基于Ontology的空间信息共享与互操作研究

摘要

论文提出基于Ontology的空间信息互操作框架(OBSⅡF)。OBSⅡF是基于WebServices技术体系，结合Ontology理论构建的一个动态开放的信息和服务的共享与互操作平台。本文重点研究了OBSⅡF的体系结构、空间信息模型——Geo-Ontology和服务模型。　　OBSⅡF空间信息模型提取空间信息领域的共识，采用XML作为空间信息的表示方法和交换格式，以OWL/RDF表达空间信息的语义，着重解决应用程序之间理解和交换空间信息的问题。本文对Geo-Ontology的建立、管理和使用进行了详细的论述。在吸取传统创建Ontology的优点基础上，提出构建Geo-Ontology的混合方法，突破了传统构建Ontology方法的局限。　　OBSⅡF服务模型提出在Internet上通过WebServices技术管理使用服务的解决方案。通过五大服务实现空间信息与服务互操作，协调服务扮演了“组织者”的角色，负责整体的协调安排；两个导航服务扮演了“传递者”的角色，负责获取并分发任务；两个空间信息的处理服务是真正的“工作者”，负责实际的工作处理。同时，OBSⅡF特别提出以“服务Ontology”管理并使用分布在Internet上的众多服务资源，它可以唯一地标识服务、描述服务的能力以及服务的接口。用户通过这些信息可以动态自动的发现、使用、组合这些服务，实现空间信息服务资源的共享与互操作。　　为了进一步验证OBSⅡF的可实现性，论文进行了原型系统的探索，通过结合现有资源，提出了基于ArcGISServer以ArcEngine作为开发组件的系统集成解决方案。　　最后对本论文进行了总结和展望，归纳了论文的创新之处，并提出了下一步的工作重点。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

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第1章 绪论

1.1.什么是空间信息共享与互操作

1.1.1空间信息共享与互操作的定义

1.1.2空间信息互操作的层次

1.1.3空间信息共享与互操作的发展历史

1.2.空间信息共享与互操作研究的目的与意义

1.3.空间信息共享与互操作的研究现状

1.3.1存在的问题

1.3.2解决途径

1.4.基于Ontology的空间信息共享与互操作

1.4.1基于Ontology的空间信息共享与互操作概述

1.4.2基于Ontology的空间信息共享与互操作研究现状及存在的问题

1.4.3基于Ontology的空间信息共享与互操作的研究目的与意义

1.4.4基于Ontology的空间信息共享与互操作的研究内容

1.5.本文结构

第2章 基于Geo-Ontology的空间信息互操作框架

2.1.目标

2.2.OBSⅡF的设计原则

2.2.1开放性

2.2.2动态性

2.2.3简单性

2.2.4灵活性

2.3.OBSⅡF的体系结构

2.3.1 OBSⅡF体系结构图

2.3.2 OBSⅡF的信息

2.3.3 OBSⅡF的服务

2.4.人与OBSⅡF的基本关系

2.5.OBSⅡF与Web Services的关系

2.6.本章小结

第3章 基于Ontology的空间信息模型-Geo-Ontology

3.1.Geo-Ontology概述

3.1.1 Ontology简述

3.1.2 Geo-Ontology简述

3.1.3 Geo-Ontology的层次结构

3.2.Geo-Ontology的创建准则、方法和评估标准

3.2.1 Geo-Ontology的创建准则

3.2.2 Geo-Ontology创建方法

3.3.Geo-Ontology的构建

3.3.1确定Geo-Ontology的范围

3.3.2列举空间信息领域中重要的术语、概念

3.3.3建立Geo-Ontology框架

3.3.4设计元Geo-Ontology，重用已有的Geo-Ontology，定义领域中概念及概念之间的关系

3.3.5对Geo-Ontology编码、形式化

3.3.6 Geo-Ontology的检验评价

3.3.7实例分析

3.4.Geo-Ontology的管理

3.5.Geo-Ontology的使用

3.6.相关三方工具的使用

3.7.本章小节

第4章 基于Ontology的空间信息互操作服务模型

4.1.OBSⅡF服务模型

4.2.OBSⅡF服务资源

4.2.1协调服务(Coordination Service)

4.2.2信息导航服务(Information Navigation Service)

4.2.3服务导航服务(Service Navigation Service)

4.2.4空间信息获取服务(SpatialInformation Retrieval Service)

4.2.5空间信息处理服务(SpatialInformation Process Service)

4.3.OBSⅡF的服务Ontology

4.3.1调用方式信息——WSDL

4.3.2属性语义信息--OWL-S的Profile

4.3.3操作方式信息——OWL-S的Process

4.3.4调用映射信息——OWL-S的Grounding

4.3.5基于OWL-S的实例描述

4.4.OBSⅡF服务模型特点

4.4.1基于语义处理

4.4.2支持动态服务资源添加

4.4.3支持服务动态组合

4.4.4支持多种解决方案的任务求解

4.5.本章小结

第5章 原型探索-基于Ontology的空间信息共享与互操作系统集成研究

5.1.系统可行性分析

5.2.系统需求分析

5.3.系统总体设计

5.3.1编程环境

5.3.2数据库实现

5.3.3服务实现

5.3.4系统总体结构

5.3.5服务流程

5.4.系统功能设计

5.5.实践探索

5.6.本章小结

第6章 结论与展望

6.1.结论

6.2.进一步的工作

6.3.展望

参考文献

致谢