空间数据溯源建模与语义计算方法研究

发布时间：2020-10-18 13:37

　　 地理空间信息是重要的基础性资源,在众多领域有着广泛的应用。随着空间数据基础设施的发展,地理空间信息资源在分布式网络环境下得到充分共享。在信息基础设施环境中,地理空间数据以不可预知的方式被广泛且频繁地分发和处理,使得对空间数据溯源的研究变得尤为重要。特别是近年来,众源技术的出现改变了地理信息的生产与消费模式,加快了数据更新与传播速度,拓展了当代地理信息科学的发展方向,深刻影响了地理信息产业化模式。在自发地理信息与专业地理信息融合应用的背景下,如何表达和利用众源地理信息的时空溯源信息,满足众源数据“从哪里来”、“是否可用”、以及“怎么用”等需求,充分发掘众源数据时空溯源信息中隐藏的信息和知识,是丰富空间数据溯源理论与方法的重要途径,也是众源地理信息深入应用的重要切入点。地理信息时空溯源记录了地理空间数据的来源信息和处理过程,有助于对数据产品追踪溯源进而评估其可靠性,为地理信息的质量分析、产品复演提供重要参考信息。然而,在协同处理的网络环境下,空间数据溯源的互操作共享和语义计算仍然存在挑战,具体表现在:(1)在模型互操作方面,缺乏统一、可扩展的、适应不同数据来源的时空溯源互操作模型,现有的地理信息溯源模型共享性差,而通用的溯源模型无法表达溯源的时空语义;(2)在概念认知与计算层次,传统地理信息科学缺乏对溯源的概念认知,且当前地理空间计算的框架难以支持溯源的操作;(3)在分析与应用方面,尚缺乏时空溯源分析的理论和方法,特别是对众源地理空间数据溯源信息的分析挖掘,在众源数据与传统专业数据结合应用的发展趋势下变得日益迫切。为了解决上述问题,本文围绕空间数据溯源的建模与语义计算方法展开研究。在建模方面,针对分布式网络环境下空间数据溯源互操作的需求,结合语义网技术,建立空间数据溯源模型及其语义表达,刻画空间数据溯源中的时空溯源、溯源粒度、状态标识、元溯源与溯源继承等特性;在语义计算方面,拓展地理核心概念体系,引入溯源的概念,设计和实现溯源概念上的语义操作,建立支持溯源分析的地理空间语义计算接口。在此基础上,研究时空溯源分析的基础理论和方法,结合其在众源地图领域的应用,为众源地理信息的质量评估提供新的思路。本文的创新点可归纳为以下几点:(1)支持语义互操作的空间数据溯源建模方法。从模型层面的互操作方法出发,提出了空间数据溯源的语义描述模型,建立空间数据溯源模型通用溯源信息模型的映射框架和映射规则,支持空间数据溯源的跨领域查询和推理。(2)地理核心概念和计算的溯源拓展。在语义认知层面上,将溯源概念引入到地理核心概念体系中,在分析溯源涉及核心问题的基础之上,定义溯源概念上的核心操作,实现支持溯源分析的空间计算语义API。(3)结合众源地理信息的时空溯源分析方法。目前关于时空溯源分析还少有研究,本文结合众源地图OpenStreetMap,进行时空溯源的分析,在众源地理数据与传统专业地理数据结合应用的背景下,具有重要的研究意义和实际价值。
【学位单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P208
【部分图文】：

?武汉火学博士学位论文???（３）众源地理信息的时空溯源分析方法??结合众源地理信息，研宄时空溯源分析的内涵及理论方法，挖掘溯源信息的??时空特征。以ＯｐｅｎＳｔｒｅｅｔＭａｐ为例，基于本文提出的空间数据溯源语义建模方法，??探讨其在众源信息领域的应用模式，建立具有互操作性和扩展性的众源地理信息??时空溯源模型，支持对不同来源地理信息的溯源关系表达和处理，使众源数据具??备可追溯性，以便对溯源信息进行时空分析和信息挖掘。在此基础上，研究基于??溯源的众源地理信息质量分析方法，包括基于溯源的众源地理空间数据质量分析??框架、误差传播的溯源分析、基于溯源的众源地理空间数据可信度分析方法等。??１．５论文组织结构??－

溯源?

ＩＳＯ溯源模型的主要特征如下：??？?溯源类（ＬＩ＿Ｌｉｎｅａｇｅ）：在缺少数据源或处理过程信息时，应使用ｓｔａｔｅｍｅｎｔ元??素提供关于资源生成的解释性文字。元素ｓｃｏｐｅ用来说明所描述资源的类型??或溯源适用的范围程度等。ａｄｄｉｔｉｏｎａｌＤｏｃｕｍｅｎｔ元素用以提供额外的描述文??档信息。??？?处理步骤（ＰｒｏｃｅｓｓＳｔｅｐ）：包含了描述、原理、时间、责任方、参考文档、时??空范围以及具体的处理信息（ＬＥ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ），如用到的算法（ＬＥ＿Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、??软件环境、过程描述、运行时参数和处理过程的报告等信息。??？?数据源（Ｓｏｕｒｃｅ）：数据源包含了描述、分辨率、参考系统、引）Ｕ信息、元数??据信息、类型和时空范围、处理等级（针对影像产品）等属性信息。数据资??源可以是一个栅格数据集、要素实例或属性表，它既可以作为处理步骤的输??１７??
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 乐鹏;郭霞;张晨晓;张明达;;空间数据溯源的概念、模型与服务[J];地理与地理信息科学;2015年06期

2 赵肄江;周晓光;;地理信息志愿者信誉度评估的版本相似度模型——以面目标为例[J];测绘学报;2015年05期

3 单杰;秦昆;黄长青;胡翔云;余洋;胡庆武;林志勇;陈江平;贾涛;;众源地理数据处理与分析方法探讨[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年04期

4 龚健雅;李小龙;吴华意;;实时GIS时空数据模型[J];测绘学报;2014年03期

5 王明;李清泉;胡庆武;周檬;;面向众源开放街道地图空间数据的质量评价方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2013年12期

6 倪静;孟宪学;;关联数据环境下数据溯源描述语言的比较研究[J];现代图书情报技术;2013年02期

7 明华;张勇;符小辉;;数据溯源技术综述[J];小型微型计算机系统;2012年09期

8 沈志宏;张晓林;;语义网环境下数据溯源表达模型研究综述[J];现代图书情报技术;2011年04期

9 戴超凡;王涛;张鹏程;;数据起源技术发展研究综述[J];计算机应用研究;2010年09期

10 乐鹏;彭飞飞;龚健雅;;基于SOA的空间数据起源研究[J];地理与地理信息科学;2010年03期

本文编号：2846365