Research and Development Project(2019YFC1520803)

摘要/Abstract

摘要：

针对当前不可移动文物自然灾害风险图生成领域需求快速增长、经常变更，而现有程序及工具无法满足实际使用需要的问题，提出了一种构建语义模型的方法，在语义模型的基础之上，为不可移动文物领域专家设计了一种贴近自然语言的领域特定语言（DSL）。首先，通过对不可移动文物本体各项指标数据、风险图生成方法和流程进行深入研究，提取出业务模型。之后，通过分析业务模型，抽象出风险值计算规则的元计算单元，构建语义模型。在此基础之上，设计出一种可表述语义模型中所有语义的领域特定语言。该语言脚本可由领域专家自行编写，能快速高效地生成风险图，且易于扩展，满足需求经常变更的要求。与目前国内外主流的通过地理信息系统（GIS）方法生成风险图相比，利用DSL生成风险图可缩短66.7%以上的工作时长。

关键词: 领域特定语言, 语义模型, 领域抽象, 风险图, 不可移动文物

Abstract:

Aiming at the problem of rapidly growing and frequently changing requirement for risk map generation of immovable cultural heritage， and existing programs and tools cannot meet the needs of actual applications， a method for constructing semantic model was proposed. Based on the semantic model， a Domain-Specific Language （DSL） close to natural language was designed for experts in the field of immovable cultural heritage. Firstly， a business model was extracted by conducting in-depth research on various indicators of immovable cultural heritage， as well as methods and processes for generating risk maps. Secondly， the meta-calculation units of the risk value calculation rules were abstracted， and a semantic model was constructed by analyzing the business model. On this basis， a DSL that can express all semantics in the semantic model was designed. The language script can be programmed by the field experts themselves and used to quickly and efficiently generate risk maps. It is easy to expand and can meet the needs of frequently changing requirements. Compared with the mainstream method of generating risk maps by using Geographic Information System （GIS）， the use of DSL to generate risk maps can reduce work hours by more than 66.7%.

Key words: Domain-Specific Language (DSL), semantic model, domain abstraction, risk map, immovable cultural heritage

中图分类号:

TP311.5

胡轶涵, 杜金莲, 苏航, 高红雨. 面向不可移动文物自然灾害风险图生成的领域特定语言[J]. 计算机应用, 2024, 44(1): 152-158.

Yihan HU, Jinlian DU, Hang SU, Hongyu GAO. Domain-specific language for natural disaster risk map generation of immovable cultural heritage[J]. Journal of Computer Applications, 2024, 44(1): 152-158.

