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联合知识引导与少样本学习的地质图件信息抽取OA

Geological map information extraction combining knowledge guidance and few-shot learning

中文摘要英文摘要

地质图件是反映地层、岩体、构造等地质信息的重要数据源,如何从中抽取领域知识对于地质调查、资源勘查和找矿预测等具有重要意义.然而,地质图件中的复杂地质构造、图例符号多样性以及图像噪声等因素加大了对其信息抽取任务的困难性,传统的图件信息抽取方法对数据的依赖性较强,现有的大模型直接对地质领域图件信息抽取也存在着不足.为解决上述问题,本文聚焦于由局部抽取到全局抽取研究,提出了 GMIKF(Geological Map Information extraction combining Knowledge guidance and Few-shot learning)方法.通过领域知识的注入为GPT-4o模型提供外部领域知识引导,并融入局部视觉增强机制,对地质图件中的图例进行视觉提示设计,结合少样本提示学习,使大模型由对图例的信息抽取过渡到主图的信息抽取,最后添加反馈机制,确保数据集中每张地质图件信息抽取的准确性.实验结果表明,基于本实验构建的地质图数据集,GMIKF方法的地质图信息抽取准确率达到了 93.54%,显著优于大模型直接对地质图件信息抽取的准确率(67.42%),提升了约26%,验证了该方法在地质图信息抽取任务中的有效性.

Geological maps serve as crucial data sources for reflecting stratigraphy,rock masses,structural features,and other geological information.Extracting domain-specific knowledge from such maps is of significant importance for geological surveys,resource exploration,and mineral prospectivity prediction.However,the inherent complexity of geological structures,the diversity of legend symbols,and the presence of image noise introduce considerable challenges to information extraction.Traditional approaches to geological map information extraction often rely heavily on data quality and availability,while existing large language and vision models also exhibit limitations when directly applied to this domain.To address these challenges,this study focuses on advancing from local extraction to global extraction and proposes a method termed GMIKF(Geological Map Information extraction combining Knowledge guidance and Few-shot learning).The method incorporates external domain knowledge into the GPT-4o model to provide knowledge-guided instruction,while integrating a local visual enhancement mechanism to design visual prompts for geological legends.By combining few-shot prompt learning,the model transitions from legend-level information extraction to comprehensive main-map interpretation.Furthermore,a feedback mechanism is introduced to ensure the accuracy of extraction for each geological map within the dataset.Experimental results demonstrate that,on the geological map dataset constructed in this study,the proposed GMIKF method achieves an extraction accuracy of 93.54%,significantly surpassing the performance of directly applying large models to geological map information extraction(67.42%),yielding an improvement of approximately 26%.These results validate the effectiveness of GMIKF in tackling geological map information extraction tasks.

马凯;李冰杰;邓钧元;魏东琦;马云霞;鲁谢春;黄泽华;邱芹军;陶留锋

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天文与地球科学

少样本学习多模态大模型提示工程地质图件地质知识

Few-shot learningMulti-modal large modelPrompt engineeringGeological mapsGeological knowledge

《地质科学》 2026 (2)

639-653,15

国家自然科学基金项目(编号:42301492)、国家重点研发计划项目(编号:2022YFB3904200,2022YFF0711601)、水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室(三峡大学)开放基金项目(编号:2024SDSJ03,2024SDSJ10)、湖北省自然科学基金项目(编号:2025AFB107)和中国地质调查局东天山—北山成矿带区域地质调查项目(编号:DD202402075)资助

10.12017/dzkx.2026.043

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