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《基于地理本体和SWRL规则的农业地理信息时空查询研究》
发布时间:2012-07-23   访问3959次:【字体:  

    黄勇奇老师所著《基于地理本体和SWRL规则的农业地理信息时空查询研究》一书,近日由我中心完成出版。

    作者在农业地理信息系统应用需求的大背景之下,根据GIS的时态化、智能化和大众化的理论和技术发展趋势,针对当前地理本体、时空推理和时空查询等研究方面存在的不足,提出了基于地理本体和SWRL规则的农业地理信息时空推理和时空查询。围绕这条主线,本书研究了基于地理本体的农业地理信息的表达、时空推理规则的SWRL表达,构建了基于地理本体和SWRL时空推理规则的时空查询框架体系,并以数字烟草3S系统为试验背景,研制开发以烟草种植适宜区查询为基础的烟草轮作查询模块,验证了本书提出的理论技术的可行性和有效性。

作者简介:

    黄勇奇,男,1976年生,黄冈师范学院讲师。2003年获武汉大学工学硕士学位,2008年获中国科学院遥感应用研究所理学博士学位,现为中国科学院地理科学与资源研究所博士后。主要研究方向为“3S”技术与应用、农业资源、生态环境。主持过湖北省教育厅科研项目、湖北省教育厅人文社科项目、湖北省教育科学“十一五”规划项目、黄冈师范学院博士基金项目、黄冈师范学院重点教研项目、黄冈师范学院科学研究重点项目。先后参与了973项目、云南省红河烟草公司数字烟草“3S”项目等多项重点项目。已在核心期刊以及国际会议发表论文近20篇。


目  录

第1章 绪  论1
1.1 研究背景和现状1
 1.1.1 研究背景1
 1.1.2 研究现状8
1.2 问题的提出、解决思路及研究意义18
 1.2.1 存在的问题18
 1.2.2 解决问题的思路20
 1.2.3 研究意义22
1.3 研究内容和组织框架24
 1.3.1 研究内容24
 1.3.2 研究框架25

第2章 地理本体的相关理论与技术研究29
2.1 地理本体的定义29
 2.1.1 一般本体的定义29
 2.1.2 地理本体的定义32
2.2 地理本体的分类34
2.3 本体描述语言——OWL37
2.4 OWL描述地理本体的能力分析40
2.5 地理本体的形式化表达的三个理论工具41
 2.5.1 部分—整体学(Mereology)42
 2.5.2 位置理论(Location)42
 2.5.3 拓扑学(Topology)43
2.6 地理本体的构建原则与构建方法46
 2.6.1 本体的构建原则46
 2.6.2 一般本体的构建方法46
 2.6.3 地理本体的构建方法48
2.7 地理本体的构建工具49
2.8 本体推理机51
 2.8.1 本体推理机的体系结构51
 2.8.2 几种典型的本体推理机53
2.9 基于JessAPI的本体推理56
 2.9.1 Jess开发环境56
 2.9.2 JessAPI的类库59
2.10 本体查询语言——SPARQL60
 2.10.1 SPARQL的查询语言规范60
 2.10.2 下载和配置命令行SPARQL工具61
2.11 基于Jena的地理本体应用程序开发62
 2.11.1 Jena框架的主要构成及工作机理64
 2.11.2 Jena推理子系统65
 2.11.3 JenaAPI框架67
2.12 小结68

第3章 基于地理本体的时空信息表达70
3.1 地理本体的构成70
 3.1.1 地理概念或类型70
 3.1.2 地理关系72
 3.1.3 地理公理81
 3.1.4 地理实例81
3.2 地理时空信息的地理本体表达82
 3.2.1 地理时空信息的分类83
 3.2.2 时空概念及其层次关系的表达89
 3.2.3 时空语义关系的表达90
 3.2.4 地理公理(规则)的表达92
 3.2.5 实例的创建93
3.3 时间信息的本体表示94
 3.3.1 时间几何对象95
 3.3.2 时间拓扑对象99
3.4 空间信息的本体表示102
3.5 时空一体化的本体表示104
3.6 小结109

第4章 基于SWRL的时空推理规则的表达110
4.1 SWRL表达时空推理规则能力的分析110
 4.1.1 SWRL语言框架111
 4.1.2 SWRL抽象语法114
 4.1.3 SWRL的表示方式116
 4.1.4 SWRL与OWL的关系127
 4.1.5 SWRL与其他规则语言比较127
4.2 SWRL规则编辑器129
4.3 时空推理规则的表达131
4.4 小结133

第5章 基于地理本体和SWRL时空推理规则的时空查询研究134
5.1 基于地理本体的推理134
5.2 地理本体到Jess事实库的转换136
 5.2.1 地理本体格式转换的概述137
 5.2.2 DLReasoner对地理本体的推理138
 5.2.3 地理本体向Jess事实库的转换139
5.3 SWRL时空推理规则到Jess格式的规则库的转换140
 5.3.1 XSLT格式转换原理140
 5.3.2 应用XSLT对SWRL进行格式转换141
5.4 基于地理本体和SWRL时空推理规则的时空查询框架体系148
 5.4.1 基于地理本体和SWRL规则时空推理框架体系149
 5.4.2 基于地理本体和SWRL规则的时空查询框架体系155
5.5 小结158

第6章 农业地理信息的本体与时空推理规则的表示159
6.1 农业地理信息的分类159
6.2 构建农业地理信息本体164
6.3 农业地理信息的时空推理规则表示167
6.4 小结173

第7章 试验案例研究174
7.1 试验案例的目标、功能、体系结构174
7.2 以烟草种植适宜区为基础的烟草轮作规划179
 7.2.1 烟草种植适宜区180
 7.2.2 烟草轮作规划182
7.3 实现案例的关键技术与开发环境185
 7.3.1 烟草时空本体的构建186
 7.3.2 烟草时空推理规则的SWRL表示193
 7.3.3 烟草时空本体在Oracle数据库中的存储197
 7.3.4 地理本体与关系时空数据库之间的映射203
 7.3.5 基于地理本体与SWRL的时空推理与查询210
7.4 试验案例的实现与分析216
7.5 小结220

第8章 结论和未来的工作221
8.1 本研究的主要创新点221
8.2 未来的工作223
参考文献225
 

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