基于本体的异构导航数据库集成与空间信息语义服务研究

论文摘要

地理信息系统作为一种以采集、贮存、管理、分析和描述整个地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统，与人类生存、地区的发展和进步密切关联，目前已经在全世界得到了广泛的应用。本体论(Ontology)作为一种能在语义和知识层次上描述信息概念模型的建模工具，自被提出以来就引起了国外众多科研人员的关注，并在计算机的许多领域得到了广泛的应用，如需求建模、知识工程、数字图书馆、软件复用、信息检索和Web上异构信息的处理、语义Web等。目前，随着移动GIS和LBS等服务应用的不断深入，如何解决异构导航数据库集成成为研究者关注的领域，通过建立导航数据的领域本体，可以很好的实现导航数据知识的集成、共享与复用，实现基于本体技术的导航数据互操作与和空间信息语义服务。 本文以上海市科技发展基金重大专项，“数字城市关键技术研究子课题——空间信息移动用户应用服务系统关键技术研究”为实例，对基于本体的异构导航数据库集成与空间信息语义服务进行了比较全面的探讨，概括起来，论文主要涉及以下内容： 第一章采用文献综述和比较的方法，从地理学的角度，对地理信息系统与地理信息服务，地理数据、地理空间信息与地理知识进行了详细的阐述，引出了地理空间信息共享、导航数据库及移动GIS空间信息服务等热点问题，提出了把本体与地理本体的理论引入到异构导航数据库集成中，为人们的导航服务提供了更多的信息服务，具有一定的学术价值。 第二章介绍了本体的涵义和分类、本体的语义网络、本体的描述语言、构造本体的规则和本体在信息交换中的应用等理论研究，从地理概念、地理空间认知、知识表达模型中的本体层次等方面，探讨了地理空间认知中的本体层次；在对本体、地理认知、地理本体等理论基础上，描述了地理本体的涵义及概念分类体系，认知了地理本体的空间语义关系及其表达：结合地理本体的概念与地理空间数据类和对象的关系、面向对象数据模型与传统数据模型之间的关系，研究了地理本体与传统地理空间数据的关系。研究表明：运用地理本体的理论和方法，使其运用到研究地理知识、地理数据库的构建、地理空间信息服务等方面，将有很好的实践应用价值。 第三章首先介绍了导航数据库的概念模型、逻辑模型及空间信息表达方法，阐述了地理本体与导航数据库的关系；随着数据更新的速度不断加快和行业数据

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表目录
• 缩略词表
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与现状
• 1.1.1 地理信息系统与地理信息服务
• 1.1.2 地理空间信息及其表达
• 1.1.3 地理空间信息共享、导航地理数据库与移动GIS服务
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 国内外移动GIS发展现状和需求分析
• 1.3.1 国外移动GIS发展现状
• 1.3.2 国内移动GIS发展现状
• 1.3.3 移动GIS的优缺点
• 1.3.4 经济建设和社会发展需求分析
• 1.4 本文研究的科学技术价值、特色和创新点
• 第二章 本体与地理本体的理论分析
• 2.1 从本体的产生到基于本体的信息服务
• 2.1.1 本体的涵义及其分类
• 2.1.2 本体与语义网络
• 2.1.3 本体的描述语言
• 2.1.4 构造本体的规则
• 2.1.5 本体在信息交换中的应用
• 2.2 地理空间认知中的本体层次
• 2.2.1 地理单元
• 2.2.2 地理概念化
• 2.2.3 地理空间认知
• 2.2.4 知识表达模型中的本体层次
• 2.3 地理本体的涵义及概念分类体系
• 2.3.1 地理本体的涵义
• 2.3.2 地理本体的概念分类
• 2.3.3 地理本体的概念体系
• 2.4 地理本体的空间语义关系与形式化语言表达
• 2.4.1 地理本体的空间关系
• 2.4.2 地理本体的语义关系
• 2.4.3 地理本体的形式化语言表达
• 2.5 地理本体的与传统地理空间信息数据模型的关系
• 2.5.1 地理本体概念与类和对象的关系
• 2.5.2 面向对象数据模型与传统数据模型之间的关系
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于地理本体的异构导航数据库集成设计
• 3.1 地理本体与导航数据库的关系
• 3.2 导航数据库的基本概念
• 3.2.1 导航数据库的定义
• 3.2.2 导航数据库的技术特点
• 3.3 导航数据库概念模型与空间信息表达
• 3.3.1 导航数据库概念模型
• 3.3.2 导航数据模型中空间要素的语义关系
• 3.3.3 导航数据模型中空间信息表达
• 3.4 导航数据库逻辑模型
• 3.4.1 关系数据模型
• 3.4.2 导航数据要素属性和关系的逻辑表达
• 3.5 基于地理本体的异构导航数据库集成
• 3.5.1 基于地理本体的异构数据库的集成方法
• 3.5.2 异构导航数据库集成体系结构
• 3.5.3 导航数据库集成设计总体框架
• 3.5.4 地理本体库构建
• 3.5.5 本体在异构导航数据集成中的应用
• 3.6 应用于移动GIS服务的上海导航数据库的实例分析
• 3.6.1 用户需求分析
• 3.6.2 功能设计
• 3.6.3 上海导航数据库构建
• 3.7 本章小结
• 第四章 移动GIS空间信息语义服务的关键技术及实现
• 4.1 空间信息本体的语义关系
• 4.1.1 空间信息本体的构建
• 4.1.2 空间信息本体领域范围的确定
• 4.1.3 空间信息领域本体概念的定义
• 4.1.4 空间信息语义关系的描述
• 4.1.5 空间信息本体规则的制定
• 4.2 移动GIS语义服务的空间信息处理与原型
• 4.2.1 异构平台间数据互操作与数据交换、集成与共享技术
• 4.2.2 面向多信息源的数据整合集成技术
• 4.2.3 海量空间信息数据快速检索及分层智能提取技术
• 4.2.4 基于导航数据库实现城市路网结构的两点之间最短路径算法
• 4.3 移动GIS语义服务的语言识别与表达
• 4.3.1 空间信息本体中文服务与表达
• 4.3.2 空间信息本体英文服务与表达
• 4.3.3 空间信息获取的时间维表达
• 4.4 基于移动GIS语义的空间信息服务方式
• 4.4.1 多终端服务
• 4.4.2 多通讯方式服务
• 4.4.3 MIMO方式的地理信息服务实现技术
• 4.4.4 系统集成服务
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于地理本体的移动GIS空间信息服务--以上海市移动GIS服务为例
• 5.1 可行性分析
• 5.2 上海市移动GIS服务平台设计、总体目标与建设框架
• 5.2.1 移动GIS服务平台设计
• 5.2.2 总体目标
• 5.2.3 建设框架
• 5.2.4 实施原则
• 5.3 主要建设内容
• 5.3.1 2.5G／3G数据通讯和增值服务技术研发
• 5.3.2 Web GIS技术在嵌入式系统下自主产权电子地图导航和定位技术的实现
• 5.3.3 嵌入式系统下多语言（语种）服务技术和方法实现方法
• 5.3.4 采用语义网技术研发"智能信息搜索"
• 5.4 移动GIS服务功能及其实现
• 5.4.1 基于本体在MID上实现信息服务
• 5.4.2 导航数据库建设
• 5.4.3 GPRS／GPS动态定位与指挥监控平台插件（Plug-in）
• 5.4.4 GIS WAP Service
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望与下一步的工作
• 参考文献
• 附录
• 后记