空间信息服务的语义表达机制分析-地理学;地图学与地理信息系统专业毕业论文.docxVIP

PAGE PAGE IV 目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 绪 论 1 1.1 研究背景与研究意义 1 1.1.1 研究背景 1 1.1.2 研究意义 2 1.2 国内外研究现状 2 1.3 研究问题的提出及技术路线 3 1.3.1 空间信息服务语义表达问题的提出 3 1.3.2 研究的技术路线 4 1.4 论文的研究内容及组织结构 5 第二章 基本理论和相关技术 6 2.1 网络服务 6 2.1.1 面向服务的体系结构 6 2.1.2 网络服务的体系结构及协议栈模型 6 2.2 空间信息服务 8 2.2.1 OWS 网络服务框架 8 2.2.2 OWS 互操作协议栈模型 10 2.3 空间信息服务优缺点分析 10 2.4 语义网和语义网络服务技术 11 2.4.1 语义网技术 11 2.4.2 语义网络服务技术 12 2.5 网络本体语言和网络服务本体语言 12 2.5.1 网络本体语言 12 2.5.2 网络服务本体语言 14 2.6 本章小结 16 第三章 空间信息的概念建模及实例的创建 17 3.1 地理本体 17 3.2 地理本体的建模 17 3.2.1 地理本体的具象建模符号 17 3.2.2 地理本体模型的创建 19 3.2.3 地理本体模型的形式化描述 22 3.3 地理本体实例 23 3.3.1 地理本体创建方法的选择 23 3.3.2 校园本体创建的环境和工具 24 PAGE PAGE V 3.3.3 校园地物类型的表示 24 3.3.4 校园实体的空间关系描述 24 3.3.5 校园地理本体的生成与存储 27 3.3.6 基于语义的校园本体查询服务 30 3.4 本章小结 32 第四章 空间信息服务实例的语义表达 33 4.1 空间信息服务本体 33 4.2 空间信息服务实例 35 4.2.1 缓冲服务的概要语义表达 37 4.2.2 缓冲服务的执行语义表达 41 4.2.3 缓冲服务的调用语义表达 43 4.3 空间信息服务实例的调用执行 48 4.4 本章小结 50 第五章 总结与展望 51 5.1 总结 51 5.2 展望 51 参考文献 52 致谢 54 个人简历 55 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果 56 PAGE PAGE 1 第一章 绪 论 计算机技术和网络技术的发展日新月异，影响并惠及了众多领域，尤其在地理信息科 学领域这些变化更加显著。“智能地球”、“智慧城市”的提出和研究，物联网和云计算等热 点研究的兴起，无不印证着GIS朝着网络化、全球化、智能化、一体化的方向迅速发展。其 中网络化的GIS（即WebGIS）为空间信息的获取和共享提供了新的解决方案。虽然目前 WebGIS能够解决诸如信息的获取、编辑和共享，但是要适应智能化的大众服务还存在着不 足。为了能够实现智能化的服务目标，基于语义的地理空间信息服务研究就显得十分有必 要了。 1.1 研究背景与研究意义 研究背景 作为空间数据的有效管理工具，GIS已经成为地理空间信息管理与应用的主要平台。但 是在空间信息的深层次应用过程中，它的缺陷也越来越突出。开放式地理信息系统充分考 虑了空间数据的特点以及GIS软件架构，在此基础上实现了地理信息系统软件之间的可互操 作性，为空间信息在网络环境下的共享与服务奠定了理论基础。 开放地理信息系统联盟(Open GIS Consortium，OGC)在空间信息的共享与互操作方面 做出了非常杰出的贡献，它提出了一个能无缝集成各种在线空间处理和位置服务的框架， 即OWS(OGC Web Service)。OGC在空间信息的互操作研究上，从数据层面、语法层面和语 义层面对空间信息互操作进行了分类。语义是相对语法而言的，语法可以看成是数据表达 的规则。目前对空间信息服务的描述主要是带有语法的描述，但是这些语法描述只能被人 理解而不能被计算机理解。因此，语义按照理解对象的不同可分两种。一种是当数据代表 的意思能够被人类理解时，该数据对人类而言是具有语义的[1]。还有一种是当一个数据能 够被计算机理解时，这个数据对计算机来说是具有语义的，这个数据就是对它所描述事物 的语义描述。可以这样说数据是语义的载体，语义是数据包含的意义。本文所阐述的语义 是针对计算机而言的，是能够被计算机理解的语义。对空间信息服务进行语义表达，就是 采用合适的描述语言来描述空间信息服务的功能等信息，并且这些描述能够被计算机或应 用程序理解。 WWW的创始人Tim Berners-Lee出于扩展当前万维网的目的，于2001年正式提出了语义 网——Semantic Web[2]。他提出语义网的宗旨是通过给万维网上的所有信息资源(如HTML