《基于语义的航天信息元数据多维索引的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于语义的航天信息元数据多维索引的研究（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、国防科学技术大学研究生院硕士学位论文摘要随着我国空间技术的发展和航天体系的逐步完善，特别是在2 0 2 0 年前将建成完善长期稳定运行的航天设备体系，卫星信息资源必将日益丰富，最终将覆盖全地域、全时段、全传感类型、全频谱和多分辨率，形成一个覆盖全球的多维卫星信息空间。然而，海量的航天信息元数据分布在一个广域的网络环境中。在实际应用时，对于每个用户来说，要想从中快速自动地获取到满足需求的特定地域、特定时间段、特定传感器、特定频谱、特定分辨率的空间信息，并综合成一组包括基础地理数据、环境信息和目标状况于一体的综合信息，是一个复杂的过程。就目前成熟的技术手段来看，难免会发生“找得慢，找不到，找不全，
2、找不准，不配套”的问题。本文以航天信息应用为研究背景，以提高查询航天信息元数据的效率和改善查询效果为目的，深入研究了针对航天信息元数据的多维索引和基于语义信息构建和查询的机制，论文做了以下工作：( 1 ) 针对数据类型的混合性提出了一种适合点和区间混合型维度数据集的多 维索引结构- P I 树。P I 树利用超球划分数据集的多维空间，以提高节点存储利用率，从而降低数据插入时U O 次数；借鉴R 幸树的建树过程并进行相应算法简化，有效提高了P I 树建树效率；此外，给出了P I 树插入、删除和查询算法的形式化描述。理论分析和实验结果表明，本文提出的P I 树建树效率高于R 幸树，存取数据时F O
3、 次数相对减少，检索效率也相应提高。( 2 ) 针对各种元数据标准中各概念、各维度之间的语义相关性，结合本体的应用，本文提出了在语义本体指导下的多维索引构建方法和检索方法，解决了各种类型元数据标准中概念之间“异形同义“ 的问题，并利用维度相关性缩小查询范围，对改善检索效果和提高检索效率起到了一定的作用。( 3 ) 针对元数据文件各维度的层次性，结合相关编码技术，提出了一种具有层次信息的二进制编码方法，表达出了维度语义层次信息结构，有助于改善查询效果。主题词：多维索引语义航天信息球航天信息元数据本体维层次编码第i 页国防科学技术大学研究生院硕士学位论文A B S T R A C TW i t h
4、t h er a p i dd e v e l o p m e n to fs p a c et e c h n o l o g ya n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi nC h i n a , t h ei m p o r t a n c eo fs p a t i a li n f o r m a t i o nm e t a d a t am a n a g e m e n ti sb e c o m i n gi n c r e a s i n g l yp r o m i n e n t H o w e v e r , a ni
5、 n t e r n a t i o n a ls t a n d a r dh a sn o tc o m eo u ty e t ，a n d C h i n ai sa l s oa t t e m p t i n gt op r o p o s ei t sm e t a d a t as t a n d a r d S p a t i a li n f o r m a t i o nm e t a d a t as t a n d a r dh a ss u c hc h a r a c t e r i s t i c sa sd i s u n i t y ，d i s t r i
6、 b u t e da n dm a s s i v e ，a n di tm a k e st h em a n a g e m e n t ，m a i n t e n a n c ea n da c q u i s i t i o no fs p a t i a lm e t a d a t ar a t h e rd i f f i c u l ta n dc o m p l i c a t e d S p a t i a lm e t a d a t am a n a g e m e n tb a s e do ns p a t i a li n f o r m a t i o ns
7、 p h e r ed o e sn o tm e a nt oe s t a b l i s han e ws t a n d a r da n dh a sn o tm a d ea n ym o d i f i c a t i o no rc h a n g e st ot h ec u r r e n ts t a n d a r d T h ep u r p o s eo fi ti st ob u i l dau n i v e r s a ll o g i cm o d e lf r o mt h ea n g l eo fs e m a n t i cr e l a t i o
8、 n so fk i n d so fm e t a d a t as t a n d a r d s I tw i l ln o ta f f e c tt h ea c q u i s i t i o no rs t o r a g eo fs p a t i a lm e t a d a t a A n dt h r o u g ht h eu n i v e r s a l ，e x t e n d a b l el o g i cm o d e l ，i tw i l lb ee a s yt oc o n s t r u c t sas e l f - a d j u s t i
