基于本体的地理空间信息共享方法与应用研究

摘要

近年来，随着城市信息化建设，特别是“智慧城市”建设的进一步加快，各行业与部门间的集成应用对地理空间数据的共享提出了更高的要求。但由于城市综合信息复杂，同一地理实体在不同行业和部门有着不同的概念化和形式化表达，难免造成地理信息的语义歧义甚至是语义相悖，阻碍了地理信息的共享与应用。如何从认知的角度抽象、模拟和还原地理空间，如何建立统一的地理空间数据模型，如何实现地理空间数据的存储、组织与应用，进而实现地理信息的语义共享已经成为地理信息共享研究的重要研究方向。
　　 本文将本体理论应用于地理数据语义共享研究中，从认知的角度出发抽象和模拟地理空间，建立了基于本体的地理空间数据模型，并将此模型在城市信息化建设的土地利用管理领域进行实现。本文的主要研究内容如下：
　　 (1)提出了基于本体的地理空间认知模式
　　 论文在深入探讨和分析了本体理论和认知理论的基础上，结合本体在知识模型中的表达层次，提出了基于本体的地理空间认知模式。模式指出，基于本体的地理空间认知是连续的分解、抽象与反馈的过程。
　　 (2)构建了基于本体的地理空间数据模型
　　 本文把基于本体的地理空间认知和基于面向对象的地理空间认知相结合：利用本体抽象和组织地理空间的概念及概念间的逻辑关系，以对象的方式组织和存储地理空间数据，在此基础上构建了基于本体的地理空间数据模型。该模型从人类的认知入手抽象和模拟现实地理空间，将地理空间抽象为概念本体、实体本体和空间关系本体；将地理数据采用对象的方式进行存储和组织；根据抽象出的概念本体、实体本体和空间关系本体构建了基于本体的语义推理查询模式库。模型的建立试图解决由认知引起的语义歧义，为地理空间数据的语义共享提供一定的借鉴。
　　 (3)对土地利用管理数据进行组织
　　 以理论研究和构建的本体地理空间数据模型为基础，组织建立临桂新区“智慧城市”土地利用管理领域的各类本体及其逻辑关系；设计基于本体的土地利用管理信息系统；将该模型应用于土地利用管理领域，从而为土地利用管理数据的管理、语义共享、基于语义的查询及推理提供了理论支撑。
　　 基于本体的地理空间数据模型从认知的角度解析现实世界，既抽象出了地理世界的概念及概念间的逻辑关系，同时又考虑到数据的存储问题。模型的建立为地理信息的语义共享和推理查询提供了一定的借鉴。