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1、上海海洋大学 硕士学位论文 时空本体在海洋GIS应用中的关键技术研究 姓名：徐健宁 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：黄冬梅 20091230 上海海洋大学硕士学位论文 摘要 G I S 技术的快速发展，为海洋资源信息化提供了有利的工具。海洋G I S 在海 岸带开发和管理、海洋渔业、海洋环境监测评价等领域的应用获得了巨大的成功。 然而，海洋环境具有动态性，而目前的商业软件在处理这些动态数据时还存在着 智能性差等不足。为了准确掌握海洋环境随时空变化的规律、预测海洋资源的地 理分布情况，就必须首先将海洋资源随时间、空间而变化的分布规律用知识化的 方法加以表示。本体论是关于用计算
2、机语言规范知识概念表示、进行知识组织、 开展知识服务的科学方法论，恰恰适合解决此类领域知识间的推理问题。 本体论在海洋G I S 应用的过程中，有很多关键技术值得探索。其中，首先遇 到的问题就是本体的构建。如果没有本体的构建，本体的进一步推理和领域应用 就不能得到充分的验证和实现。目前，普遍采用的利用本体编辑工具手工构建本 体的方法在很大程度上是一个人工过程，需要耗费大量的时间、人力和费用。于 是，实现基于机器学习的本体半自动构建成为本体构建的发展方向。随着近年来 计算机技术和信息提取技术的不断发展，为本体库的半自动生成奠定了技术基础。 在实践的基础之上，本文对本体半自动生成技术及其应用进行了
3、系统的研究，取 得了以下主要成果： 1 对本体论的基础理论进行了系统的研究，其中包括本体论的的定义、建模 元语、分类等。这些是本文研究重点本体半自动生成技术的基础。 2 分析了以电子表格形式存放的数据中隐藏的知识结构，并且在此基础上提 出了表格结构中的语义转换映射生成本体的转换规则。另外，论证了采用专家干 预与知识提取相结合的方法的必要性。在此两点的基础上设计了基于P r o t 6 9 6O W L A P I 进行本体半自动构建的流程图。 3 依据流程图的步骤设计，实现了本体半自动生成工具。设计了该工具的结 构模块图和每个模块所实现的功能。 4 对本体在G I S 服务系统的应用进行研究。
4、提出一种基于多O W L 本体的模型 来解决G I S 网络服务过程中存在的服务请求者与服务提供者之间语义不匹配的问 题。并在该模型的基础上构建出基于多本体的风暴潮辅助决策支持系统的原型框 架。 关键字：本体，半自动构建，关系规则，服务发现，O W L - S A b s t r a c t T h er 印i dd e v e l o p m e mo fG I St e c h n o l o g y i sp r o v i d i n gap o w e 柏1t o o l t - o r 也e i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yo fm
5、a r i n er e s o u r c e s M a r i n eG 1 S a c c e s st oah u g eS u c c e s sm t h e a p p l i c a t i o na r e a ss u c ha Sc o a s t a lz o n ed e v e l o p m e n ta n dm a n a g e m e n t ，m a n n e 士1 s n e n e s ， m 撕n ee n V i r o 衄e n t a lm o n i t o r i n ga n de v a l u a t i o n H o w e
6、 v e r , t h em a r i n ee n V 肿n m e n t 1 s d v n 锄i c ，w m l et h ec u r r e n tc o m m e r c i a ls o f t w a r ei nd e a l i n gw i t ht i l e s e d y n 锄1 cd 啦 黜a r sal a c ko fi n t e l l i g e n c e I no r d e rt oa c c u r a t e l yg r a s p t h ec h a n g e smt h e 嫩n n e e n v i r o 眦e n
7、t ，w em u s tt k s td e p i c tt h ev a r i a t i o no f m a r i n er e s o u r c e sw i t ht i m e 锄ds p a c e O n t o l o g Yc a l lb eu s e dt od e s c r i b et h ec o n c e p t o fk n o w l e d g e ，k n o w l e d g eo r g 锄z a t l o n ， k n o w l e d g ea I l ds e r v i c e st oC a l T yo u tt h
8、 es c i e n t i f i cm e t h o d o l o g y , p r e c l s e l y s u i t e dt o a d d r e s ss u c ha r e a so fk n o w l e d g e a n dr e a s o n i n ga m o n gt h ei s s u e s W i t hu s i n go n t o l o g yi nm a r i n eG I S ，t h e r ea r em a n yk e yt e c h n o l o g i e s 、n h e x p l o n n g A
