移动环境下基于地理本体的空间信息服务方法研究

摘要

人们在日常生活当中的所有生产活动都是基于位置的，由此产生了海量的空间信息数据，然而这些空间信息之间往往缺乏层次结构和语义联系。随着计算机技术和网络技术的快速发展，如何快速高效地从海量空间信息数据中查询到我们的“真正意图”已成为当前空间信息服务的研究重点。传统的基于关键字的信息检索已不能满足用户的深层次需求。地理本体能够对地理领域知识进行形式化表达，确立该领域内的专业词汇和术语，并明确定义这些词汇的语义关系，从而为空间信息查询和推理提供了明确的解决方案。通过构建地理领域本体，可以提供更加智能化的空间信息服务。
　　 本文在研究了本体和地理本体理论的基础之上，结合本体形式化描述语言OWL，构建了桂林理工大学校园地理本体实例，并重点探索了基于该本体和Jena语义框架的空间语义查询与推理实践，从而为移动环境下基于地理本体的空间信息服务提供了理论支撑和技术支持。最后提出了利用Web服务、谷歌地图和Android操作系统来实现移动环境下基于地理本体的空间信息服务应用。本文主要研究和探索了以下几个方面的内容：
　　 (1)论述了地理本体和移动GIS的研究现状，结合移动通信技术、电子地图技术和空间信息服务的发展现状，认为地理信息系统应用有着从传统客户端向移动终端发展的趋势，并且将广泛地应用于基于位置的服务当中。
　　 (2)探索了本体和地理本体的相关理论知识，重点探讨了地理本体的建模元语、逻辑结构及其构建方法，并且依据本体构建准则，利用本体构建工具构建了桂林理工大学校园地理本体实例：研究了基于部分-整体理论、拓扑理论和位置理论的空间关系的形式化表达。
　　 (3)研究了基于地理本体的空间语义查询和推理机制；分析了Jena语义框架的构成组件，重点研究了Jena的五个组件在空间语义查询和推理中所起到的作用；探索了如何利用已建立的地理本体和Jena来实现空间语义查询和推理。
　　 (4)研究了在Eclipse集成开发环境中Web服务的发布技术以及Android操作系统对Web服务的调用技术；探索了谷歌地图在Android操作系统中的使用机制；最后基于已建立的校园地理本体，实现了简单的移动终端空间信息服务应用。
　　 基于地理本体的空间语义查询和推理能够实现语义层次上的空间信息检索，对于移动环境下基于地理本体的空间信息服务应用提供了技术支持，为基于位置的服务提供了新的应用方向。