基於本體論的地理信息分類和多源空間數據融合研究

《基於本體論的地理信息分類和多源空間數據融合研究》是依託武漢大學，由何宗宜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於本體論的地理信息分類和多源空間數據融合研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何宗宜
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

目前GIS對地理信息所表達知識的系統性與可操作性考慮較少，基於語義的互操作功能有限，信息共享還沒有上升到知識層次，如何將異質異構空間數據進行融合等是當前GIS發展面臨的主要問題。本項目以本體論為理論基礎，依據概念元特性的關係和約束、隸屬理論(Mereology)、拓撲理論和幾何學，結合空間認知理論、最大似然法、模糊數學和粗集理論，提出一套完整概念體系分類結構，建立地理信息分類的理論、模型和方法，並對基礎地理信息進行分類研究。根據地理信息本體論的5個層次結構和空間數據綜合原則，用語義因子分解（Semantic Factoring）、概念格子（Concept Lattices）算法，通過Agent的引入，結合地理計算、計算幾何和數據綜合規則等方法，建立多源空間數據融合的框架模型和方法。本項目的深入研究能為地理信息的建模、語義互操作、多源空間數據融合、智慧型體設計和數據挖掘等問題的解決開闢新的途

結題摘要

目前GIS對地理信息所表達知識的系統性與可操作性考慮較少，基於語義的互操作功能有限，信息共享還沒有上升到知識層次，如何將異質異構空間數據進行融合等是當前GIS發展面臨的主要問題。針對多源地理空間數據語義異質異構問題，分別從地理信息分類與空間數據融合兩個方面開展研究。 以本體論為理論基礎，通過元概念特性抽取地理概念內涵，依據隸屬理論、拓撲理論和框架語義學，結合空間認知理論、模糊數學和機器學習理論，提出一套完整的概念體系分類結構，建立地理信息分類的理論、模型和方法；以國家基礎地理信息陸地水系分類標準為例，藉助地理要素的元概念特性抽取要素描述語義，利用形式化分析方法獲取形式概念表及概念格Hasse圖，通過格-樹轉化的方法，得到具有直接包含關係的陸地水系層次分類，該方法消除了原有分類系統當中存在的概念重疊與語義交叉。將描述邏輯思想引入到地理本體匹配，以語義解釋作為輸入，保證了語義完整性。相對傳統藉助概念相似度進行本體匹配、融合等研究有所擴展，匹配結果不僅僅包含等價關係，還包括泛化、特化、相離與重疊等關係。根據地理信息本體論概念層次結構與空間數據的映射關係，採用形式概念格算法、描述邏輯語義推理算法，結合地理計算、計算幾何和數據綜合規則等方法，建立多源空間數據融合的框架模型和方法。提出了一種粒化理論的地理本體融合方法。該方法首先運用形式概念分析地理本體，再引入粒計算理論，在不同粒度下約簡概念格完成本體融合。 這些研究成果能為地理信息的建模、語義互操作、多源空間數據融合、智慧型體設計和數據挖掘等問題的解決開闢新的途徑。