基于本体的海洋数据集成方法研究

摘要

随着海洋科学的发展，我国保存了大量的海洋科学数据，这些数据涉及海洋科学的各个方面，如海洋物理、海洋生物、海洋化学、海洋气象等许多研究领域，这些数据被越来越多的不同研究目的的科学团体或个人收集。由于海洋数据的采集的设备不同、信息处理的平台不同、数据标准不一致、数据存储的格式也不同、研究目的的不同，这些海洋数据成为异构数据，兼容性、可比性差、利用率低，这造成了海洋信息资源的极大浪费。为了充分利用这些数据，同时避免数据资源的重复建设，我们迫切需要对这些异构海洋数据进行集成共享。 本体的研究对象是某一领域中所使用的词汇，它定义了组成这些词汇的基本术语和关系，同样，它也定义了一系列如何将术语与关系组合成词汇的规则。传统的数据集成技术很难解决数据的语义异构，本体对于解决语义异构有着很大的优势，因此本文利用本体技术来尝试解决海洋数据的语义异构问题。 本文首先讨论了当前在数据集成中应用的各类技术，引出本体在解决语义异构方面的优势，进而详细介绍了本体的概念、本体描述语言、本体分类，重点研究本体在数据集成方面的关键技术，并以2个海洋遥感数据源为基础提出了基于本体的海洋数据集成系统架构，并详细说明了各个层的功能、设计和操作流程，并在此基础上开发了一个测试系统。通过实验和测试，该系统较好地解决了海洋遥感异构数据的语义异构问题，同时还有较好的可扩展性，可以实现数据源的动态集成，即增加新数据源时，只需加入对应的局部本体并在全局本体中加入相关的概念的映射即可。另外，由于所有的数据访问都是通过本体对局部数据源的访问进行的，所以很好的保证了数据的一致性和实时性。 因此，应用本体技术解决海洋数据的异构性，特别是海洋数据的语义异构对于海洋数据的充分集成和共享，对于提高海洋信息资源的利用率，对于保持数据资源的一致性、实时性，对于避免大量的数据资源的重复建设都有十分重要的意义。并且对于用户来说也有着很大的便利性，即用户只需考虑要查询提取的数据，而不需要考虑哪一个数据源，什么样的数据源；只需要指定想要得到的数据要求，而不必关注数据的提取、合成等。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1研究背景

1.2数据集成及国内外研究现状

1.2.1异构数据概念

1.2.2数据集成及国内外研究现状

1.3研究内容

1.4论文结构

2本体与数据集成

2.1本体概念

2.2本体分类

2.3本体描述语言

2.3.1 RDF

2.3.2 OWL

2.4本体解决语义异构的优势

2.5本体集成方法

2.4.1单一本体方式

2.4.2多本体方式

2.4.3混合方式

2.6小结

3基于本体的数据集成关键技术

3.1本体构建

3.1.1构建本体的规则

3.1.2本体建模元语

3.1.4本体构建方法

3.1.4本体建模工具

3.2本体映射

3.2.1本体映射的概念

3.2.2本体映射的过程

3.2.3本体映射方法

3.2.4本研究中本体映射的语法

3.3本体查询

3.3.1查询语言

3.3.2查询过程

3.4小结

4基于本体的海洋数据集成设计

4.1需求分析

4.2系统开发环境

4.3系统结构

4.4系统实现

4.4.1海洋数据本体设计

4.4.2用户层设计

4.4.3本体集成层设计

4.5系统的优势

5总结与展望

参考文献

致谢

发表的学术论文