基于地理本体的土地综合信息服务框架的设计与应用

摘要

随着计算机技术、网络技术、GIS技术、空间数据库技术等现代信息技术的迅速发展，地理空间信息资源愈来愈呈现出异构、海量、动态分布的特点。特别是现代化的土地管理对海量空间数据的分析与处理更离不开现代信息技术的支持。目前，因土地管理的业务系统之间服务对象的不同，以及信息表达、存储方法的多样性，从而导致土地信息化中出现语义异构问题，使得土地综合信息共享、互操作难以实现。如何实现空间上分布、管理上自治、模式上异构的土地综合信息的共享和互操作，已经成为土地管理所面临的重要问题之一。 本体论作为共享概念模型的明确的形式化规范说明，在信息共享和互操作的研究方面具有十分重要的意义，也因而受到地理空间信息科学的关注。地理本体的研究逐渐成为地理空间信息领域一个重要的研究方向。地理本体利用对共享的地理概念的明确形式化定义，实现地理信息共享和互操作、基于语义的地理信息集成以及地理信息服务。 本文在分析了本体和地理本体等相关理论基础上，提出通过建立基于地理本体的土地综合信息服务框架，对分布的、异构的系统进行概念层次的集成，为用户提供基于语义的土地综合信息服务。 本文研究的主要内容有： （1）探讨了本体及地理本体的相关理论，重点研究了地理本体的概念、组成、构建方法，并对地理本体的组成部分：地理概念、空间语义关系（空间关系、时间关系、语义关系）、空间推理等进行了讨论分析。 （2）讨论了土地管理所涉及到的各类管理信息服务，及其数据的组织和管理。在此基础上，设计了基于地理本体的土地综合信息服务框架，进行信息和知识的语义共享方面的研究。通过设计土地综合信息服务框架，来探讨土地信息化中语义异构问题的解决方案。 （3）选择以地籍管理和土地利用管理两个方面的信息为研究对象，进行了包括局部本体和全局本体以及局部映射和全局映射的构建方法与实现过程。 （4）研究基于本体的推理和查询机制，探讨并设计了基于地理本体的土地综合信息服务框架的推理查询模块和实现过程。 本文通过本体及本体映射的构建，设计了基于地理本体的土地综合信息服务框架，从而实现了异构空间数据在概念上的集成，解决了异构空间数据语义共享的问题。

目录

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第1章绪论

1.1选题背景

1.2问题的提出

1.3国内外研究现状

1.4地理本体研究的必要性

1.5论文采用的技术路线

1.6论文的主要内容和结构

第2章地理空间认知和本体论概述

2.1地理空间认知

2.1.1地理空间认知理论及模型

2.1.2面向对象的地理空间认知方法

2.1.3知识表达模型中的本体层次

2.2本体

2.2.1本体的定义

2.2.2本体的建模原语

2.2.3本体的描述语言

2.2.4本体的构建工具

2.3本章小结

第3章地理本体

3.1地理本体的概念

3.2地理本体的组成

3.2.1地理概念及其含义

3.2.2地理本体的空间语义关系及其表达

3.2.3基于地理本体的空间推理

3.3地理本体的构建方法

3.4本体论驱动的地理信息系统

3.5本章小结

第4章基于地理本体的土地综合信息服务框架的设计

4.1土地综合信息服务概述

4.1.1土地资源管理信息

4.1.2土地资产管理信息

4.2土地管理数据的组织和管理

4.2.1常见的空间数据管理方式分析

4.2.2基于Oracle Spatial的土地管理数据管理

4.3基于地理本体的土地综合信息服务框架结构

4.3.1基于本体的信息集成方法

4.3.2基于地理本体的土地综合信息服务框架

4.4基于地理本体的土地综合信息服务框架的优势

4.5本章小结

第5章土地综合信息服务框架中信息集成层的实现

5.1地籍管理和土地利用管理的领域知识及本体构建

5.1.1地籍管理的领域知识及本体的构建

5.1.2土地利用管理的领域知识及本体构建

5.2全局本体的构建

5.2.1全局本体构建的方法

5.2.2土地信息全局本体的构建

5.3本体映射的构建

5.3.1映射规则

5.3.2构建映射关系

5.4本章小结

第6章基于地理本体的推理和查询

6.1空间查询概述

6.2本体推理的涵义及其方法

6.2.1本体推理的涵义

6.2.2本体的推理方法

6.3基于土地信息服务本体的查询模块结构设计

6.3.1本体查询模型

6.3.2基于地理本体的土地信息服务框架中查询模块的设计

6.4查询请求的实现过程

6.5本章小结

第7章总结与展望

7.1论文总结

7.2论文的不足

7.3应用展望

参考文献

致谢

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