行政區劃沿革知識圖譜構建——以上海市為例

江西地名研究

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摘要：針對行政區劃沿革數據分散、結構不一、缺乏語義關聯等問題，文章研發了一種面向地方行政區劃演變的知識建模與語義組織方法。文章以上海市1949年以來的行政區劃變遷為例，采用自上而下與自下而上相結合的混合策略，設計一種通用的行政區劃沿革本體。通過復用GeoSPARQL、EVENT等語義本體，構建基于RDF的行政區劃知識圖譜。通過數據抽取、語義映射、圖譜構建、規則推理與圖數據庫部署，實現對行政區劃沿革信息的結構化表達與可視化管理。該方法具備通用性、可拓展性與語義表達能力，并支持行政沿革可視化查詢、地理編碼與統計數據修正對齊，為歷史地理信息建模與智能化服務提供有效技術路徑。

關鍵詞：知識圖譜；本體知識庫；時空數據組織；行政區劃沿革；上海市

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引言

行政區劃（又稱行政區域劃分），是國家治理體系的重要組成部分，通常依據相關法律和標準，并綜合考慮地理環境、人口分布和經濟發展等因素，對地方治理、資源配置和統計分析等領域具有基礎性支撐作用。行政區劃沿革則指行政區劃在隸屬關系、名稱和空間形態等方面的變更過程，反映了國家政治格局的調整、社會結構的演進與區域經濟的動態發展，是理解區域變遷的重要視角。

隨著“數字中國”和智慧政務建設的推進，行政區劃數據的時空建模需求日益凸顯。當前關于行政區劃數據多以靜態方式處理，對歷史變更信息的系統記錄與語義表達尚顯不足，易導致跨時期數據分析失真、空間定位存在偏差等。因而亟須探索行政區劃沿革的系統建模與動態表達，開展結構化、語義化和時空化的組織與管理，以支撐跨時空數據的準確對齊與綜合利用。知識圖譜作為新一代的信息組織技術，在知識表示、推理與互聯等方面具有顯著優勢，并已在地理信息管理中展現潛力。然而，在行政區劃沿革領域，知識圖譜的應用仍處于起步階段，尚缺乏系統的本體設計與實踐范式。

本研究從行政區劃沿革知識提取和表達視角出發，提出一套面向行政區劃沿革的知識圖譜構建框架。研究結合本體建模技術，綜合地名、時間與演變類型等要素，以上海市1949年以來的行政區劃變遷為實證，構建上海市行政區劃沿革知識圖譜實例，并探索其語義組織方式及應用潛力。本研究旨在建立行政區劃數據的統一語義表達體系，為跨時空分析提供方法論支持與技術實現。通過實現行政沿革的可視化查詢、提升地理編碼的準確性以及改進統計數據的對齊機制，本研究不僅豐富了知識圖譜在歷史地理信息領域的應用場景，也為相關服務的智能化與精細化發展奠定了基礎。

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相關研究

當前行政區劃沿革數據主要存在分散異構、時空信息表達有限等問題。現有研究在組織與表達方式上大致包括：純文本組織、靜態空間數據建模、時空數據模型表達及知識圖譜建模。純文本的行政區劃沿革數據組織不涉及地理空間維度，雖便于因果分析和統計研究，但缺乏空間表達能力。中國國家地名信息庫等靜態空間數據雖具備地理定位功能，但由于缺乏時間維度與歷史版本支持，其與其他動態數據（如人口）的關聯性較低，無法滿足時序查詢與分析需求。為彌補這一不足，學者提出了多種時空數據建模方式，大致可以分為系列快照、基態修正、基于事件與基于生存期模型4種，但均存在一定局限性。序列快照模型在空間信息存儲中容易造成數據冗余，查詢效率較低；基態修正模型數據更新復雜，性能表現依賴于基態選擇；基于事件的模型雖能反映時空變化，但構建的數據庫結構相對復雜，實體演變鏈式過程不夠直觀；以中國歷史地理信息系統（China Historical GIS，CHGIS）為代表的“生存期”模型能夠較好地描述基于點的行政區劃沿革，但因將不同時間序列的行政區劃單元存儲在同一矢量文件中，較難實現動態可視化表達。此外，該模型在演變邏輯、語義建模與推理能力方面也有待發展。

