基于国标分类的地理本体语义关系提取及推理

摘要

自本体论被引入到地理信息科学领域以来，对地理本体的研究就一直成为GIS领域重要的方向。本体由概念和关系两部分组成，针对这两部分内容，国内外学者纷纷展开研究，并在地理本体的概念分析、形式化表达，地理信息的语义分析、语义关系构建及语义关系推理等各方面均取得一定进展。目前，对地理本体的研究多局限在不同的领域内，而本文以“基础地理信息要素分类与代码GB/T13923-2006”作为概念域，对基础地理信息的概念、关系等进行研究为基础，对国标中地理信息要素关系进行分析及提取，并构建推导机制。具体研究内容及成果如下：
　　1）地理本体语义关系内容及特征。地理本体的关系分类，一般都包括：空间语义关系、时间语义关系及概念语义关系，但这三种语义关系并不是毫无关联。本文中，首先对空间语义关系及概念语义关系中基本关系进行介绍，然后对两种关系间的关系——两种语义关系之间的关系及概念语义关系所包含的子关系之间的关系进行讨论。
　　2）以国标为基础，穷举地理要素间语义关系。国标中按照从属关系分层组织地理要素，文中也分别对不同层次间及同层次间地理要素的语义关系进行分析，并构建基础地理要素间的语义关系表，其中概念语义关系的枚举结果如附录1所示。并最终从其中提取出常用的语义关系作为后续分析推理的基础。
　　3）以空间分析为基础，构建语义关系分析算子。空间特性是地理信息与一般信息的根本区别，而空间语义关系与概念语义关系存在相关性，以这种相关性为基础，可以利用空间分析对空间语义关系及概念语义关系进行分析。因此，对具体地理要素对象的语义查询可以获得与之存在语义关系的地理对象。本文以GIS的空间分析为基础，利用ArcGIS Engine二次开发，对第二部分中提取的常用的语义关系分别构建分析算子。
　　4）地理本体语义关系查询系统搭建。地理本体语义对象查询系统旨在用户对地理要素进行查询时，不仅返回要素本身属性，同时返回与其存在语义关系的对象，从而使得用户对该对象有更完整的认识，也方便用户获取更全面的信息。系统查询方式主要有两种，一种是对单个对象查询，查询结果为要素本身属性及与其存在语义关系的对象，一种是多对象查询，查询结果为对象间存在的关系。以语义关系算子为基础，本部分实现系统搭建。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.4 论文组织结构

第二章 地理本体及其语义关系

2.1 地理本体

2.2 地理本体语义关系

2.3 地理要素语义关系特点

2.4 语义关系与语义网

第三章 基于国标的地理要素语义关系提取

3.1 地理要素的分类与编码

3.2 大类中类语义关系的选择

3.3 大中类-小子类语义关系的关系

3.4 小类子类语义关系的选择

3.5基于国标的语义关系实例

第四章 基础地理要素语义关系推理

4.1 地理要素语义关系分解

4.2 地理要素语义关系算子分解

4.3 语义关系推理算子分类

4.4语义对象查询实例分析

第五章 地理本体语义关系的GIS应用

5.1 地理本体语义关系应用目标

5.2 地理本体语义关系数据组织

5.3 地理本体语义关系查询系统设计

5.4 地理本体语义关系系统实现

5.5 结果

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

攻读硕士学位期间参与的项目及研究成果

参考文献

附录

附录1 国标地理要素类型概念关系枚举