基于语义的地理信息服务发现与组合的关键技术研究
基于语义的地理信息服务发现与组合的关键技术研究
【摘要】： 出于节约社会建设成本的考虑,希望对地理信息资源能够实现共享和增值。这对地理信息系统在网络化、标准化、共享和互操作等方面提出了更高的要求。服务作为一种自包含、自描述和模块化的应用程序,通过将资源和对资源操作的封装,并利用服务接口和消息协议来实现远程发现、调用、组装和集成。因此,服务能够较好的满足上述社会需求。科学技术的发展尤其是网络技术和Web技术的不断完善,为地理信息系统向地理信息服务方向发展提供了必要的技术支持。地理信息服务将GIS数据和功能以服务的形式在网络上发布,而服务者不需要了解服务的具体细节就可以直接在应用中使用网络服务,从而实现地理信息资源的共享、互操作以及增值。正是在这种情形下,越来越多的地理信息资源以服务的形式在互联网上存在。面对网络中日益增多的地理信息服务,用户如何从庞大的服务库中高效、准确的找到需要的地理信息服务以及将发现的服务有效的组合起来,是目前制约地理信息服务发展和应用的瓶颈之一。本文在语义网环境中,利用本体语义工具,对地理信息服务的发现和组合中的关键技术进行了深入系统的研究。首先,研究了在语义模型下的地理信息服务发现；然后,研究地理信息服务的组合与执行；最后对组合的结果进行知识挖掘,并将挖掘获得的知识应用于对服务的发现和组合中。论文取得了下列具有创新性的研究成果。(1)基于语义的地理信息服务发现。本文采取三种策略进行地理信息服务的发现：基于语法相似性的服务发现;基于语义模型的服务发现；基于Oracle Spatial 11g语义技术的服务发现。基于语法相似性的服务发现,主要根据服务的名称和参数两个方面来判断服务的匹配程度。基于语义模型的服务发现,主要根据本体概念模型中的语义相似度来判断服务的匹配程度。基于Oracle Spatial 11g语义技术的服务发现,主要是将Oracle Spatial 11g作为数据管理平台,充分利用其对语义数据高效、成熟的管理技术和方案,来进行地理信息服务的发现。(2)语义环境下的地理信息服务组合与执行。本文针对地理信息服务的组合,给出三种组合方式：用户手工组合模式；“系统推荐用户选择”的半自动组合模式；服务的全自动组合模式,并提出了相应的算法。为了能够对构建的服务链进行有效地执行,本文对OWL-S API进行了研究和分析,通过对OWL-S API库函数进行扩展和使用,实现了对服务链的执行。(3)地理信息服务组合成果的知识挖掘。首先,本文在概念格的基础上,挖掘出服务的使用频率以及服务之间组合使用的关联程度等服务库内蕴含的规则关系；然后,构建动态索引表去描述和反映这种规则关系；最后,将生成的动态索引表用于对服务的发现和组合的优化。通过知识挖掘来建立索引表,在服务发现时通过查找索引表,能够优先查找那些使用频率高、组合支持度高的服务,从而提高了服务的发现效率。实验结果表明,该方法能提高服务发现和组合的效率。(4)在以上研究内容的基础上,设计和开发了一个基于语义的地理信息服务发现和组合的原型系统,并进行了服务发现和组合的实验,验证了文中提出方法的可行性。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
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