近年來，知識圖譜逐步應用于行政區劃沿革建模，通過本體設計與圖數據庫技術實現結構化、語義化表達，支持跨時間的查詢與推理。鄭國軸等在中文開放知識圖譜（OpenKG）上發布了涵蓋多級行政區劃的資源描述框架（Resource Description Framework，RDF）數據，雖實現了隸屬與空間關系建模，但未涉及空間幾何與歷史演變信息。李曉敏等構建了地名演化圖譜，采用事件邏輯實現區劃沿革的時間關聯，但未融合空間數據。陳玉冰與陳書慧分別聚焦區域行政變更，融合地圖集等資料，構建了包含空間信息的沿革圖譜，并探索了知識推理與歷史模式挖掘方法。國際上，GeoNames提供了全球范圍內的行政區劃標準名稱、層級結構與經緯度等地理信息，并支持RDF格式的數據下載與API調用，是結構化地理數據的重要來源，但其數據主要反映當前狀態，對歷史沿革支持有限。

在語義網與知識圖譜構建中，本體作為抽象建模工具，用于描述特定領域內的概念集合及其之間的關系，可在語義層對行政區劃概念、實體及其關系進行結構化表達。針對行政區劃沿革中的時空復雜性，已有研究借鑒地理本體的建模思路，將要素、幾何、空間關系和時態納入建模框架。例如，宋佳等基于GML范式，構建了包含要素、幾何、空間關系和時態四部分的本體模型；杜萍將中國行政區劃本體劃分為地理實體、空間、幾何、時間和事件五部分，實現基于本體的行政區劃地名識別與抽取；陳健等以測繪學敘詞表為基礎，構建了包含地名實體、語義類型與空間關系的本體模型；李曉敏則提出包括演變前身、變更過程等類別的演化本體，有效支持了沿革數據的語義關聯。上述研究為本體在行政區劃數據建模中的應用奠定了基礎，但多數模型在空間表達方面仍較為簡化，缺乏對完整幾何邊界與空間變化過程的支持。

國際上，眾多學者也在積極探索地理知識圖譜與時空建模的新路徑。YUAN等提出Spatiotemporal Evolution Hierarchical Representation Graph（STEHRG），通過本體層、演化層和要素層統一表達地理實體生命周期，強調時空演化的層級表示。LI等構建了HGeoKG，以層級結構和語義推理增強地理知識組織能力。WEI等提出FineGeoKG，能夠精細建模地理實體之間的鄰接關系，并支持復雜空間查詢。盡管這些研究在方法論和技術層面豐富了時空知識圖譜的發展，但仍未針對行政區劃沿革這一特殊領域提出系統化解決方案。

綜上，現有研究在空間表達、語義推理和沿革邏輯建模方面仍存在不足，限制了行政區劃數據跨時空分析的深度。為此，本研究以上海市為例，梳理區劃沿革歷程，構建通用行政區劃沿革本體，并探索知識圖譜在該領域的應用潛力與方法論價值。

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研究方法

2.1總體框架

知識圖譜的構建策略分為3種，分別是自頂向下、自底向上以及兩者的混合應用。自頂向下策略主要基于領域專家知識與已有分類體系，構建整體框架與關系類型；自底向上策略則依托大規模文本數據的實體識別與關系抽取，以補充和修正框架；混合兩者的方法，是通過預先定義一個基礎的框架，并在該框架的指引下填充實例層知識；同時，在填充過程中，通過不斷對實例層知識的分析與總結，對原框架進行更新，實現模式層與實例層的共同優化。本研究兼具任務導向與數據驅動的特點，采用自頂向下與自底向上相結合的混合模式來構建知識圖譜（圖1）。首先，從歷史地理志書、相關政府公告及論文中抽取行政區劃沿革領域的關鍵概念，在宏觀層面自頂向下確定知識圖譜的核心結構；其次，收集1949年以來上海市的相關歷史行政區劃圖與行政區劃沿革文本，并進行必要的預處理；最后，整合成符合拓撲規則的矢量數據集與結構化二維表數據，根據已有的地理概念和應用目的，在微觀層面自底向上不斷豐富知識實例。自頂向下與自底向上兩種策略通過迭代反饋機制使框架與數據保持一致。頂層設計保障了體系結構的完整性與可控性，底層數據則支撐了知識獲取的廣度與實時性。