图/表 4

参考文献 24

1	孙延忠，乔云飞.不可移动文物脆弱性的概念及内涵［J］.自然与文化遗产研究， 2022， 7（5）： 26-31.
	SUN Y Z， QIAO Y F. The concept and connotation of the vulnerability of immovable cultural heritage ［J］. Study on Natural and Cultural Heritage， 2022， 7（5）： 26-31.
2	戎卿文，张剑葳，吴美萍，等.论意大利建筑预防性保护思想与实践中的整体观［J］.建筑学报， 2020（1）： 86-93.
	RONG Q W， ZHANG J W， WU M P， et al. A study on the integrated perspective in Italian architectural preventive conservation theories and practices ［J］. Architectural Journal， 2020（1）： 86-93.
3	WANG J-J. Flood risk maps to cultural heritage： measures and process ［J］. Journal of Cultural Heritage， 2015， 16（2）： 210-220. 10.1016/j.culher.2014.03.002
4	费智涛，郭小东，王志涛.多源异构数据环境下不可移动文物灾害风险图构建方法研究［J］.西北大学学报（自然科学版）， 2022， 52（4）： 700-709.
	FEI Z T， GUO X D， WANG Z T. Research on construction method of immovable cultural heritage disaster risk map with multi-source heterogeneous data environment ［J］. Journal of Northwest University （Natural Science Edition）， 2022， 52（4）： 700-709.
5	FOWLER M. Domain Specific Languages ［M］. ［S.l.］： Addison-Wesley Professional， 2010： 159-163.
6	BOYCE R F， CHAMBERLIN D D， KING W F， et al. Specifying queries as relational expressions： The SQUARE data sublanguage ［J］. Communications of the ACM， 1975， 18（11）： 621-628. 10.1145/361219.361221
7	LIE H W， SAARELA J. Multipurpose Web publishing using HTML， XML， and CSS ［J］. Communications of the ACM， 1999， 42（10）： 95-101. 10.1145/317665.317681
8	VAN ZYL J. Maven： a different way of looking at software development ［J］. Java Developer's Journal， 2006， 11（5）： 42-45.
9	常玉增，林广艳，方弘宇，等.基于DSL的通用调查问卷建模和应用［J］.计算机科学与应用， 2016， 6（11）： 736-747. 10.12677/csa.2016.611088
	CHANG Y Z， LIN G Y， FANG H Y， et al. Modeling and Application of a General Questionnaire Solution Based on DSL ［J］. Computer Science and Application， 2016， 6（11）： 736-747. 10.12677/csa.2016.611088
10	胡征宇，沈备军.一种移动平台儿童教育游戏的最终用户编程语言［J］.计算机应用， 2015， 35（2）： 540-544. 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.02.0540
	HU Z Y， SHEN B J. End-user programming language for mobile children education game ［J］. Journal of Computer Applications， 2015， 35（2）： 540-544. 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.02.0540
11	林耘森箫，毕军，周禹，等.基于P4的可编程数据平面研究及其应用［J］.计算机学报， 2019， 42（11）： 2539-2560. 10.11897/SP.J.1016.2019.02539
	LIN Y S X， BI J， ZHOU Y， et al. Research and applications of programmable data plane based on P4 ［J］. Chinese Journal of Computers， 2019， 42（11）： 2539-2560. 10.11897/SP.J.1016.2019.02539
12	祝宁，张永福，陈性元.基于领域相关语言的拒绝服务攻击描述语言设计［J］.计算机应用， 2012， 32（1）： 20-24. 10.3724/SP.J.1087.2012.00020
	ZHU N， ZHANG Y F， CHEN X Y. Design of DoS attack script language based on domain specific language ［J］. Journal of Computer Applications， 2012， 32（1）： 20-24. 10.3724/SP.J.1087.2012.00020
13	李凤华，阎军智，谢绒娜，等.面向分组密码算法的程序设计语言研究［J］.电子学报， 2009， 37（12）： 2705-2710. 10.3321/j.issn:0372-2112.2009.12.018
	LI F H， YAN J Z， XIE R N， et al. Research on the programming language for the block cipher algorithm ［J］. Acta Electronica Sinica， 2009， 37（12）： 2705-2710. 10.3321/j.issn:0372-2112.2009.12.018
14	ALVARADO S H， CORTIÑAS A， LUACES M R， et al. Developing web-based geographic information systems with a DSL： Proposal and case study ［J］. Journal of Web Engineering， 2020， 19（2）： 167-193.
15	KALNINA E， SOSTAKS A. Towards concrete syntax based find for graphical domain specific languages ［C］// Proceedings of the 2019 International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems Companion. Piscataway： IEEE， 2019： 236-242. 10.1109/models-c.2019.00038
16	BEZERRA D R， SILVER BARRETO R DA. Domain engineering： a practical application in analysis and design of a generative query language ［C］// Proceedings of the 2014 Eighth Brazilian Symposium on Software Components， Architectures and Reuse. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2014： 53-63. 10.1109/sbcars.2014.20
17	CALUS B， REYNDERS B， DEVRIESE D， et al. FRP IoT modules as a Scala DSL ［C］// Proceedings of the 4th ACM SIGPLAN International Workshop on Reactive and Event-Based Languages and Systems. New York： ACM， 2017： 15-20. 10.1145/3141858.3141861
18	ROUSSEV V. Building a forensic computing language ［C］// Proceedings of the 2015 48th Hawaii International Conference on System Sciences. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2015： 5228-5233. 10.1109/hicss.2015.617
19	LEE G. SASIL： a domain-specific language for simulating declarative specifications of scheduling systems ［C］// Proceedings of the 2020 ACM SIGPLAN International Conference on Systems， Programming， Languages， and Applications： Software for Humanity. New York： ACM， 2020： 13-15. 10.1145/3426430.3428130
20	GASTER B R， RENNEY N， PARRAMAN C. Fun with interfaces （SVG interfaces for musical expression）［C］// Proceedings of the 7th ACM SIGPLAN International Workshop on Functional Art， Music， Modeling and Design. New York： ACM， 2019： 25-36. 10.1145/3331543.3342579
21	INGIBERGSSON J T M， KRAFT D， SCHULTZ U P. Safety computer vision rules for improved sensor certification ［C］// Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Robotic Computing. Piscataway： IEEE， 2017： 89-92. 10.1109/irc.2017.27
22	SIVRIKAYA F， KÜCÜK Ö. Modeling forest fire risk based on GIS-based analytical hierarchy process and statistical analysis in Mediterranean region ［J］. Ecological Informatics， 2022， 68： 101537. 10.1016/j.ecoinf.2021.101537
23	NIKHIL S， DANUMAH J H， SAHA S， et al. Application of GIS and AHP method in forest fire risk zone mapping： a study of the Parambikulam tiger reserve， Kerala， India ［J］. Journal of Geovisualization and Spatial Analysis， 2021， 5： No. 14. 10.1007/s41651-021-00083-w
24	ROCCATI A， PALIAGA G， LUINO F， et al. GIS-based landslide susceptibility mapping for land use planning and risk assessment ［J］. Land， 2021， 10（2）： 162. 10.3390/land10020162