9、 m o n gm e m ，t h ef i r s t i st h ec o n s t r u c t i o no fo n t o l o g y I ft h e r ei s n oo n t o l o g y1 s c o n s t r u c t e d ，t h er e a s o n i n ga n dt h ef u r t h e ra p p l i c a t i o no fo n t o l o g yc a n n o tb ef u l l y v e f i 矗e d 锄dr e a l i z e d A tp r e s e n t ，t
10、h em o s tw i d eu s e d t o o lf o ro n t o l o g y sc o n s t m c t l o n1 s o n t o l o g ye d i t o r ；t h i sa p p r o a c hi sl a r g e l yam a n u a lp r o c e s st h a tr e q u i r e s al o to ft l m e c o n s 吼i n g ，m a l 叩o w e ra n dc o s t s A sar e s u l t ，f i n d i n gaw a yt oc o 删o
11、 n t o l o g y a u t o m a t i c a l l y ，砌c hb a s e do nm a c h i n el e a r n i n g ，i st h ed i r e c t i o no f o n t o l o g yb u i l d i n g 1 1 1r e c e my e a r s ，c o m 肼l t e rt e c h n o l o g ya n di n f o r m a t i o ne x t r a c t i o nt e c h n o l o g y c o n t l n i l e s t oe v 0
12、1 v e ，h a sl a i dt h et e c h r t i c Mf o u n d a t i o nf o rs e m i a u t o m a t i cg e n e r a t eo n t o l o g y1 1 b r 哪 O nt h eb a s eo fp r a c t i c e ，t h i sp a p e r f o c u s e so nt h es e m i - a u t o m a t i cg e n e r a t i o no fo n t o l o g y a n da c h i e v e st h ef o l l
13、 o w i n gr e s u l t s ： 1 M a k eas y s t e m a t i c a n dp r o f o u n ds t u d yo ft h eb a s i c t h e o r i e so fo n t o l o g y , i n c l u d i n gi t sd e f i n i t i o n ，p r i m i t i v eo fm o d e l i n g ，a n d c l a s s i f i c a t i o n ，w h i c h1 s t h e e m p h a s e so fs t u d y
14、i nt h i st h e s i s ，a n d b a s e so ft e c h n o l o g yo fa u t o m a t l cg e n 倒【i o no f o n t o l o g y 2 。M a k em u c hi m p r o v e m e mi n t h ek e yt e c h n i q u e so fa u t o m a t i cg e n e r a t i o n o f 。n t o l 。g y ：i n c 蜥n gt e m 汹l o g y 嗽a c 雠g ，c 。n c e p tl e a r n i n
15、 g ，i n s t a n t e l e a n l i n ga n d r e l a t i o nl e a r n i n g 3 I m p l e m e n tt h es y s t e m 。f a u t o m a t i cg e n e r a t i 。n 。fo n t o l 。g y D e s i g na b l 。c kd i a g r 撇 2 上海海洋大学硕七学位论文 o ft h et o o la n dd e f l n et h ef u n c t i o no f e a c hm o d u l et oa c h i e v
16、e 4 M a k eas t u d yo fa p p l i c a t i o n so fo n t o l o g yt oG I Ss e r v i c es y s t e m 。P r o p o s eam o d e l b a s e do nm u l t i - O W Lo n t o l o g yt or e s o l v et h ep r o b l e mo fs e r v i c er e q u e s t e r sa n ds e r v i c e p r o v i d e r sd on o tm a t c ht h a te x i s t si nt h ep r o c e s so fG I SW e b A n d ，o nt h eb a s i so ft h i s m o d e lt ob u i l dap r o t o t y p ef r a m e w o r ko fas t o r ms u r g ea s