圖2描述了研究的總體框架，涵蓋了多源數據抽取、本體構建、知識映射、圖譜構建、知識補全與檢查、知識圖譜評估6個環節，具體包括：（1）從《上海市行政區劃變遷圖集》、中國國家地名信息庫等不同數據源收集整理1949年以來上海市縣級及以上行政區劃的歷史沿革數據，通過數據清洗和整合，獲取對應的歷史行政區劃圖和非結構化沿革文本；（2）提取如“行政區劃實體”“沿革事件”等核心概念及其關系，為保證語義一致性與可互操作性，盡可能復用現有本體，并使用Protégé等工具定義本體中的類、屬性、約束與推理規則等，構建適用于行政區劃沿革領域的本體結構；（3）構建邊界正確的矢量數據集，并采用半人工的方式對沿革的文本信息進行梳理，將非結構化沿革文本數據轉化為二維表，根據已構建的本體結構中所定義的類與屬性規則，對數據文本中識別出的語義信息進行結構化映射，實現時間、地名、變更類型等要素與知識圖譜中的類、屬性、實體的關聯和匹配（如矢量信息與Geometry類進行關聯匹配），若數據在關聯匹配時遇到困難，意味著原始構建本體中仍存在概念不清的問題，需要進一步從數據層出發進行抽象、分類與本體優化，自底向上完成本體的優化；（4）使用RDFLib，Neo4j等相關工具將行政區劃幾何數據、行政區劃屬性數據以及行政區劃沿革事件數據進行實例化，實現知識圖譜的生成與存儲，同時支持后續在其它軟件的可視化與查詢操作；（5）為保證知識圖譜的一致性與完整性，根據本體中預設的約束規則（如對象屬性的相關函數）和實體間的邏輯關系等，對缺失信息進行推理補全，并通過語義一致性與結構完整性檢查確保圖譜質量；（6）從本體建模的合理性、知識推理、應用能力等維度對圖譜效能進行綜合評估，為其在歷史沿革分析、地理信息服務等場景中的可擴展應用提供保障。

2.2行政區劃沿革知識圖譜構建

2.2.1本體構建參考相關領域的既有研究成果，并結合當前應用較為廣泛的本體框架體系，盡可能復用已有本體定義的類與屬性，提高本體的通用性與共享性，將行政區劃沿革本體概念模型（圖3）歸納為：（1）沿革信息（Event），參考事件本體的組織方式，提出沿革事件子本體，在概念層面納入沿革時間、沿革類型、沿革對象及沿革結果等核心要素，為行政區劃演變的系統化建模提供理論框架。用于表達行政區劃實體的演變過程，通過設立、并入等事件，實現變更前后的實體關聯；（2）要素信息（Feature），借鑒現有地名本體的框架體系，從要素的基礎屬性（如官方名稱、行政代碼、起止時間）、層次結構（如行政等級）等多個維度進行設計，以全面刻畫行政區劃實體的基本特征；（3）幾何信息（Geometry），采用多邊形作為行政區劃的主要表達方式，對實體的邊界、空間范圍與幾何尺度進行精確刻畫，并通過引入幾何特征、拓撲關系，實現點、線、面等空間對象的序列化表示；（4）相關資料（Document），參考通用本體的資源組織方式，從整體上抽象出多模態資料的組織框架，旨在為地圖、文獻、新聞報道及網絡資源等多源信息提供統一的描述視角，強調對資料類型、資料名稱與資料來源等關鍵要素的抽象表達，從而為后續的屬性定義與實例化奠定基礎。

通過復用已有成熟本體的框架與語義約定，可在保證語義一致性和標準化的基礎上，提高知識資源的利用效率，減少重復建設。成熟本體的框架為眾人所熟悉，能夠降低其它領域研究者或用戶知識獲取和應用的成本，提升研究成果在國際語義網絡環境中的可共享性和可擴展性。尤其在跨領域的本體構建中，復用本體技術可以整合多領域知識，形成統一的知識庫。基于概念模型，對GeoSPARQL和EVENT等本體進行復用，并自定義補充相關對象屬性與數據屬性，構建適用于行政區劃沿革領域數據管理與分析的行政區劃沿革本體。

