空间信息语义网格

在分析本体和网格技术的基础上,针对空间信息系统对信息语义的特殊要求,提出了空间信息语义网格的概念,并用本体构造了空间信息语义网格体系结构。     

GIS语义共享的实质及其实现途径

GIS技术下的地理信息共享表现为 GIS数据共享 ,在研究 GIS数据共享时 ,是以最终实现地理信息共享为目的的。为达到这一目的 ,首先必须解决数据本身的共享问题 ,再次要解决数据所表达的语义的共享问题 ,其中包括从数据中读取语义的过程 ,即语义翻译 ,以及所读取的语义与应用目的之间的融合过程 (主要是要解决语义冲突问题 ) ,即语义融合。为了实现 GIS语义共享 ,除要采用一定的技术实现数据本身的共享外 ,还必须选择合适的空间概念及其逻辑表达方法实现语义的共享 ,本文提出采用基于地理要素的空间概念并采用 GIS语义数据模型加以描述可以实现 GIS的语义共享。     

利用本体的WFS要素语义检索研究

为了实现基于多源WFS服务要素层次的语义检索,提出了一个要素本体的五元模型。在此框架下,研究了要素本体的自动构建方法,形式化定义了要素的空间关系,并扩展了逻辑关系以及空间关系的推理规则来实现要素层次的联合推理检索,并给出了联合规则推理的要素语义检索算法。实例证明,本文方法对多源WFS的语义查询具有实际的可行性,为多源WFS服务要素的语义检索提供了一个新的方法。     

Loose programming of GIS workflows with geo‐analytical concepts

Loose programming enables analysts to program with concepts instead of procedural code. Data transformations are left underspecified, leaving out procedural details and exploiting knowledge about the applicability of functions to data types. To synthesize workflows of high quality for a geo‐analytical task, the semantic type system needs to reflect knowledge of geographic information systems (GIS) at a level that is deep enough to capture geo‐analytical concepts and intentions, yet shallow enough to generalize over GIS implementations. Recently, core concepts of spatial information and related geo‐analytical concepts were proposed as a way to add the required abstraction level to current geodata models. The core concept data types (CCD) ontology is a semantic type system that can be used to constrain GIS functions for workflow synthesis. However, to date, it is unknown what gain in precision and workflow quality can be expected. In this article we synthesize workflows by annotating GIS tools with these types, specifying a range of common analytical tasks taken from an urban livability scenario. We measure the quality of automatically synthesized workflows against a benchmark generated from common data types. Results show that CCD concepts significantly improve the precision of workflow synthesis.     

空间物体分类及空间物体构造

空间物体描述是ＧＩＳ的基本任务之一，而空间物体的分类是空间物体描述的基础。理想的空间物体分类模型不但应具有完备描述（构造）各种空间物体的能力，而且应能够揭示基本的空间关系，有助于空间分析的规范化系统化。本文在分析空间概念模型和现有的几种空间物体分类模型的基础上，提出了空间物体分类的基本原则，给出了新的空间物体分类模型：简单点、复合点、简单线、有向简单线、复合线、有向复合线、多边形，并说明了以这类基本物体类型构造复杂物体的一般性方法。     

三维空间数据模型综述

介绍了三维地理信息系统空间数据模型的基本概念和研究现状.讨论了三维地理信息系统中两类不同的空间数据模型,即基于表面表示的数据模型和基于体表示的数据模型.分析了格网结构、边界表示、3D栅格结构、八叉树、结构实体几何法和不规则四面体结构等空间数据模型的特点和应用.     

基于本体与LDAP的空间信息网格资源管理机制

为了在网格计算中满足空间信息系统在语义方面的特殊要求，克服传统网格研究的数据格式很少涉及信息资源的语义内容的缺陷，把本体和轻量目录访问协议结合到一起，建立了基于语义的空间信息网格资源管理系统，使多源异构的地理信息系统组成了一个虚拟统一的逻辑组织，有效地实现了基于语义的空间信息系统集成和互操作。     

Ontology‐supported Querying of Geographical Databases

Querying geographical information systems has been recognized as a difficult task for non‐expert users. Furthermore, user queries are often characterized by semantic aspects not directly managed by traditional spatial databases or GIS. Examples of such semantic geospatial queries are the use of implicit spatial relations between objects, or the reference of domain concepts not explicitly represented in data. To handle such queries, we envisage a system that translates natural language queries into spatial SQL statements on a database, thus improving standard GIS with new semantic capabilities. Within this general objective, the contribution of this article is to introduce a methodology to handle semantic geospatial queries issued over a spatial database. This approach captures semantics from an ontology built upon the spatial database and enriched by domain concepts and properties specifically defined to represent the localization of objects. Some examples of the use of the methodology in the urban domain are presented.     

