基于本体和Agent的地理空间信息语义共享

地理空间信息语义共享是地理信息系统的重要研究内容。语义参照系统主要用于在地理信息的生产者和用户之间解释专题数据的意义，实现对不同语义数据的集成。本文分析了地理空间信息共享的含义和层次，借鉴语义网研究思想，建立了地理空间信息语义共享的总体框架。提出采用本体概念和方法，形式化定义领域知识，解决地理空间信息研究和应用中存在的地理实体语义不明确问题。采用基于Agent的信息查询和语义映射，实现在不同用户间对地理空间信息的共同理解和认识。     

面向地理问题求解的数据表达模型研究

本文以地理问题求解和地理科学研究建模环境建设的需求为导向,针对面向地理问题求解建模环境在利用多源异构数据方面遇到的问题,进行了面向地理问题求解的数据表达模型(XGE-DRM)的研究。本文重点研究了多源、异构、跨领域地理数据的表达方式与组织规范,从原子数据层与对象组织层两个层次对XGE-DRM的基本原子构成与对象组成方式进行了阐述;通过对地理数据的结构与语义进行解析,显式表达地理数据的结构与语义;在结构清晰、语义明确的情况下,实现多源异构数据的抽取与交换,最终实现多源异构数据的共享。实验证明,文中提出的数据表达模型能够实现多源异构数据的通用表达,解决地理问题求解建模环境平台下数据共享的问题。     

形态本体及其在地理空间数据发现中的应用研究

地理空间数据语义异构是实现数据关联、数据智能推荐和精确发现的主要瓶颈。地理空间数据本体被认为是解决地理空间数据语义异构的有效方法。形态特征是地理空间数据(除时空、要素内容外)的重要特征,是地理空间数据本体的重要研究内容。本文首先在系统分析地理空间数据形态特征的基础上,提出地理空间数据形态特征的概念体系。然后,建立地理空间数据形态本体模型,提出形态信息的本体表示方法,并构建地理空间数据形态本体。最后,基于形态本体的本体库,利用Jena本体推理技术,开发地理空间数据语义检索原型系统,并将形态本体应用于国家地球系统科学数据共享平台的元数据检索中。实验结果表明,地理空间数据形态本体可以有效地解决数据形态特征的语义异构,提高数据发现的查全率和查准率。本文的研究方法和成果对解决其他领域数据的语义异构,有重要的参考意义。     

地质时间本体在异构数据检索中的应用

地质时间是地球科学基础研究的重要内容,在异构数据集和文献中有多种描述方式,其语义异构问题成为影响数据共享与集成的瓶颈之一。本体(Ontology)是共享概念模型的明确的形式化规范说明,可以用来描述数据的语义信息,近年来,被广泛应用于解决语义异构问题。本文以地质时间作为研究对象,分析了地质时间这一特定领域蕴含的基本概念、属性和关系,构建了地质时间的领域本体和OWL的编码表达,并以关系型数据库为例,阐述了地质时间本体的语义映射和翻译机制。该机制能够有效地在W eb环境下为传统数据检索增强语义表达能力,识别地质时间不同表达方式中的等价、包含等隐含关系,实现语义的数据检索。该方法也适用于地球科学其他领域本体的构建和语义翻译,为解决地球科学数据的语义异构问题提供了思路。     

智慧城市异构模型网络化管理系统设计与实现

针对智慧城市背景下,分布式海量多源异构模型的共享、重用和统一管理问题,利用元模型建模技术,实现异构决策模型统一化信息表达,使用UDDI网络目录服务,结合Web Service可分布、易共享、可远程调用的特点,将地理信息决策模型发布为网络服务,实现模型的共享和重用。对异构模型的统一化表达,网络化管理等问题进行了探索,最后对系统进行了实现,验证了设计的有效性。     

基于多维多值概念格的矿山生产地学本体构建研究

矿山生产地学本体能够形式化描述领域概念,是实现多源异构信息集成与知识共享的关键技术之一。本文从多维地学数据源兼有同一性和特异性的视角入手,扩充多维多值概念格理论,构建兼顾全局和区域特性的地学境本协同语义模型与形式化描述,依托二者映射转换关系,提出强情境敏感性的多维地学结构化数据本体自动学习算法;并以金属矿山实际项目为例,结合矿山生产概念体系架构,构建矿山生产领域本体实例,验证方法有效性。该方法注重地学领多维特性,较客观地展示多维地学对象之间关联关系,且较顾忌局部区域时空等数据环境差异,有效提高矿山生产本体的构建效率与准确性,对其他地学领域本体构建提供借鉴。     