在要素表達方面，GeoNames本體提供了行政區劃的基本屬性、層級結構與空間關系建模方案。OSM（OpenStreetMap）Semantic Network則通過“節點—路徑—關系”模式增強了空間拓撲描述能力，為建模行政單元的層級與相鄰關系提供了良好參考。在幾何信息建模方面，GeoSPARQL本體作為開放地理空間聯盟（OGC）空間數據語義標準，支持對行政區劃多邊形邊界的序列化表示及空間查詢與計算，適用于表達區劃對象的邊界變化與空間覆蓋，實現空間推理能力的擴展。在沿革事件建模方面，EVENT支持“前后事件”“子事件”等語義，提供了對事件的時間、地點、參與實體及結果等要素的抽象描述，適用于表達如設立、合并、撤銷等區劃變更過程的語義邏輯，能夠實現變更事件與前后地理實體的關聯建模，擴展時間推理能力。在資料組織方面，FOAF與GCIS等本體為歷史圖片、報紙、地圖等多模態數據提供了結構化表達方法，支持描述人、組織、網頁、文檔之間的關系，實現本研究數據與外部數據的互通，支持更豐富的跨知識庫推理。此外，通用知識圖譜本體如DBpedia、Wikidata等也提供了豐富的地名、空間屬性與歷史名稱等復用資源，并能夠對類與屬性進行了約束，為提升本體互聯性與語義聯通提供了基礎。

在語義建模過程中，不同本體可能存在同名類或屬性。為明確語義和促進不同本體的交互與共享，需通過國際化資源標識符（IRI）實現唯一標識，減少歧義。IRI一般由命名空間（Namespace）+本地名（Local Name）組成，并以“#”或“/”隔開，可避免語義沖突并提升本體互聯能力。例如，EVENT本體中定義的event類對應的IRI為“http://purl.org/NET/c4dm/event.owl#event”，其中“http://purl.org/NET/c4dm/event.owl#”為EVENT本體的命名空間，event為本地名稱（即類名）。本研究在繼承現有本體命名空間的同時，自定義了命名空間“https://www.ade.org/”，其中“ade”為命名空間的縮寫（前綴）。

2.2.2實例化本研究將行政區劃變更中涉及的多種變更過程定義為事件，包含設立、隸屬關系變更、名稱變更三類屬性變化事件，以及并入、分割出兩類空間變化事件，具體描述如表1所示。

使用的上海市行政區劃沿革文本主要來源于2個渠道：其一為全國行政區劃信息查詢平臺的“縣級以上行政區劃變更情況”；其二為利用OCR技術從《上海市行政區劃變遷地圖集》掃描件中提取的文本數據。為盡可能保留詳盡的歷史信息，同時參考了各區地理志，對相關內容進行適當補充與校正。

由于行政區劃名稱存在重復的情況，管理實踐中通常使用全國統一的行政區劃代碼對行政區劃主體進行唯一標識。本研究遵循GB/T 2260—2007《中華人民共和國行政區劃代碼》國家標準，對行政區劃代碼的編制方式進行了規范。根據憲法與中華人民共和國發布的國務院令規定，我國的行政區劃體系大致由省級、地級、縣級、鄉級四級構成。相比之下，國外的行政區劃多為三級結構，大致對應于我國的省級、縣級與鄉級。為便于數據的共享與比較，本研究將行政區劃劃分為3個基本層級，即省級行政區（第1級）、縣級行政區（第2級）和鄉級行政區（第3級），并將我國地方特有的地級行政區定義為1.5級，如表2所示。

在行政區劃地名演變研究中，變更情況具有重要意義。一個行政區劃主體的“生命”始于設立事件，終結于因更名、并入等導致其名稱消失的事件之時。所謂“生命周期”，是指行政區劃實體在名稱、空間范圍、行政隸屬及等級屬性保持不變的階段，其起點為某一沿革事件的結束，終點為下一事件的發生。圖4展示了南市區自1960年設立以來，經歷并入與分割等事件，直至2000年并入黃浦區而結束的完整生命周期過程。在這一時間序列中，任意2個相鄰變更事件之間均構成一個獨立的生命周期區間，為行政區劃沿革的表達提供了系統的時間維度分析框架。

本研究借鑒CHGIS的數據組織方式，利用ArcGIS 10.4軟件對相關空間數據進行采集與整理。以2019年的上海市行政區劃矢量邊界為基準，逐年逆序回溯，對各個變更年份的歷史地圖進行精確數字化處理。