基于地理本体的土地空间面对象模型

目前,土地空间数据方面的研究比较偏重数据库、程序语言、信息系统的构建方法等方面,而缺乏专门的文章对土地空间对象的概念、种类、数量和关系等做整体研究。本研究运用地理本体论的概念分类思想和空间语义关系理论,将地块作为共享概念,首次深入系统地解析土地管理业务中涉及的主要土地空间面对象的内涵、关系等,构建并实证分析三层多级本体土地空间面对象模型,为解决土地要素完善、土地信息标准化和土地数据库的建设等提供参考依据。     

一种从空间数据库中提取地理本体的方法

传统的GIS应用以空间数据库为中心进行组织,而异构的空间数据库之间因为缺乏被计算机所理解的语义知识,很难解决日益增长的异构的GIS应用之间的互操作的需求。本体（ontology）技术被看成是解决不同应用系统之间的异构性以及互操作难题的一个重要途径。传统的地理本体需要通过领域专家人工建立,比较耗费时间。本文提出一种从已经存在的空间数据库中提取出地理本体的方法,来解决异构系统中本体获取困难的问题。     

等高线空间关系研究

地形图上等高线相互之间的空间关系是人们分析地形的重要依据,也是利用GIS模拟地形图认知能力的一个重要出发点在利用计算机模拟人们判读地形图的过程中面临的一个关键问题是：如何在计算机环境下有效地描述、表达及计算等高线空间关系,本文从空间认知的需求出发,在等高线空间关系分类的基础上,利用图论中的树结构(等高线树)形式化表达等高线空间关系,在Voronoi邻近的基础上建立了计算机可执行的等高线空间关系计算方法。     

地理本体空间关系表达模型研究

地理本体是表达地理概念及其之间关系的有效手段,地理本体的空间关系也是其区别于一般本体最重要的特征。本文探析了地理本体的构建方法,将地理本体空间关系分为拓扑关系、方位关系、距离关系和相似关系,重点研究了地理本体的拓扑关系和方位关系的空间表达模型,对拓扑关系进行梳理归纳,总结出8种互斥并完备的空间关系;利用锥形模型对方位关系进行描述,最后利用OWL语言对两种关系进行了推理表达。     

地名本体服务系统设计与实现

新一代GIS以面向服务为特征,地名本体作为地理领域本体的重要组成部分,对语义网条件下地理信息服务的研究至关重要。提出一个用于表达、存储、管理与获取地名本体数据的地名本体服务系统框架,从地名本体服务接口、资源管理引擎、地名本体引擎等3个方面设计地名本体服务功能组件,讨论3个功能组件的实现策略,并通过一系列Web服务接口发布地名本体数据,文中的研究工作对推进地名本体服务研究是一种有益的尝试。     

GIS网络的TDN结构表示

分析了GIS网络的基本要素和网络关系，提出了完备表达网络的TDN数据结构，从时间和空间效率上进行了推演，并以试验验证了该结构的实用性。     

Using Ontologies for Integrated Geographic Information Systems

Today, there is a huge amount of data gathered about the Earth, not only from new spatial information systems, but also from new and more sophisticated data collection technologies. This scenario leads to a number of interesting research challenges, such as how to integrate geographic information of different kinds. The basic motivation of this paper is to introduce a GIS architecture that can enable geographic information integration in a seamless and flexible way based on its semantic value and regardless of its representation. The proposed solution is an ontology-driven geographic information system that acts as a system integrator. In this system, an ontology is a component, such as the database, cooperating to fulfill the system's objectives. By browsing through ontologies the users can be provided with information about the embedded knowledge of the system. Special emphasis is given to the case of remote sensing systems and geographic information systems. The levels of ontologies can be used to guide processes for the extraction of more general or more detailed information. The use of multiple ontologies allows the extraction of information in different stages of classification. The semantic integration of aerial images and GIS is a crucial step towards better geospatial modeling.     

空间关系的研究进展

空间关系是GIS的重要理论问题之一,在GIS数据建模、空间查询、空间分析、空间推理、制图综合、地图理解等过程中起着重要作用。目前国际上对空间关系的研究主要集中在空间关系的语义问题、空间关系描述、空间关系表达、基于空间关系的查询分析等方面。本文主要讲述了这几个方面的研究进展和成果。     

一种面向DEM多尺度表达的傅里叶能量谱模型

针对数字高程模型（digital elevation model,DEM）数据的多尺度表达问题,根据DEM格网数据在能量谱密度中“低频-高能-大尺度”的对应关系,在化简中关联地形语义特征,构建了DEM数据的多尺度表达模型。实验结果表明,该模型可以实时动态派生不同尺度下的DEM数据,通过等高线放样观察发现,该模型派生的DEM数据满足地形表达、空间认知和制图综合中的“保留主要地形特征、舍弃次要地形特征”的基本原则。与常用的DEM化简方法进行高程值统计以及坡形变化的定量对比分析,结果表明该方法在统计意义与结构意义上都具有较好的效果。     

地貌及等高线表示的分解定理与表现定理

随着计算机制图和GIS的迅速发展，对于有着广泛应用的地貌形态特征问题，提出了进一步加以科学、系统、深入定量研究的迫切要求，以便获得更科学、合理的应用。作为一个系列研究的开始，首先要解决用2维空间的等高线表示3维空问地貌形态的科学性这一问题。为此，文中引入了地貌截影及截地貌的概念，通过地貌分解定理与表现定理的证明，以及等高线、地貌截影和截地貌三者之间的等价关系的论述，最终从数学上解决了上述基本问题，为今后的深入研究奠定了基础。     

基于Jena和地理本体的空间查询与推理研究

Jena根据OWL本体定义将地理数据进行RDF资源标注,形成带有语义信息的数据,便于地理空间数据的语义查询和推理。深入讨论Jena在基于地理本体的空间信息查询和推理中的应用机制,将用户针对数据源的查询转换为对地理本体的查询;利用建立在逻辑基础上和空间关系基础上的地理本体,发现空间数据源中一些隐含的概念或关系。结合实例,实现基于本体的地理空间信息查询和在自定义规则下利用Jena推理机的空间推理。