基于本体的基础地理信息分类层次研究

本体源于哲学,近年来在人工智能和计算机科学领域得到广泛应用,主要用于知识的表达、共享及重用.将本体引入地理信息科学领域,对于实现地理信息知识的表达、共享及重用具有重要意义.基于此,本文从本体的含义与结构出发,在分析现有基础地理信息分类基础上,详细阐述了基于本体的地理要素分类方法,结合领域专家所建立的分类体系,提出了基于本体的基础地理信息分类,并实现了基本的基础地理信息分类体系.     

基于本体论的海洋流场语义分析与表达研究

随着海洋观测技术的不断发展,人类获取的海洋数据也快速增长,由于海洋流场是整个海洋系统物质流和能量流输送的主要渠道,基于这些观测数据进行海洋流场迁移变化规律分析及可视化表达研究,对所有涉海领域均具有非常重要的意义。然而,由于海洋时空大数据集合的多源性和异构性等原因,至今尚未有令人满意的海洋流场数据集成共享和动态可视化分析工具,从而导致这些异源异构数据难以实现统一标准下的集成组织与语义共享。为了实现海洋流场语义层次上的统一描述,本文在分析了海洋流场多维特征、拓扑特征、模糊特征等基础上,基于本体论的语义构建思想,提出并构建了基于四元组O=（C,P,R,I）的本体组织基础结构,其中C表示概念集合、P表示属性集合、R表示概念间的关系集合、I表示实例集合,通过对概念、属性、关系结构的进一步定义,共同组合构成了海洋流场整体本体结构。为了给出清晰的本体语义建模过程,以海流现象局部本体构建为例,在对成因性、空间性、时间性、运动性等本体属性分析的基础上,进行了海流概念、本体属性、语义关系的描述和定义,从而为海洋流场组织提供一个规范性框架。进而借助OWL语言本体建模的优势,以地转流为例进行了其形式化表达和本体类构建。研究结果表明,基于本体的海洋流场语义分析方法能有效地解决传统海洋现象描述中的异构问题,可为海洋信息共享与集成研究提供参考。     

基于Web的资源环境模型元数据管理

模型元数据是资源环境模型共享的重要信息,它有利于促进模型的高效利用。在面向对象的资源环境模型库管理系统中,模型的属性、方法、数据接口和元数据被封装为模型对象,模型元数据用于资源环境模型的辅助管理。通过建立资源环境模型元数据库,开发基于Web的资源环境模型元数据管理系统,使Internet上的一般用户也可以查询到已建立模型的信息,避免了模型的重复构建,促进了资源环境模型信息的共享。目前,模型元数据研究还需要解决以下两个主要问题:①制定资源环境模型元数据的国家标准;②建立面向对象资源环境模型表达的行业规范。     

基于地理本体的海湾空间数据组织方法——以辽东湾为例

数字海湾的建设,面临着空间数据组织问题。本文在对基于分层和基于地理特征的空间数据组织方式及元数据技术深入分析的基础上,针对海湾多要素、多层次、多资源和多领域的复杂系统,采用地理本体的思想进行海湾的认知表达,并由此提出了基于地理本体的海湾空间数据组织方法。通过对海湾地理本体的建模,建立了更能客观反映海湾地理实体各个层次体系的概念模型,再根据海湾概念和已有的多源空间数据集之间的映射关系,重构地理本体支持下的海湾空间数据库,从而实现海湾多源空间数据的海、滩、陆一体化集成与管理。最后,以辽东湾为例,对该海湾所涉及到的多源空间数据进行了有效的组织。结果表明,利用地理本体的思想对空间数据进行组织管理,可以消除不同领域对信息理解的鸿沟,有利于数据的共享和互操作。     

RDF/XML在地学数据Web共享中的应用研究

本文基于W3C推荐的资源描述框架（RDF）,利用RDF/XML语法法规范实现了地学多学科元数据的表达和交换;设计了地学多学科元数据扩展和共存方案;以RDF／XML为中间层,构建了地学数据Web共享的基本框架。研究表明RDF／XML在地学数据Web共享中的应用前景十分广阔。     

