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1、第25卷第2期地理与地理信息科学Vol.25No.22009年3月GeographyandGeo-InformationScienceMarch2009黄土地貌本体的构建方法研究1211易茹兰,陈建军,邓敏,李光强(1.中南大学测绘与国土信息工程系,湖南长沙410083;2.中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京100101)摘要:由于人类认知差异和语义描述的模糊性,导致地理要素语义表达的不一致以及信息共享的极大困难。鉴于本体是解决基于语义知识表达的有效方法,该文以黄土地貌为例,使用本体的形式化定义形式,对黄土地貌概念进行语义形式化表
2、达,提出了构建黄土地貌的五元组逻辑结构,进而建立了黄土地貌的本体模型。关键词:黄土地貌;地理本体;概念语义;形式化方法中图分类号:P931.6文献标识码:A文章编号:1672-0504(2009)02-0046-04[3]循环递进过程。研究地理本体和应用本体方法研0引言究领域概念是地理信息集成和共享的有效途径,本随着空间信息技术的迅猛发展,人们获取了海文采用形式化的方法分析黄土地貌领域的概念,确量的地理数据,如何实现对这些数据的共享和互操立逻辑结构,建立黄土地貌的本体模型。作是当前面临的一大问题。由于人类认知和表达存1概念语义的表达在一定差异,就需要对地理信息语义
3、进行严格的形式化描述和明确的定义。本文以一类重要的地形要1.1概念语义的形式化描述素———黄土地貌为例,探讨基于本体的地理信息语黄土地貌因其相应实体类型复杂,其概念的描述义表达方法。大多基于自然语言进行,与人类的经验知识和生活背黄土地貌与人类的生产和建设活动密切相关,景密切相关。地理要素概念是依赖特定地理现象或[4]但由于地表形态的复杂性、地势的高差悬殊、成分的功能以及一定空间形态和时间特性给出的定义,其非均质性、自然外力作用的差异以及应用领域的不主要特征是信息表现和组织。本文以黄土地貌为例,同,使得人们对于黄土地貌的认知难以达成共识;此说明概念语义的形式化描述。
4、为了说明方便,首先介外,同一地貌特征的定义也存在差异(如黄土沟间地绍Guarino对本体的形式化定义公理系统。Guarino[1]地貌中的黄土塬、黄土和黄土峁)。由于认知、指出本体是用于描述形式词汇意图含义的逻辑理论,[5]定义及语言背景的差异,引起同一类黄土地貌在语即对世界特殊概念化的本体承诺。义表述上存在差异,急需一种严格的、形式化的知识表达体系来消除和减少这种歧义,以方便信息和知识的共享。本体(Ontology)是一个哲学概念,用于研究实体存在性和实体存在的本质等,后被引进地理信息科学领域,进而衍生出地理本体。地理本体是把人们从客观世界获取的有关地学知识、信
5、息和数据抽象成具有共识的对象或实体,并按照一定的关系组成体系,同时进行概念化处理和明确的定义,最后以[2]形式化表达的理论与方法。以地理本体为核心的人-地-GIS关系模型,说明了地理认知是对地理对象的选取、抽象、细化和表达,是一个“认知→概念模型→逻辑模型→物理模型→对象重构→再认知”收稿日期:2008-11-16;修订日期:2009-02-13基金项目:国家自然科学基金项目(40871180);湖南省自然科学基金项目(07JJ6075)作者简介:易茹兰(1986-),女,硕士研究生,研究方向为地理信息共享理论与方法。E-mail:yirulan2006@163.
6、com第2期易茹兰等:黄土地貌本体的构建方法研究第47页1.2概念语义的分析类,所以对概念进行语义分析时要体现其形成方式。对于黄土地貌这一类地理要素,由于其具有独根据黄土地貌的物质成分、外形特征、空间形特的形成过程和形成作用,所以对其概念语义进行态、地域性、形态发展变化及其对人类的影响等,在分析时要特别顾及这一点。本文定义一组结构化的保持其概念语义完整性的要求下,归纳出黄土地貌特征组来描述黄土地貌要素的概念语义:的本体属性为:物质性、空间性、时间性、影响性。其Sem黄土地貌=(C,{F},{P})(5)中“,时间性”表示黄土地貌要素的发展变化,如地貌其中:C表示黄
7、土地貌概念中的术语,F表示黄土地貌是由原来的哪类要素转变而来及其现在的发展转变的形成原因和方式,P表示黄土地貌概念的属性。本趋势“;影响性”体现了要素对人类生产和生活的作[7]体的建立需满足最小本体承诺规则,即:应对所建用。本文以《地貌学辞典》中的黄土地貌为概念域,模的事物定义尽可能少的约束和公理,以满足共享者分析其概念语义,单体类型中的沟间地地貌和组合特定的知识共享需求即可。这就要求在挑选用于概类型中的黄土高原的语义描述见表2。念语义表达的属性时,找到数量最少且最能保证概念通过对黄土地貌概念语义的形式化分析,可以语义完整性的属性,即所确定的概念语义属性应是最确定
8、本体内的概