為兼顧文件存儲與圖數據庫的優勢，本研究采用二者結合的方式存儲知識圖譜，以提升數據的可擴展性、查詢靈活性和維護便捷性。在存儲策略上結合了RDF文件存儲與圖數據庫存儲的優勢，以保證數據的可擴展性、語義一致性和查詢效率。在實現層面，選用GraphDB作為支撐平臺，其內置的RDF處理與SPARQL查詢能力能夠高效管理和檢索知識圖譜數據。本研究將要素、幾何和沿革事件三類知識分別構建為RDF數據集，并在圖數據庫中統一加載，實現了多維度知識的關聯與可視化表達。

2.3知識圖譜評估

知識推理能力是衡量圖譜智能水平的重要指標。本研究采用一階謂詞邏輯規則、OWL推理器與語義分類增強機制，并結合SPARQL查詢和Python腳本，實現了自動化推理與結果存儲。這一方法不僅能夠對歷史與現存地名進行時間維度的劃分，還可擴展至行政區劃隸屬關系的演變推理、地名別稱的語義歸并等多類任務，具備較強的通用性。在地名分類場景中，用戶可根據研究需求在既有要素類中定義新的子類或屬性。例如，新增“歷史地名（historicalFeature）”與“現存地名（currentFeature）”，并設定二者不相交。判定規則基于行政區劃實體的有效終止日期（gadm:valid_to），從而保證分類的客觀性與可操作性。

應用能力評估可展示知識圖譜的實際應用價值，本研究以地理編碼和統計數據對齊為案例進行驗證。

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結果與討論

3.1行政區劃沿革知識圖譜

3.1.1行政區劃沿革本體行政區劃沿革本體邏輯關系如圖5所示。使用的命名空間及其前綴如表3所示。

表4為行政區劃沿革本體類，皆為頂層類Thing下的子類。其中，行政區劃實體要素類（geos:Feature）和幾何類（geos:Geometry）共同構成，前者描述屬性信息，后者描述空間邊界。事件類（event:Event）通過與地理要素的連接，表達變更前后狀態的關聯；文檔類（foaf:Document）用于存儲輔助資料，提升解釋能力。

表5展示了行政區劃沿革本體中所定義的對象屬性。其中，行政區劃實體之間的隸屬關系通過gn:parent Feature表示，要素實體和幾何實體通過geos:hasGeometry相連。沿革事件的具體變更信息通過event:place存儲。例如，分割事件中的分割線，其所連接的左、右多邊形則通過ade:leftPolygon和ade:rightPolygon連接具體的左、右幾何對象。event:agent與event:product是實現沿革過程推理的關鍵，用于構建實體的時間演變鏈。例如，“南市區并入黃浦區”事件中，前者為agent，后者為product，通過事件節點實現語義實體的連接。此外，本研究使用了逆函數（Inverse Of）與傳遞函數（Transitive）對部分對象屬性進行了約束。具有函數定義的對象屬性見表6。

數據屬性主要用于存儲節點的具體數值或文本信息，涵蓋ID、名稱、代碼、時間、幾何信息等字段（表7）。其中，gn:name和gn:officialName區分要素實體的實體名稱與官方名稱（即地名）。例如，“黃浦區1992”和“黃浦區2001”雖然是2個不同的實體，具有不同的實體名稱（gn:name），但它們擁有相同的主體名稱（gn:officialName）“黃浦區”。gadm:valid_from/valid_to用于表達行政區劃的生命周期，以支持時間維度的查詢與推理；geos:hasSerialization以WKT格式存儲空間邊界；ade:eventType與event:time描述事件的類型與發生時間。

為支持沿革鏈條的自動構建與數據校驗，引入以下推理規則：（1）所有演變事件必然產生一個新地理實體，該實體的起始時間等于事件時間；（2）設立事件中，event:product與event:agent所對應實體之間應建立gn:parentFeature隸屬關系；（3）分割事件可通過記錄分割線及左右幾何對象建立拓撲關聯，基于基態修正的幾何數據推理，并依托python的Shapely庫實現；（4）合并、隸屬關系變更、名稱變更事件可不存儲新圖形，系統將默認調用關聯event:agent對應幾何；（5）非設立類事件中，event:agent對應的行政區劃實體的valid_to應與event:product對應的行政區劃實體的valid_from在時間上連續，前者早于后者，形成生命周期連續性。

