1、Geo-Ontology 层次结构图Application Geo-Ontology 是最小粒度的 Ontology，是原子 Geo-Ontology，相应的在实际应用中包含的空间信息量最丰富，但是信息的共享重用面最小;Domain Geo-Ontology 是针对空间信息领域的一个层次结构的概念系统，包含空间信息领域里共同认可的共享知识库;Top Geo-Ontology 描述的是最普遍存在的空间事物及空间现象的概念体系，具有最大的共享度。图可以看出，随着 Geo-Ontology 层次的不断升高，信息共享和互操作的程度也越来越高，范围也越来越大。同时，Geo-Ontology 的概括程度也
2、越来越高，但是也存在详细程度不断降低，用户在高层会获得较少的信息详细程度。本体的描述通过 subClassOf, subPropertyOf 形成概念及其关系的分类化（上下级关系） 、通过 sameClassAs, samePropertyAs. inverseOf, equivalentTo 等形成概念间的同义、反义等语义关系（同级关系） ，通过 intersectionOf, unionOf, oneOf 等构成概念间的逻辑组合关系， （不同应用和需求的关系）通过 domain, range, hasValue, ardinality, maxCardinality , minCardin
3、ality 等对关系约束进行描述，通过 disjointWith，uniqueProperty, unambiguousProperty, transitiveProperty 等实现对概念及其关系的公理定义。地理本体的建模本体的开发和建模到目前为止还没有统一的标准，基本是开发者直接用自身熟悉的方式和方法构建本体。本体开发方法论的发展历史从时间上来看还是比较短的。5 种本体建模方法比较目前比较典型的构造本体的方法有 5 种，分别是(1)针对企业建模过程的 Uschold 和 King 方法;(2)基于开发面向商业过程和行为模型的 Gruninger 和 Fox 方法;(3)用于研究复杂系统中知
4、识重用的可行性和 Ontology 在其中的作用的 Berneras 方法;(4)用于在知识层上构造 Ontology 的 METHONTOLOGY 方法 ;(5)用于自然语言处理的 SENSUS 方法。根据软件工程和知识工程理论分析，它们之间的分析结果如下表 3-2 所示:Geo-Ontology 的构建流程图1.需求分析。明确地理本体建设的目的、范围、用途和使用者。2.获取领域知识。主要是针对具体应用领域对空间信息领域的核心概念和概念关系进行采集、提取、抽象，在此基础上形成知识体系;3.用自然语言对具体应用概念模型进行定义和表达。表达出可由意向定义的术语，意向定义是指用数量有限的与术语本身
5、不可分割的属性定义它，它们构成基本本体;4.采用某种形式化语言对这些定义进行形式化。首先对具体应用领域知识的核心关键概念进行定义，构成本体系统的概念集合；然后根据本体概念之间的关系，特别是带有明确继承语义的泛化特例关系，将这些本体概念组织起来，分出层次，构建空间信息本体的概念模型;5.评估形成正式的应用级的空间信息本体即 Geo-Ontology。地理本体形式化以后，是否满足了需求，是否满足本体的建立准则，本体中的术语是否被清晰的定义了，本体中的概念及其关系是否完整等问题需要在本体建立过程后进行检验和评估。6.在上述过程中同时采用自顶向下的方法进行应用级 Geo-Ontology 的实 例化、
6、细化，进一步完善此 Geo-Ontology。Geo-Ontology 的构建是一个反复迭代的过程，即初始版本建立后，还要反复地将其应用到实际系统中或与领域专家交流，来评价和排错，直至满意。这个反复迭代的过程将贯穿于 Geo-Ontology 的整个生命周期。地理本体建模工具本体的构建工具Protege 是由斯坦福大学的医学情报学研究组(Stanford Medical Informatics ) 开发的一个开放源码的本体编辑器，它是用 Java 编写的。本体结构以树形的层次目录结构显示，用户可以通过点击相应的项日来增加或编辑类、子类、属性、实例等，使用户在概念层次上设计领域模型，所以本体工程
7、师不需要了解具体的本体表示语言。知识处理中间件本体推理机Jena 是由 HP 公司开发的一个 Java 开发工具包。Jena 本体解析器包括三部分，对 RDF 的解析、对 RDQL 的查询支持和对 OWL 的解析。 Jena 提供了很多接口来访问和处理 RDF。空间信息本体论的研究现状 1999 年 Egenhofer 主持的“空间信息一体化的协作研究”项目，集中研究空间与地理数据库的语义互操作; 1999 年 Findler 和 Malyankar 主持的“空间知识的表达与分发”项目，研究建立沿海实体(如海岸线、潮汐面等)的本体论; 1999 年 Mark 和 Smith 主持的项目“地理分
8、类: 一个本体论调查”，试图确立地理对象以及与认知关联分类的本体，该项目研究的主题是一般性常识或朴素地理学，重点测试不同语言条件下人们对一些人文概念的认知。 2000 年 Frederico Fonseca 和 Egenhofer 首先提出了本体论驱动的地理信息系统(Ontology Driven Geographic Information Systems，ODGIS )，认为互操作是 GIS 发展的关键问题，而本体论的建立为解决 GIS 的互操作提供了可行途径 。 2003 年 Frank 提出空间本体的时空表达模型 (Modelling Geospatial Ontologies and
9、 Adequate Representation of Space and Time)。 2004 年 L,emmens 等将 Ontology 理论运用到空间信息的发现与抽取 (Ontologies for Discovery and Retrieval of GI） 。相关研讨会议 2000 年 9 月，由 Winter 组织，在法国召开了“空间数据标准的本体论与方法论” 会议，就空间本体论、空间认知论、空间认识、空间不确定性、空间层次、空间一般化、标准与标准化等主题进行了研讨; 2000 年和 2002 年，分别在美国佐治亚和科罗拉多召开了地理信息科学会议，对地理信息本体论进行了深入探讨; 2002 年 9 月，在英国召开了关于地理信息本体论(Geo-Ontology)的工作组会议，对地理信息本体论的概念、关键问题以及研究的重点范围进行讨论，与会学者首次使用了 Geo-Ontology 一词。本次会议的报告中指出，Geo-ontology 是地理信息本体论的一般术语。 2003 年召开的 COSIT 博士论坛会议讨论了地理本体、时空本体的多尺度表达法， 2005 年欧盟开展的 SPIRIT 项目主要研究空间信息挖掘和地理本体的抽取。国外主要研究方向 空间信息挖掘 地理本体的抽取 本体服务理论研究
