【摘要】：隨著地理空間環(huán)境的不斷變化,為了適應(yīng)智慧城市中地理國情監(jiān)測的發(fā)展,人們對于地理空間觀測資源的需求日益增加且復(fù)雜度提高,地理空間傳感網(wǎng)中的傳感器和觀測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多樣性,其互操作性的需求逐步提升,地理空間語義傳感網(wǎng)的發(fā)展已成為必然。為了描述傳感網(wǎng)觀測資源的語義特征,提高其資源的應(yīng)用效能與互操作性,傳感網(wǎng)資源高效管理與精確發(fā)現(xiàn)成為地理空間語義傳感網(wǎng)發(fā)展中的主要科學(xué)問題之一地理空間傳感網(wǎng)中的觀測資源主要包括了傳感器和觀測數(shù)據(jù)及其相關(guān)的其他信息,這些觀測資源的種類不同,觀測機(jī)理各異,在現(xiàn)有的模型描述中,傳感器和觀測數(shù)據(jù)的描述具有封閉性和孤立性。由于缺乏同時(shí)具備傳感器和觀測數(shù)據(jù)描述信息的觀測資源描述模型,無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)合檢索,直接導(dǎo)致觀測資源的查詢檢索不全面且低效。因此,本文旨在建立以觀測過程為中心的觀測資源語義描述模型,實(shí)現(xiàn)這些異構(gòu)多源的觀測資源的管理,為觀測資源的語義注冊提供保障,是解決傳感網(wǎng)高效管理與精確發(fā)現(xiàn)這一問題的模型基礎(chǔ)。針對地理空間傳感網(wǎng)觀測資源的特點(diǎn)及其在面向應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)的低效檢索的問題,本文指出了挖掘觀測資源與應(yīng)用領(lǐng)域在時(shí)空譜方面的內(nèi)在關(guān)系是解決地理空間傳感網(wǎng)中精確發(fā)現(xiàn)這一問題的一個(gè)重要手段。圍繞此研究內(nèi)容,本文從觀測資源的語義建�？蚣苋胧�,從地理空間傳感網(wǎng)語義建模和推理上開展研究。首先,本文總結(jié)了現(xiàn)有的觀測數(shù)據(jù)編碼模型和觀測元數(shù)據(jù)模型,分析了地理空間傳感網(wǎng)觀測資源的語義需求,通過擴(kuò)展并重利用現(xiàn)有的觀測數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)信息,提出了嵌套時(shí)空譜語義特征的傳感網(wǎng)資源語義建�？蚣��；赟MOF理論定義了傳感器及觀測數(shù)據(jù)的資源語義描述模型架構(gòu),建立了傳感網(wǎng)觀測資源語義描述的元模型,確立了傳感網(wǎng)觀測資源元數(shù)據(jù)的語義對象,為傳感網(wǎng)觀測資源的語義服務(wù)奠定了基礎(chǔ)。其次,為了實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)觀測資源的語義注冊,本文提出了以觀測過程為中心的地理空間傳感網(wǎng)本體模型,基于頂層本體建立了傳感器與觀測數(shù)據(jù)為核心類的本體模型,并詳細(xì)闡述了在觀測過程以及觀測能力等方面的觀測資源類,實(shí)現(xiàn)了傳感網(wǎng)觀測資源的語義建模,改變了原有觀測資源描述不規(guī)范且觀測過程描述不充分的局面,是地理空間語義傳感網(wǎng)語義注冊的模型基礎(chǔ)。再次,為了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用領(lǐng)域和傳感器在時(shí)空譜特征方面的有機(jī)關(guān)聯(lián),本文提出了地理空間傳感網(wǎng)時(shí)空譜推理方法。通過定義地理空間在時(shí)間、空間和波譜方面的語義特征,明確了觀測資源元數(shù)據(jù)的時(shí)空譜屬性的語義內(nèi)涵,建立了針對地理空間中時(shí)空譜語義和傳感網(wǎng)觀測資源元數(shù)據(jù)的推理規(guī)則,并以此完善了已有的本體模型。由此,突破了原有傳感網(wǎng)資源檢索時(shí)關(guān)鍵字匹配的局限性,為地理空間傳感網(wǎng)資源的高效檢索提供了可行的推理方法。最后,應(yīng)用本文所提出的語義建模方法與推理規(guī)則,構(gòu)建了地理空間語義傳感網(wǎng)服務(wù)平臺框架,以土壤墑情監(jiān)測為應(yīng)用需求,選擇湖北省土壤墑情監(jiān)測的觀測資源為實(shí)驗(yàn)資源,驗(yàn)證了本文的模型與方法在傳感網(wǎng)觀測資源管理與查詢服務(wù)的有效性與可行性。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：1)提出了一種嵌套時(shí)空譜語義特征的地理空間傳感網(wǎng)資源建�？蚣�,突破了原有觀測數(shù)據(jù)元模型描述不全面且存在語義冗余的局限性,構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)地理空間傳感網(wǎng)高效管理與服務(wù)的基礎(chǔ)。2)建立了一種以觀測過程為中心的地理空間傳感網(wǎng)本體模型,彌補(bǔ)了傳感網(wǎng)中觀測過程描述的不充分無法支撐觀測過程邏輯查詢的不足,使其成為實(shí)現(xiàn)地理空間傳感網(wǎng)語義注冊的基礎(chǔ)模型。3)提出了一種針對‘應(yīng)用-觀測資源’時(shí)空譜語義推理方法,提高了傳感網(wǎng)觀測資源的應(yīng)用效率,為傳感網(wǎng)資源的高效訪問和查詢提供了保障,促進(jìn)了多源觀測資源在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的合理發(fā)現(xiàn)與使用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P208

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本文編號：2434732