3.1.2知識圖譜基于行政區劃沿革事件數據、行政區劃屬性數據以及行政區劃空間數據構建上海市行政區劃沿革知識圖譜，共覆蓋行政區劃幾何實體153個，行政區劃要素實體149個、行政區劃沿革事件216個。其中，并入事件119例（55.09%）、分割事件15例（6.94%）、隸屬關系變更事件13例（6.02%）、名稱變更事件7例（3.24%）、設立事件62例（28.70%）。圖6為分割事件示例，將分割線建模為獨立的geos:Geometry實體，并通過event:place與分割事件綁定。同時，左右多邊形分別通過ade:leftPolygon與ade: rightPolygon與該幾何實體相連，構成清晰的拓撲結構。事件Event3通過place屬性指向分割線GeoEvent3這一幾何實體，該幾何實體以WKT格式存儲線狀邊界，并通過左多邊形（leftPolygon）和右多邊形（rightPolygon）對象屬性與“Geo洋涇區1952”和“Geo東昌區1952”相連。

利用OWL詞匯表中的inverseOf與TransitiveProperty對象屬性，對具有逆關系或可傳遞特性的對象屬性進行自動化推理補全（圖7）。若存在三元組event：EVENT104—event:agent—geos:“南市區1993”，表示“EVENT104”事件的參與者為“南市區1993”，則可根據inverseOf補全逆向三元組geos:“南市區1993”—event:agent_of—event:EVENT104，意味著“南市區1993”作為“EVENT104”這一事件的參與者，實現了知識的補充。

在文件層面，圖譜遵循RDF標準，并堅持“本體與實例分離”原則：規模較小且需共享的本體單獨存儲；實例數據則按語義劃分為“要素子圖”“幾何子圖”和“沿革事件子圖”，各自獨立成庫，便于更新和跨子圖檢索。

不同類別的實體在圖譜中通過語義關系連接（圖9），既反映了行政區劃的層級與邊界屬性，也揭示了事件演變的鏈式邏輯。

3.2知識圖譜評估

3.2.1知識推理能力

知識推理結果從4個方面進行評估：其一，一致性檢查表明，所有分類均符合互斥約束；其二，可解釋性體現在所有結論均可追溯至RDF三元組與規則來源；其三，覆蓋率通過統計具備gadm:valid_to屬性的實體比例衡量，顯示出良好的數據完備性；其四，人工抽樣比對《上海地方志》和官方區劃資料，結果與權威資料和普遍認知高度一致。案例顯示，1993年撤銷的上海縣被正確推理為歷史地名，而浦東新區被判定為現存地名，驗證了方法的可靠性。雖然在數據缺失情況下推理結果仍可能存在誤差，但整體趨勢與領域知識保持一致，說明該框架在知識分類與演變分析中具有實際應用價值與可擴展性。

3.2.2應用能力

（1）地理編碼

在地理編碼應用中，現有服務往往難以正確處理歷史地名，導致定位結果存在偏差。以“南市區福佑路”為例，由于南市區在2000年被撤銷并并入黃浦區，傳統地理編碼方法會出現匹配不準的情況。通過引入上海市行政區劃沿革知識圖譜，可在查詢過程中調用歷史區劃與現行區劃的對應關系，自動將歷史地名映射為現存地名，從而實現定位結果的校正。該方法表明，沿革知識圖譜在解決跨時期地名解析與空間定位中的誤差方面具有顯著優勢，為長期時空數據的地名準確對齊提供了新的技術路徑。

（2）統計數據對齊

行政區劃調整對長期統計分析影響顯著。以上海市黃埔區為例，1999年人口為24.36萬，而2000年則為66.18萬。若僅從統計結果表面觀察，黃浦區人口在一年內出現大幅增長，但實則這一變化主要源于行政區劃范圍的調整，而并非真實的人口遷移或增長。具體而言，2000年公布的黃浦區人口統計數據，實際上對應的是1999年原黃浦區與南市區行政范圍內人口合并結果。將1999年原黃浦區（24.36萬人）與南市區人口數據合并后，總人口約為68.65萬人，略高于2000年公布的66.18萬人，說明在統一行政區劃口徑下，人口規模并未出現顯著增長，反而呈現小幅下降趨勢。