保护级别 S_L3_BHJB		建筑规模 S_L3_JZGM
字符串匹配	赋值	阈值匹配	赋值
世界文化遗产	9	占地面积<100 m²且层数为1层	2
全国重点文物保护单位	7	占地面积<100 m²且层数为多层	4
省级文物保护单位	5	占地面积>100 m²且层数为1层	6
市县级文物保护单位	3	占地面积>100 m²且层数为多层	8
未定级文物点	1

保护级别 S_L3_BHJB		建筑规模 S_L3_JZGM
字符串匹配	赋值	阈值匹配	赋值
世界文化遗产	9	占地面积<100 m²且层数为1层	2
全国重点文物保护单位	7	占地面积<100 m²且层数为多层	4
省级文物保护单位	5	占地面积>100 m²且层数为1层	6
市县级文物保护单位	3	占地面积>100 m²且层数为多层	8
未定级文物点	1

地震峰值加速度 L_L3_JSD			结构类型 L_L3_JGLX
数据处理	阈值匹配	赋值	数据处理	字符串匹配	赋值
该县域不同区域加速度不同，按面积加权求和后得峰值加速度X	X≤0.05	2	1）文保单位内，按结构类型分类统计文物单体的数量，以数量最多的结构类型作为文保单位结构类型； 2）根据1的结果，县域内，按结构类型分类统计文保单位的数量，以数量最多的结构类型作为该县的结构类型	木结构	2
	0.05<X≤0.2	4		砖木结构	4
	0.2<X≤0.4	6		砖石结构	6
	0.4<X	8		土结构	8

地震峰值加速度 L_L3_JSD			结构类型 L_L3_JGLX
数据处理	阈值匹配	赋值	数据处理	字符串匹配	赋值
该县域不同区域加速度不同，按面积加权求和后得峰值加速度X	X≤0.05	2	1）文保单位内，按结构类型分类统计文物单体的数量，以数量最多的结构类型作为文保单位结构类型； 2）根据1的结果，县域内，按结构类型分类统计文保单位的数量，以数量最多的结构类型作为该县的结构类型	木结构	2
	0.05<X≤0.2	4		砖木结构	4
	0.2<X≤0.4	6		砖石结构	6
	0.4<X	8		土结构	8

志愿者	身份	完成任务1时长	完成任务2时长	完成任务3时长	完成任务4时长
P1	文物保护领域专家	240	60	40	20
P2	文物保护领域专家	255	80	50	25
P3	文物保护领域专家	245	75	35	20
P4	计算机专业人员	300	100	20	15
P5	了解文物保护知识的计算机专业人员	280	50	15	10

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Domain-specific language for natural disaster risk map generation of immovable cultural heritage

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[1]	于重重, 曹帅, 潘博, 张青川, 徐世璇. 基于注意力机制的改进CLSM检索式匹配问答方法[J]. 计算机应用, 2019, 39(4): 972-976.
[2]	胡征宇, 沈备军. 一种移动平台儿童教育游戏的最终用户编程语言[J]. 计算机应用, 2015, 35(2): 540-544.
[3]	尹路通, 于炯, 鲁亮, 英昌甜, 郭刚. 融合评论分析和隐语义模型的视频推荐算法[J]. 计算机应用, 2015, 35(11): 3247-3251.