地理本体在空间数据服务中应用探析.docVIP

地理本体在空间数据服务中的应用探讨 　　摘要：首先对目前地理本体的研究和应用现状进行了简要介绍，之后针对空间数据服务检索中存在的问题，尝试利用地理本体的潜在语义表达和推理能力，实现服务资源查询过程的语义化匹配，并通过典型的案例对具体的实现技术进行了说明，最后指出了仍存在的问题和未来研究的方向 关键词：地理本体；空间数据服务；语义推理；服务资源检索 中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/ki2016.25.098 1地理本体在空间数据服务中的作用 空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，然而空间数据的多源性、多语义性、多时空性、多尺度性以及表示方法的多样性等特点造成了不同数据之间的多维异构性，这对空间数据的综合应用及系统间的交流造成了极大的不便，造成了目前的空间数据服务的智能化程度较低的现状 本体的出现为空间数据的语义表达和推理提供了有效的手段，现阶段本体在异构数据集成、智能数据检索、数据挖掘抽取等方面发挥了重要的作用，取得了一定的应用效果。但在领域知识的形式化表达、时空推理分析、潜在语义的发现等方面仍没能很好地发挥本体技术的语义表达和解析能力的优势。本文将在空间信息服务网络环境下，尝试将本体引入到空间数据服务检索中，通过示例展示对领域知识的表达和推理方法，试图为地理本体的应用提供思路和参考 2地理本体在空间数据服务中的应用 本体知识库所能提供的语义知识不仅仅是行业术语以及概念间的层次关系，更重要的是这些术语间的语义关联。地理本体可通过语义属性和推理规则表达反映地学领域知识的潜在语义关联，可解决目前因为语义关系而造成的空间数据服务的无法精确选择、空间数据服务中的过多依赖人工交互、关键词查询中的匹配错误等问题 2.1地理本体在空间数据服务中的应用 将地理本体引入到OWS（OGC Web Service体系）中，通过建立面向空间数据服务的多层地理本体和基于本体技术的空间数据服务机制，实现在多源空间数据服务过程中的智能化和精确化，可解决目前因为语义关系而造成的空间数据服务的无法精确选择、空间数据服务中的过多依赖人工交互、关键词查询中的匹配错误等问题 基于本体的空间数据服务资源发现技术主要研究在不同的数据源服务之间，如何利用基于本体的语义逻辑，来有哪些信誉好的足球投注网站和定位到最适合于用户真实需要的数据源服务。在基于Web服务的数据服务系统中，传统注册中心能够管理的仅仅是服务注册信息，也就是WSDL中必需的信息。这些信息的结构是无差别的，不仅对于数据源是无差别的，甚至对于数据源和计算资源之间也是无差别的。基于本体的改进，就将这种资源发现过程复杂化，查询的请求会被推理机基于已经构建的本体体系来进行推理，推理的结果将大大有助于准确定位用户最终需要的某个数据资源 当用户提出空间数据服务请求时，首先根据服务要求进行基于语义的分析和匹配，待确定针对特定空间数据资源的具体应用本体后，才通过空间数据资源的接口获得具体的资源数据和服务，使得空间数据服务处理过程是基于语义的，便于多源空间数据服务的集成和互操作 2.2地理本体应用举例 地理本体在空间数据服务中数据检索的应用中，地理本体知识库的建立和完善是重点，是语义分析和推理的重要依据，直接关系到应用的效果，需要采用与领域专家交互的反复改进和完善过程，目前存在较多的本体建立方法，此处不再累述。下面将通过一个典型案例来反映地理本体在空间数据检索中的应用技术 用户通常能看到图像的来源（遥感卫星数据）和基本属性，能了解到具体应用所需要的图像特性，但不能直接建立应用和遥感卫星间的关联，下面的实例将采用基于语义的本体技术，来解决应用和卫星间的语义相关性推理分析 （1）建立一个实验本体，包含有：image、satellite和application三个类（概念），image类的主要语义属性有：分辨率resolution、图像文件大小size、图像反映区域area，satellite类的主要语义属性有：卫星类型kind、传感器名称sensor、轨道orbit，application类的主要语义属性有：应用领域field、应用时间time （2）定义这些类间的语义关联，包含有：反映应用关系的applyTo语义关系、反映数据来源的getFrom语义关系、反映使用关系的getUse语义关系，使用OWL描述如下所示： 　　 （3）编写语义推理规则，本实例使用Jena推理机进行语义推理，用于表达遥感应用和观测卫星间潜在语义关系的语义推理规则如下所示：