9、n gs p a t i a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n ds e r v i c em e c h a n i s ma n di m p r o v e st h eu s a g eo fs p a t i a li n f o r m a t i o nt oag r e a te x t e n t T h i sp a p e rh a v ea n a l y z e ds p a t i a lm e t a d a t a ，p o i n t i n go u tt h a tt h e r ea r et h
10、r e ef e a t u r e si ns p a t i a lm e t a d a t a ，a n db a s e do nt h e s et h r e ef e a t u r e s ，t h i sp a p e rh a v ed e v e l o p e df o l l o w i n g ：( 1 ) M a n ym u l t i d i m e n s i o n a li n d e x e sh a v es i m p l ym a d ec o n t r i b u t i o nt ot h ed i m e n s i o n s 、析t
11、 l lt h et y p eo fp o i n to ri n t e r v a l W h i l ec o n s i d e r i n gt h ed a t as e to fh y b r i dd i m e n s i o n s 、v i t ht h et y p eo fb o t hp o i n ta n di n t e r v a l t h e r ei sf e ws t u d yt od e a lw i t ht h ep r o b l e m T h i sk i n do fd a t as e ti so f t e na p p l i
12、 e di nt h em e t a d a t aw h i c hd e s c r i b et h eg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o nr e s o u r c e s T h i st h e s i sp r o p o s e san e wm u l t i d i m e n s i o n a li I l d e x - P IT r e e ，a d a p t i n gt ot h i sk i n do fd a t as e ta b o v e ，u s i n gt h ei d e ao fs u p e
13、r - s p h e r ei nt h eS S - t r e e T h e n , w ed i s c u s st h ea l g o r i t h mo fb u i l d i n ga n ds e a r c h i n go fO U rt r e e F i n a l l y ，w em a k ee x p e r i m e n t st os h o wP IT r e eo u t p e r f o r m st h eR * - t r e e ( 2 ) B a s e do no n t o l o g yt e c h n i q u e s
14、，t h i st h e s i sh a sp r o p o s e dm u l t i d i m e n s i o n a li n d e xb u i l d i n ga n dr e t r i e v a lm e t h o d s 、i mt h eh e l po fo n t o l o g yi no r d e rt os o l v es e m a n t i cp r o b l e mi ns p a t i a lm e t a d a t a ( 3 ) B a s e do nd i m e n s i o n a lh i e r a r c
15、 h i c a le n c o d i n gt e c h n i q u e s ，t h i st h e s i sh a sp r o p o s e dak i n do fb i n a r yd i m e n s i o n a lh i e r a r c h i c a le n c o d i n gm e t h o di no r d e rt os o l v eh i e r a r c h i c a ls e m a n t i cp r o b l e mi ns p a t i a lm e t a d a t a K e yW o r d s ：m
16、 u t i d i m e n s i o n a l - i n d e x ，s e m a n t i c ，s p a c ei n f o r m a t i o nm e t a d a t a ，s p a t i a li n f o r m a t i o ns p h e r e ，o n t o l o g y ，d i m e n s i o n a lh i e r a r c h i c a lc o d e第i i 页国防科学技术大学研究生院硕士学位论文表目录表3 1R 宰树与P I 树最大叶节点数量比较2 8表4 1 检索技术分类及比较描述3 4表4 2O W L 语言描述元数据示例3 8表4 3 待插入元数据片段4 6表5 1 电子侦察元数据片段5 3表5 2 地面目标情报元数据片段
