地表覆盖语义元数据共享系统设计与研究

发布时间：2020-07-28 17:17

【摘要】：全球地表覆盖及其变化信息被认为是自然资源管理、气候变化分析和地球系统模拟等地球相关研究中必要的基础数据和关键参量。随着遥感等对地观测技术、图像处理和信息提取技术的飞速发展,多种尺度的地表覆盖数据和产品不断生产出来,其相应的分析算法、应用模型、功能服务也被陆续提出。然而受技术限制及其他多种因素影响,这些海量的地表覆盖信息被发布、存储在世界各地不同平台和数据库中,彼此之间互不联通,用户难以便捷获取和访问所需的地表覆盖数据和服务,“信息孤岛”现象突出。针对目前仍缺少充足的元数据对地表覆盖数据和服务进行描述,以及多源、多类、异构的全球地表覆盖资源难以同时共享的问题,本文进行了地表覆盖元数据模型设计,随后以此为基础提出并构建了地表覆盖元数据本体模型,并研究实现了全球地表覆盖信息语义元数据共享系统。论文主要研究工作如下:(1)深入分析了地表覆盖信息共享和应用现状,在研究和参考现有国家和国际通用元数据标准的基础上,以国家地理信息元数据标准为原型,结合地表覆盖信息及其处理应用中相关资源特点设计了地表覆盖元数据模型,实现了地表覆盖数据、相关辅助信息、算法模型和服务资源的统一、规范描述,为建设实用的地表覆盖共享系统奠定基础。(2)由于元数据缺乏语义描述能力和逻辑推理能力,相关人员在利用传统元数据目录服务进行地表覆盖资源发现时,难以获得匹配度较高的有效信息并且检索到的相关资源数量较少。因此本文在研究地理本体理论知识的基础上,通过本体建模语言OWL和地表覆盖元数据建模语言UML的映射关系,进行了地表覆盖元数据本体构建,并将其与传统OGC(Open Geospatial Consortium)目录服务相结合提出了地表覆盖语义目录服务。(3)从设计方案、系统架构、功能分析三个方面对地表覆盖语义元数据共享系统进行设计,并以(1)、(2)理论研究为基础,以提出的地表覆盖语义目录服务为主体,利用JavaEE和Jetspeed技术开发了地表覆盖语义元数据共享原型系统,通过对原型系统前台功能分析和后台管理展示,验证了语义元数据共享系统的实用性。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P208
【图文】：

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3 地表覆盖信息语义目录服务研究其中 OWL Lite 仅提供了本体的分类层次和一些属性制约关系，面向的是对语义关系简单的应用程序设计开发。OWL DL 提供了并且具备 OWL 语言全部推理表达能力，通常情况下，人们认为 OWL DL 具备 OWL 语言的所有特性，整保留了其语义推理能力。OWL Full 可以看作在 RDF 功能上增加了语义推理力，任何推理机都能完全支持 OWL Full 的所有语法。Protégé是一个功能丰富的本体编辑工具，其完全支持 OWL Web 本体语言，能够直接与 HermiT 和 Pellet 等语义逻辑推理器建立连接。目前其已经形成一免费的开源平台，为不断增长的用户社区提供了一套完善的工具，用于构建具本体的领域模型和基于知识的应用程序。其应用程序主页面如图 3-7 所示。

可视化,内容,片段,信息

图 3-9 “MD_内容信息”可视化片段Figure 3-9 “MD_ContentInformation” visual picture.5 本章小结（Summary）结合目前全球地表覆盖共享研究现状以及现实中存在的问题来看，普通关键搜索并不能满足地表覆盖实际需求，用户通常需要花费大量的时间和精力从搜到的大量相关信息中再次进行筛选、查找满足自己所需的信息。为了解决这一题，本文引入本体技术结合传统 OGC 目录服务提出了地表覆盖信息语义目录务，随后对地理本体的理论及其构建方法进行研究，在上文中设计的地表覆盖数据模型的基础上提出了地表覆盖元数据本体模型，并利用本体建模语言和建工具构建了地表覆盖元数据本体模型，为接下来进行全球地表覆盖语义元数据享系统的设计与实现奠定理论基础。

原型系统,主界面,模块封装,技术指导

图 4-5 Turbine 各模块封装关系Figure4-5 Turbine module encapsulation relationship2.3 原型系统实现在上述理论基础、系统框架设计和技术指导下进行原型系统开发，从前端和后台管理两个方面对整个原型系统进行功能介绍和分析。（1）前端应用PageLayoutNavigationNavigationScreen

【参考文献】