遥感影像数据库引擎设计与实现

在参考国内外现有资料的基础上,提出一个遥感影像元数据标准草案,并利用该元数据标准对遥感影像数据进行描述:用大型关系数据库对遥感影像数据及其元数据进行一体化管理,实现遥感影像数据的结构化存储;使用XML对遥感影像元数据进行描述,便于实现影像元数据的网上查询与检索,并最终实现遥感影像数据的网络共享。     

时间本体及其在地学数据检索中的应用

高效、准确地获取目标数据及其关联数据,是决定大数据共享与挖掘分析能否实现的关键因素。传统的数据检索方法无法利用地学数据间的显性或隐含关系,已不能满足日益增长的对检索结果质和量的需求,而本体理论和技术的语义检索成为当前的研究热点。本文针对时间这一地学数据的本质属性,在系统研究地学数据时间概念与特征的基础上,建立了地学数据时间本体模型,并深入论述了模型中的时间关系、时间坐标系等内容,提出了时间位置和时间距离的描述函数,同时研究了二者的本体表达方式。构建了包括地质年代等在内的地学数据时间本体库,并以语义网开发框架Jena为基础,经本体解析、元数据时间信息抽取与标注等过程,将时间本体应用于地球系统科学数据共享平台的元数据检索之中。结果表明,以时间本体的地学数据语义检索查全率约为关键字方法的1倍,检索结果排序,以及关联数据推荐方面也有更好的效果,为促进地学数据共享与关联发现提供了一种有效的方法。     

面向电子政务的空间信息资源共享平台的设计与实现

本文综合分析了电子政务的发展现状,为解决目前电子政务建设中的“信息孤岛”问题,结合以“数字城市”为代表的整合阶段的特点,以提供数据互操作和功能互操作为出发点,提出了一种以空间元数据为核心,采用XML描述元数据标准和Web服务的架构模式,搭建面向电子政务的空间信息资源共享平台,为电子政务信息资源的整合提供统一标准和空间基准框架,并结合“数字合肥”的空间信息共享交换平台建设实践,证明了该模式的可行性。     

基于XML的GOMS元数据描述体系

地球信息科学元数据标准已经进入草案实施阶段,但仅仅针对有限的公共实体进行标准制定。GOMS是在地球信息科学元数据标准的基础上,综合了CIMI,根据地球科学的学科特点扩展而来,是一种适合在网上检索、交换、共享地学标本的网络信息资源描述体系。XML是W3C推出的元数据标准可扩展语言,为元数据的编码、交换和重用提供了基础框架。本文以地球科学数字博物馆中的地学标本元数据标准为研究对象,利用XML进行了描述,使得专用于地学领域的标本描述转换成通用的机器可理解的元数据,对于集成不同来源的地学标本描述,建立基于Internet的地学标本信息的管理服务体系提供了可能性。     

遥感信息与知识交换共享元数据系统设计

随着遥感技术的飞速发展,遥感数据成为城市规划、地球科学研究、数字地球等重大科学研究和工程建设的重要数据源。但随着遥感数据量的不断增加和应用领域的扩大,如何科学有效地管理、存储、更新和重用已有的遥感数据资源,已成为当前空间信息元数据研究的热点。因此,有必要制订专门用于描述遥感数据及其相关资源的元数据系统,满足用户正确了解和使用遥感数据的需要,推动遥感数据共享。本文在研究和参考现有国家和国际地理信息元数据标准的基础上,设计了针对遥感信息与知识交换共享的元数据系统,该系统实现了遥感数据、相关辅助测量数据、应用方法模型以及传感器、平台等相关知识等信息的统一、规范表示,为遥感信息与知识交换共享搭建了元数据层次上的平台。     

面向Web的地学数据共享服务平台架构设计

针对地学数据的特点,设计了地学数据Web共享服务平台的总体架构。该共享服务平台由5个层次组织,分13个功能模块,其中元数据管理和元数据服务是该平台的基础设施。利用W3C推荐的RDF/XML设计和构建了该模块,并用ArcIMS提供的空间数据发布引擎和7个必要的元数据接口实现了空间数据的发布。平台体系通过A鄄pache+Tomcat+ArcIMS的系统部署,提供Web共享服务。