城市地理本体系统的分析与实现

在当前地理信息系统技术逐步走向社会化的背景下,本文以不同领域地理信息系统之间信息的集成和共享为切入点,以城市中土地管理和城市规划两个领域部门为研究对象,借助地理本体理论,通过研究它们各自领域的语义特征,分别构建土地管理本体和城市规划本体,并在领域本体之上构建通用本体,三个本体分别存储于不同的关系数据库中。同时,通过语义推理机制寻求两个领域本体之间隐含的语义联系,借助这种语义联系,从语义上实现不同领域的地理信息的共享查询。 最后,基于ArcGIS Server和ASP.NET构建的城市地理信息服务网站对上述领域本体库构建的有效性进行了验证。实验表明,分布于不同领域部门的城市地理信息在形式上没有交集,但借助它们之间隐含的语义联系,能真正从语义上实现信息的跨库查询,返回给用户的信息更准确、全面。由此可见,城市地理本体系统的构建在信息共享化程度越来越高的今天是有其重要价值的。 本文在以下几方面进行了创新性研究:(1)采用关系数据库来存储地理本体。这种存储模式兼顾考虑领域本体的领域特点和关系数据库成熟的存储技术,在一定程度上保留了地理本体丰富的语义特性,同时采用由系统表生成的视图来存储属性的类型和值域,为语义推理时读取属性的类型和值域提供了方便。(2)将基本属性结合遥感特征属性共同描述城市地理本体概念,更丰富了本体概念的语义信息。即利用面向对象多尺度遥感影像分割技术,将遥感影像数据按不同的分割尺度构造相应分割尺度下的影像对象层,不同影像对象层的对象分别对应不同领域的概念,并通过分析研究找出不同尺度下这些对象的影像特征之间的关系,从而得出地理概念间的语义联系。这样,在基本属性之间不存在交集的情况下,可以转向比较影像特征属性的取值,从而能更完整智能地挖掘出领域本体间隐含的语义联系。(3)本文着眼于城市中分布于不同领域的地理信息的语义冲突问题,以土地管理和城市规划两大领域本体的构建为主要研究内容,将理论与实践相结合,是地理本体理论在应用层面的推广。