【摘要】：經(jīng)過多年的發(fā)展,我國海洋信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)初具規(guī)模,海洋資源綜合調(diào)查手段和范圍不斷拓展,資料獲取能力和數(shù)據(jù)量得到極大提升。其中海洋環(huán)境數(shù)據(jù)主要包括海洋水文數(shù)據(jù)、海洋氣象數(shù)據(jù)、海洋物理數(shù)據(jù)、海洋化學(xué)數(shù)據(jù)、海洋生物數(shù)據(jù)、海洋地質(zhì)數(shù)據(jù)、懸浮體數(shù)據(jù)、海洋地球物理數(shù)據(jù)等。由于這些數(shù)據(jù)的采集設(shè)備、采集方式的不同,導(dǎo)致數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、格式多樣;同時不同的機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)的關(guān)注點(diǎn)存在差異,使得數(shù)據(jù)的兼容性較差且存在異構(gòu)性。這些問題加大了數(shù)據(jù)集成和共享的難度。因此,在互聯(lián)網(wǎng)時代,如何使海洋環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)揮最大的使用價值、提高集成效率成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)問題。而本體作為概念的形式化說明,能對對象以及概念之間的相互關(guān)系進(jìn)行明確的定義,增強(qiáng)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性,是解決數(shù)據(jù)集成和共享的一種有效手段。正是基于上述研究背景,本文以多樣性、海量性、異構(gòu)性的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)作為研究對象,以統(tǒng)一、高效的數(shù)據(jù)查詢?yōu)槟繕?biāo),對面向海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的本體構(gòu)建方法進(jìn)行了研究。主要的研究內(nèi)容和成果有以下幾個方面:首先,本文對現(xiàn)有本體構(gòu)建方法、海洋本體和空間關(guān)系模型進(jìn)行了梳理和研究,發(fā)現(xiàn)目前海洋環(huán)境本體構(gòu)建研究還存在以下問題:(1)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)是典型的空間數(shù)據(jù),現(xiàn)有的空間方位關(guān)系表達(dá)模型中,受目標(biāo)范圍大小和距離的影響,在判別存在交集區(qū)域的方位關(guān)系時得不到準(zhǔn)確的結(jié)果,導(dǎo)致基于本體的空間關(guān)系查詢結(jié)果存在偏差。(2)現(xiàn)有的海洋本體主要對本體形式化表達(dá)機(jī)制進(jìn)行研究,缺乏對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)空間特性和空間關(guān)系的描述,造成海洋本體的實(shí)用性不足。(3)現(xiàn)有的本體構(gòu)建方法及本體模型框架大多都是針對各自的領(lǐng)域,目前還沒有專門針對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)及空間關(guān)系表達(dá)的本體庫,使得構(gòu)建的本體缺乏針對具有空間位置信息表達(dá)的本體構(gòu)建策略。其次,本文針對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的強(qiáng)時空關(guān)聯(lián)特性,對數(shù)據(jù)間的空間關(guān)系表達(dá)進(jìn)行了梳理和補(bǔ)充,提出了內(nèi)、外方位關(guān)系相結(jié)合的錐形模型;針對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)特有的空間特性,結(jié)合改進(jìn)的錐形模型方位關(guān)系表示方法,提出了考慮空間關(guān)系的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)本體構(gòu)建方法,并在此基礎(chǔ)上搭建了海洋環(huán)境數(shù)據(jù)模型框架;以極地海洋環(huán)境數(shù)據(jù)為例對本文提出的考慮空間關(guān)系的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)本體表達(dá)與構(gòu)建方法進(jìn)行了驗(yàn)證,構(gòu)建了極地海洋環(huán)境數(shù)據(jù)本體庫,和極地海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括以下三個方面:(1)對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的空間特性進(jìn)行研究,提出了數(shù)據(jù)間的方位關(guān)系表示模型,該模型能夠合理的表達(dá)兩個空間對象之間的方位關(guān)系,解決了錐形模型和最小外接矩形模型不能表達(dá)某些特殊方位關(guān)系的問題,實(shí)現(xiàn)了空間對象點(diǎn)、線、面之間方位關(guān)系的準(zhǔn)確表達(dá),為基于本體的空間關(guān)聯(lián)查詢提供了可靠的方位關(guān)系判斷方法。(2)在海洋環(huán)境數(shù)據(jù)本體的概念、構(gòu)建準(zhǔn)則等相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,分析了典型本體構(gòu)建方法,針對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)特點(diǎn),結(jié)合改進(jìn)的錐形模型方位關(guān)系表示方法,完善了本體構(gòu)建體系,提出了考慮空間關(guān)系的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)本體構(gòu)建方法。(3)在本體構(gòu)建方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)目錄、海洋元數(shù)據(jù)及海洋時空特性,重點(diǎn)研究了海洋環(huán)境數(shù)據(jù)本體的形式化表達(dá)機(jī)制,提出了海洋環(huán)境本體知識模型框架,在此框架中突出了海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的空間特征,同時對本模型框架的各個模塊功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)描述。最后,在考慮空間關(guān)系的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)本體庫基礎(chǔ)上搭建了極地海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)平臺,本體庫的構(gòu)建增強(qiáng)了極地海洋環(huán)境數(shù)據(jù)之間的語義關(guān)聯(lián)及空間關(guān)聯(lián),在數(shù)據(jù)查詢模塊中,數(shù)據(jù)的查全率和查準(zhǔn)率都得到了有效的提升,為有效解決海洋環(huán)境數(shù)據(jù)集成和異構(gòu)問題提供了一個可行方案。
【圖文】：

上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文王中輝等[39]根據(jù) Gestalt 心理學(xué)的空間認(rèn)知原理，通過求參考目標(biāo)的 MBR，，對 MBR 外側(cè)空間方位進(jìn)行劃分，得到改進(jìn)的錐形模型, 用矩陣表示如式(2-7)所示此模型考慮了參考目標(biāo)的形狀和大小，比原始的錐形模型更貼近人們的空間認(rèn)常識。但是該模型不能準(zhǔn)確的判斷相交目標(biāo)的方位關(guān)系。H H HH H HH H HNW K N K NE KDir(H,K)= W K Same K E KSW K S K SE K (2

1 1 1 1Dir(H,K)=0 0 0 0 (2-0 1 1 0Dir(H,K)=0 0 0 0 (2-10 1 0Dir(H,K)= 0 1 10 0 0 (2-10 1 00 0 10 0 0Dir(H,K)=0 1 10 1 10 0 0 (2-1
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.13;P717

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2598203