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使用嵌入查找相似要素的工作原理

在 Advanced 许可等级下可用。

使用嵌入查找相似要素工具通过比较位置和图像数据的嵌入制图表达,进行大规模相似性搜索。 该工具经过优化,可利用并行处理方式处理大型嵌入数据集。 在使用查找相似进行初步探索后,建议使用此工具进行长时间运行的分析。

与交互式相似性搜索不同,该工具以地理处理操作方式运行,执行期间不会阻塞地图视图,因此适用于大规模、计算密集型的相似性搜索。

概念工作流

从概念上讲,该工具的工作原理如下:

输入嵌入(搜索空间)

输入嵌入要素定义了相似性分析的搜索空间。 每个要素包含一个源自影像或地理位置的嵌入表示。

对于影像嵌入,嵌入格网单元表示从底层影像中提取的特征。 所有相似性计算均在这些嵌入格网单元上执行。 影像仅用于视觉参考,不直接用于相似性计算。

影像嵌入的视觉表示

影像嵌入编码了从影像中提取的特征。 相似性计算在嵌入格网上执行,而非图像像素上。

对于位置嵌入,每个要素由其地理位置导出的嵌入表示。 相似性通过比较这些基于位置的嵌入来计算。

位置嵌入的视觉表示

位置嵌入中编码的空间特征取决于用于生成嵌入的模型。 因此,被认为相似的要素基于该模型学习到的模式。

类似地,对于文本嵌入,每个要素由其关联的文本属性导出嵌入表示。 相似性通过比较这些基于文本的嵌入来计算,从而捕捉要素之间的语义关系。

查询要素

查询要素定义了相似性搜索的目标对象。 可使用一个或多个面要素作为查询。

系统会识别搜索空间中与查询面重叠的所有嵌入格网单元或要素,并计算其嵌入矢量的平均值,从而导出一个单一的查询嵌入。

随后,使用余弦相似度将该查询嵌入与搜索空间(输入嵌入要素)中的所有嵌入进行比较,以识别相似要素。

相似性搜索中查询要素的视觉表示

对与查询面重叠的要素的嵌入矢量求平均值,以计算查询嵌入。

提供查询面

可通过交互式绘制查询面,或指定包含查询面的现有要素图层来提供。

相似性评估与结果过滤

将导出的查询嵌入与搜索空间中的嵌入进行比较,为搜索空间中的每个候选嵌入计算相似度得分。

应用阈值参数对结果进行过滤。 仅相似度得分达到或超过指定最低阈值的要素会纳入输出。

该工具可检测输入要素指定范围内满足相似性条件的所有嵌入要素。

“使用嵌入查找相似要素”工具结果的视觉表示

输入影像覆盖有嵌入格网(左图),选定的查询区域用于计算平均查询嵌入,其相似的嵌入要素在整个影像中高亮显示(右图)。 用于生成查询嵌入的要素包含在结果中。

相似性搜索结果将写入输出要素类,其中存储匹配的要素及其所有可用属性。

解读基于嵌入的相似性

相似性搜索完全基于嵌入表示进行。 相似性的定义取决于所使用的嵌入类型及其生成模型。

位置嵌入

使用位置嵌入时,每个要素由其地理位置和区域导出的嵌入表示。 要素间的相似性通过比较这些嵌入表示来计算。

嵌入中编码的空间特征取决于所使用的嵌入模型。 因此,被认为相似的要素基于生成嵌入的模型所学习到的模式。

影像嵌入

使用影像嵌入时,嵌入格网单元表示从底层影像中提取的特征。 相似性搜索在这些嵌入格网单元上执行,而非图像像素本身。

地图中显示的影像仅供视觉参考,不直接用于相似性计算。 所有比较均使用从影像导出的嵌入表示进行。

文本嵌入

使用文本嵌入时,每个要素由从其关联的文本属性导出的嵌入来表示。 要素间的相似性通过比较这些嵌入表示来计算。

在所有情况下,相似性均通过比较嵌入表示来确定,结果可能因所用嵌入模型而异。

定义查询要素的最佳实践

为获得最佳效果,请重用已在交互式相似性搜索工作流中产生有效结果的查询要素。 您可以导出交互式相似性搜索中使用的查询要素,并将其作为该工具的查询要素图层提供。 此方法有助于在将分析扩展到更大数据集时,确保相似性结果的一致性与可靠性。