基于本体与对象的地理空间数据模型研究与应用

摘要

随着信息技术、计算机技术、网络技术的发展，GIS正朝着分布式的、开放的、网络化的全球化方向发展。GIS应用不仅要存储和管理地理数据，而且要面向大众服务，提供科学决策信息。然而，建立在现有数据模型基础之上的GIS软件却难于满足系统所要求的完整性、整体性、可共享和操作便捷性的需求。因此，探讨新的GIS数据模型成为了研究热点。 本体论作为共享概念模型的形式化规范说明，能够准确的捕获相关领域的知识，提供对该领域知识的共同理解，确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇之间关系的明确定义；面向对象方法将对象的概念和对象的性质结合在一起，符合人类空间认知模式要求，且能有效地使人的认知空间与计算机的方法空间一致起来，可以很好的解决数据的完整性和整体性问题。这两者的有机结合为地理空间数据模型研究提供了新的契机。 本文在分析本体和面向对象技术理论的基础上，对地理空间和地理实体进行了探讨，通过建立地理本体和面向对象的地理实体模型，建立了主题应用和数据组织一体化的地理空间整体数据模型：地理空间本体——对象模型。本文主要研究了以下内容： （1）从基础理论和技术出发，阐述了数据模型的建立过程和层次结构；探讨了本体的概念、分类、建模元语、建模语言和本体建立方法；总结了面向对象技术的概念、特征、核心技术和优点；最后分析了本体与对象的联系与区别。 （2）按照地理空间、地理实体认识——地理本体模型——地理实体模型——地理空间模型——地理空间实体关系的线路研究了地理空间模型。重点研究了下列内容：地理空间和地理实体的结构特征；地理空间从现实世界到信息世界的抽象过程；地理本体定义、模型结构和形式化表达；面向对象地理实体模型、地理实体的几何数据类型和数据组织；地理空间整体数据模型；地理空间中实体的语义关系和空间关系。 （3）构建了城市道路本体和城市道路实体，并结合OracleSpatial存储结构设计了城市道路实体数据表，探讨了结合本体——对象模型组织数据，对象——关系数据库存储数据的一体化的城市道路数据组织模式。 随着公共服务要求的不断提高，数据共享、分析决策、应急服务等等都要求地理信息系统不断地深入实际。本文研究的地理空间整体数据模型为数据的共享和科学决策提供了新方法，为数据模型的研究提供了新的思路。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1选题背景及研究意义

1.1.1选题背景

1.1.2研究意义

1.2研究现状和进展

1.3新一代GIS数据模型要求

1.4研究目标和主要内容

1.4.1研究目标

1.4.2研究主要内容

1.5论文章节安排

第二章本体与对象基本理论

2.1数据模型

2.1.1数据模型的抽象层次

2.1.2传统数据建模的问题分析

2.2本体基本理论

2.2.1本体概念

2.2.2本体分类

2.2.3本体的建模元语

2.2.4本体的建模语言

2.2.5本体的建立方法

2.3面向对象基本理论

2.3.1面向对象的基本概念

2.3.2面向对象的基本特征

2.3.3面向对象的几种核心技术

2.3.4面向对象技术的优点

2.4本体概念与类和对象之间的关系

2.4.1本体概念与面向对象技术中类的联系

2.4.2本体概念与面向对象技术中类和对象的区别

2.5地理空间数据模型构思

2.6本章小结

第三章地理空间本体——对象模型构建

3.1地理空间和地理实体

3.1.1地理空间

3.1.2地理实体

3.2地理本体

3.2.1地理本体定义

3.2.2地理本体模型

3.2.3地理本体表达

3.3面向对象的地理实体

3.3.1面向对象的地理实体模型

3.3.2地理实体的几何信息

3.3.3地理实体的数据组织

3.4地理空间本体——对象模型

3.5地理空间中的实体关系

3.5.1地理实体的语义关系

3.5.2地理实体的空间关系

3.6本章小结

第四章基于本体——对象模型的城市道路数据组织

4.1城市道路概况

4.2城市道路内容体系

4.3城市道路本体建立

4.3.1城市道路概念体系

4.3.2城市道路属性概念

4.3.3城市道路本体建立

4.4城市道路实体数据组织

4.4.1 Oracle Spatial的空间数据管理

4.4.2基于Oracle Spatial的城市道路实体数据组织

4.5城市道路数据组织模式

4.6城市道路系统的体系结构

4.7本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2进一步工作

5.3展望

参考文献

致 谢

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