地球科学知识体系编辑平台

随着信息技术和地球科学的发展,地球科学领域数据快速增长,积累了海量数据,亟需建立领域知识图谱促进地球科学大数据的利用。因此深时数字地球（DDE）提出构建地学知识库和知识图谱,为未来的地学研究提供新一代的基础科研工具,促进研究范式的变革。文章回顾了知识图谱的发展历史,对主要知识体系构建工具进行了调研。结合地球科学学科特点,梳理了地球科学知识体系对构建工具的需求,并设计和实现了一个面向地球科学知识体系的专业编辑平台：“地球科学知识体系编辑平台”。平台具有操作简单、协同编辑、协同审核等一系列特点,基本满足地球科学知识体系的建设需求,填补了这一领域的空白。平台上线以来,已经有18个地球科学领域的专业学科人员在线协同构建,极大提高了地球科学知识图谱建设的效率。在此基础上,结合目前地球科学知识图谱建设状况,从技术角度出发,对地球科学知识体系编辑平台的后续发展方向进行了讨论。     

基于GML的时空地理本体模型构建及应用研究

时空地理本体模型是一套描述地理时空知识的形式化说明规范,是构建时空地理本体实例的基础和参考。本文基于GML规范及时空推理理论提出了一种时空地理本体模型的框架,并详细阐述了其组成:要素模型、几何模型、空间关系模型、时态模型中类的关系和所涉及到的属性定义,并基于该本体模型给出了应用实例--行政区划本体设计和构建方法。文中所提出的时空地理本体模型,对开展面向不同应用的地理本体实例的构建和共享研究具有一定参考意义。     

面向地貌学本源的DEM增值理论框架与构建方法

数字高程模型（DEM）在表达地貌形态、认知地表过程、揭示地学机理等研究中发挥着基础性的作用,是重要的地理空间数据模型,广泛地应用于地学分析与建模中。但是,传统DEM具有属性单一的天然缺陷,难以支撑面向地学过程与机理挖掘的地球系统科学研究。亟待在传统DEM的基础上实现其数据模型的增值,服务于新地貌学研究范式和新对地观测技术背景下的数字地形建模与分析。立足于以上问题,本文构建了DEM增值的理论框架,主要包括DEM增值的概念、内涵、内容、类别、不同增值类别之间的相互关系,以及此理论框架的研究意义和应用范畴。提出了DEM增值的构建方法,包含：① 强调地上地下一体化、时间空间相耦合的DEM空间维度和时间维度增值方法;② 重视地下、地表和地上物质构成,形态属性耦合的物质属性和形态属性增值方法;③ 顾及自然过程、人工作用的地物对象、地貌形态的地物要素和形体要素增值方法。最后,分别以数字阶地模型、数字坡地模型和数字流域模型为例,阐释DEM在面向地貌学本源问题时的不同增值方法及应用场景。期望通过对DEM进行维度、属性和要素3个层面的增值,实现现代对地观测技术背景下数字高程模型表达方法的突破,并支撑知识驱动的数字地貌问题分析。     

基于描述逻辑本体的GIS多重表达

多重表达是地理信息弹性表达和弹性存取的一个内在要求,它实质上提供了一个多尺度、多应用主题的数据集成机制。多重表达的建模不能仅限于数据库中多重几何特征的一致性表达,还必须支持不同语义粒度、不同应用主题下语义特征的弹性描述。基于形式化本体的地理信息建模更贴近于认知模型,还有助于语义表达以及基于语义的信息集成和共享。通过经典描述逻辑中具体域以及context的扩展,满足区域拓扑和上下文语义形式化描述的需要;给出一个基于描述逻辑的多表达地理本体方案,该方案能够为数据库中几何信息和语义信息的弹性表达提供一个统一的基于逻辑的模型理论基础。     

基于形式本体的POI数据分类方法

针对现有地理信息分类体系的不足,基于形式本体的原理,结合语义学理论,以深圳市的POI数据为实验数据,通过采用对POI数据形式化语义分析的方法,利用概念的本体属性组来规范表达POI概念的语义,提出一套新的分类体系。分类结果有效地解决了传统分类体系中存在的语义和概念上的异构问题,并成功应用于深圳市公共信息服务平台,从新的视角为其他城市的POI信息分类以及其他类型的地理信息分类提供参考方法。     

Population of a spatio-temporal knowledge base for jurisdictional domains

Jurisdictional domains are legal divisions of the Earth’s surface frequently used in classification and search systems for location-based queries. However, there are few compilations of jurisdictional domains that include their evolution. One of the causes is the complexity of their generation. As an advance in this area, this paper describes a process that facilitates the creation of knowledge bases containing the evolution of jurisdictional domains. As application example, this paper presents the creation of a jurisdictional knowledge base of Spain with its evolution between 1830 and 2011.     

一种本体驱动的地理空间事件相关信息自动检索方法

区别于传统的地理信息检索仅利用关键词进行匹配和查询的机制,以地理空间事件为纽带,提出一种由本体驱动的、与该地理空间事件相关的信息自动检索方法,实现用户仅仅需要了解地理空间事件发生的基本信息就可以从海量地理信息数据库中智能地提取与该地理空间事件相关的信息,并提供检索的个性化支持,以便用户主动、自动检索这些信息,简化用户获取信息的过程,减少因用户对信息组织方式、软件应用模式不了解造成的繁琐操作,提高检索效率。     

海啸早期预警系统的一种本体式表达

无线传感器通常用于环境监测,如气候变化、水质和监控灾害管理等。目前,灾害管理是一项十分关键和紧迫的工作,在海啸预警和预测系统方面尤为突出。本文在研制区域水文态势地理信息服务系统(RHSGISS)的基础上,为减缓灾害,研究出了海啸早期预警系统的一种本体式表达。该系统由地震监测台站、海底压力记录仪(BPR)和验潮仪等组成,其主要功用是解释复杂的多维数据。该数据由各种传感器、系统间的互操作性以及处理异构数据等生成。目前的核心问题在于将获取自海啸早期预警系统多个组件的异构数据进行融合以及提供基于Web网络的数据服务。面向特定陆表监测与应急响应任务,本文通过使用开放地理空间联盟(OGC)确定的传感器网络赋能实现(SWE)框架,构建了基于"北斗"卫星导航系统的GPNT服务体系,能为所有接入空天地一体化对地感测网环境下的用户共享互操作性和可伸缩性提供便利。本体因其功能上可以提供明确含义的信息,而成为了解决信息异质性问题的手段。本文在传感器网络数据与数据语义方面提出了一种面向服务的架构(SOA)模型,目的是要提供使用本体和Jena规范来表示更有意义的早期海啸预警系统信息。     

基于本体语义的地理信息服务发现

基于本体语义研究地理信息服务发现问题.将加权语义距离和Wu-Palmer法相结合并进行改进计算本体概念语义相似度.引入服务接口依赖关系,提出支持接口多态性的本体语义地理信息服务输入输出匹配方法.最后开发实验原型对基于本体的地理信息服务匹配方法进行实验与分析.     

利用地名语义实现Web地震事件空间信息提取

针对Web新闻中地震事件地点要素提取的需求,提出了利用地名语义技术实现的地震事件空间信息提取的解决方案。通过构建地名本体库来支持标准化地名构建,通过句法分析、中文分词和词性标注识别地名,通过地名的标准化从地名本体库获得地名语义信息提取地震事件地点信息。同时,利用语义库及其推理机制完成地名标定范围内的地震事件搜索,成功地获取了中国境内近年的各省地市县的地震事件的空间分布情况。原型系统验证了论文方法的可行性和有效性。