基于owls的地理信息服务语义描述研究

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1、①基于OWL-S的地理信息服务语义描述研究李宏伟李勤超蔡畅（信息工程大学测绘学院，郑州，450052）摘要：OWL-S是一种用来描述Web服务属性和功能的OWL本体规范。本文在讨论OWL-S内涵的基础上，以土地利用变更作为研究实例，剖析了土地利用变更服务涉及的本体概念、所需原子服务、输入/输出、前置条件和土地利用变更任务组合过程，并用OWL-S对土地利用变更服务进行了语义描述，对于探索基于OWL-S的地理信息语义服务、实现地理信息服务共享有重要示范作用。通常，我们习惯于用WSDL描述Web服务，但是WSDL在表达Web服务的语义信息方面存在明显不足,这对服务信息共享、服务执行

2、自动化是一个技术上的障碍。那么能否换一种描述方法呢？OWL-S给我们提供了新思路。1关于OWL-SOWL-S是一种用来描述Web服务属性和功能的OWL本体规范，它使用一系列基本的类和属性来描述服务，提供了一个可共享的框架。它的目标是使得Web服务成为计算机可理解的实体，从而实现服务的自动发现、选择、调用、互操作、组合、执行监控等任务。OWL-S提供高层Ontology用于描述Web服务，该Ontology可以扩展用于特定领域，通过Ontology来实现对Web服务的机器可理解的描述。OWL-S的前身是DAML-S，自2001年5月来经历多次版本升级，有10余个研究机构参与了O

3、WL-S的开发。OWL-S定义了一组核心语言构件，用于对Web服务进行逻辑化描述，所生成的描述文件支持机器理解，从而支持代理程序基于逻辑语义实现对Web服务的自动发现、调用、组合及监控。作为描述Web服务的知识本体，OWL-S的目标是能够对一个Web服务进行逻辑描述，包括如下几个方面：（1）、Web服务做什么，例如服务实体、服务可以实现的功能、以及服务的性能参数等，可以通过“ServiceProfile”来描述和实现。基于此，服务请求实体(人或代理程序)可以发现满足特定功能需要的Web服务，确定需要满足哪些条件才能调用该服务。同时，服务请求代理也可以遵循“ServicePro

4、file”来描述自己的服务需求。（2）、Web服务如何执行，包括服务执行的先后顺序、过程流程等，可以通过“ServiceModel”来描述和实现。服务请求代理利用“ServiceModel”可组合多个服务以完成复杂任务，同时在服务执行过程中，可以利用“ServiceModel”来协调参与各方的动作。（3）、Web服务如何调用，例如服务地址、通信协议及消息格式等具体的绑定信息。可①以通过“ServiceGrounding”来描述和实现。（4）、Web服务如何组装。给出高层的目标描述后，对于某个任务而言，对所需要的服务进行自动选择、组装和互操作。通过OWL-S，用于选择和组合服务

5、的信息将在Web站点被编①河南省科技攻关项目《基于Geo－Ontology的地理信息服务关键技术》，项目编号：072102210031。码。OWL-S必须提供选择单个服务的先决条件和组合顺序。OWL-S存在如下约定:一个Web服务最多有一个“ServiceModel”；一个“ServiceGrounding”必须且仅能与一个Web服务对应；一个Web服务可以没有“ServiceProfile”和“ServiceModel”；一个Web服务可以有多个“ServiceProfile”和多个“ServiceGrounding”。下面通过一个土地利用变更服务实例来说明OWL-S的具体

6、应用。2、土地利用变更服务实例问题域分析在土地利用领域，土地利用权属单位会经常发生变更，这也是土地管控部门最关注的问题。土地利用权属变更的基本过程可以概括为：获得和记录初始土地利用编码（LanduseID）、类型（LanduseType）、位置（LanduseLocation）、面积（LanduseArea）、权属单位（PropertyUnit）和变更后土地利用编码、类型、名称、位置、面积、权属单位，根据变化生成新的土地利用权属图层。我们尝试对土地利用权属变更的过程进行分解，给出其OWL-S描述。首先，定义土地利用变更服务涉及的本体概念（图1）。主要包括变更前后的土地利用图层

7、（图层名称和文件）、特征（编码、类型、位置、面积、权属）、几何类型（“图斑”--LanduseParcel）。接着，定义土地利用变更服务所需的原子服务，主要涉及到的服务如表1所示。下一步，为每个原子服务设置输入、输出、前置条件和效果等。如将变更前和变更后的土地利用坐标值作为输入值，通过简单的运算输出土地利用变更面积。最后，对每个基本过程进行合成，形成一个复合过程。土地利用变更服务可以分解为4个任务，即土地利用变更数据服务、土地利用变更特征服务、土地利用变更信息显示和变更结果的保存，每个任务完成相应的功能