基于上海市行政區劃沿革知識圖譜，本研究通過逆序遍歷行政區劃演化關系，推導目標年份對應的歷史區劃構成，并結合多邊形疊置分析方法，對不同年份的統計數據進行空間口徑對齊。其中，對齊前數據指直接采用統計年鑒中按當年行政區劃口徑發布的黃浦區人口數據，未考慮區劃調整帶來的空間范圍變化；對齊后數據則指將歷史年份中與當前黃浦區空間范圍對應的各行政單元人口進行合并后得到的結果。

如圖12所示，對齊前的人口時間序列在2000年和2010年附近出現明顯突變，而對齊后的數據曲線則更加平滑，能夠更真實地反映當前黃浦區行政范圍內人口變化的長期趨勢。這表明，引入行政區劃沿革知識圖譜，有助于有效消除因區劃調整導致的統計斷裂問題，為跨時期人口變化分析提供更加可靠的數據基礎。

3.3討論

本研究以上海市自1949年以來的行政區劃沿革為對象，構建了集地理要素、幾何形態和演變事件于一體的時空知識圖譜，在行政區劃領域實現了語義建模與圖數據表達的融合，為歷史地理信息建模提供了可復用框架。然而，從系統擴展性、數據完備性及智能化應用等方面仍存在改進空間。

在數據覆蓋與多尺度表達方面，盡管本研究實現了縣級及以上區劃的系統建模，但鄉鎮街道等更細尺度的歷史區劃仍缺乏系統表達。考慮到城市空間治理與人口社會經濟分析的精細化趨勢，未來若能向更細粒度行政層級延伸，并引入自然村落、社區等地方性地理單元，將進一步增強模型的時空表達能力與應用場景適配性。

盡管研究復用了GeoSPARQL與EVENT等標準本體并構建了規則推理機制，但當前知識補全仍依賴顯式規則與半人工審查。面對歷史文獻中的非結構化信息、地名歧義、邊界模糊等特征，未來可結合大語言模型驅動的信息抽取、遙感影像輔助邊界識別以及多源可信度評價體系，以提升知識自動獲取與演化鏈條構建的智能化水平。

本研究的圖譜構建與推理過程主要側重語義一致性與邏輯連貫性，對計算性能與查詢效率關注相對有限。在行政區劃知識圖譜規模持續擴張的情況下，如何在大規模圖數據上實現高效推理與實時查詢，將成為影響其服務能力的關鍵。可考慮采用圖數據庫并行計算優化、圖嵌入與向量索引技術，以保障跨時空復雜查詢與批量演算的可用性。

行政區劃演變不僅是時空結構變化的技術問題，也包含政策邏輯、區域功能調整及城市社會經濟動態演化等多重因素。未來研究可進一步融合政策文本、歷史報刊、人口與經濟統計、土地利用與城市形態數據等多模態信息，構建“行政區劃—社會結構—空間格局”綜合知識體系，推動行政區劃研究從靜態表征邁向動態解釋與情景模擬。

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結論

快速城市化推動行政區劃持續調整，形成了多源異構的時空數據。如何有效組織與表達沿革文本、邊界矢量與統計屬性，是當前地理信息系統研究的重要議題。本研究以上海市1949年以來的行政區劃變遷為例，提出基于知識圖譜的建模框架，構建了結構規范、語義明確的行政區劃沿革知識圖譜。

本研究設計了通用行政區劃沿革本體，復用EVENT、SPARQL、FOAF等標準，實現語義共享與擴展性，從地理實體、空間幾何、沿革事件與輔助資源4個維度整合數據，系統表達區劃屬性、層級、邊界拓撲及設立、撤銷、合并等演化過程，并統一接入地圖、統計年鑒與文獻資料。圖譜通過標準化映射與實例化構建，具備規則推理、一致性檢查與空間—屬性復合查詢能力，在圖計算與時空推理方面表現突出。

本研究表明，知識圖譜能夠彌補傳統方法在空間表達與時間推理方面的不足，提升歷史區劃研究的可計算性與解釋性，為區域社會經濟分析、政策評估與歷史復原提供了新的技術路徑。

作者：姚申君，呂沐涵，吳健平，祁寧寧

來源：《華南地理學報》2025年第4期

選稿：宋柄燃

編輯：江 桐

校對：宋柄燃

審訂：杜佳玲

責編：宋柄燃

（由于版面內容有限，文章注釋內容請參照原文）

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