【摘要】：海洋流場時空數(shù)據(jù)組織模型構(gòu)建是海洋GIS的前沿研究課題之一,其構(gòu)建的目的是為了實現(xiàn)對海洋流場的客觀描述,從而揭示流場蘊含的豐富信息。由于海洋流場的特征復雜,海洋流場的語義組織與一致性表述存在諸多困難。同時,隨著科學研究的發(fā)展和探測技術(shù)的進步,海洋流場數(shù)據(jù)也愈加豐富,呈幾何級數(shù)增長的流場數(shù)據(jù)來源不同,結(jié)構(gòu)多樣,也為海洋流場時空數(shù)據(jù)組織帶來了挑戰(zhàn)。因此,如何解決海洋流場在現(xiàn)象語義表述和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中存在的異構(gòu)性問題,用一個統(tǒng)一的語義體系來反映海洋流場,是海洋GIS的研究方向之一。本文針對海洋流場語義異構(gòu)問題,依據(jù)本體理論思想,以海洋流場現(xiàn)象及海洋流場數(shù)據(jù)為研究對象,進行了海洋流場的語義分析,應(yīng)用OWL本體描述語言,實現(xiàn)了海洋流場語義的形式化表達,并在本體建模工具Protege中實現(xiàn)了本體的構(gòu)建;通過對現(xiàn)有的海流現(xiàn)象分類體系和海流數(shù)據(jù)分類體系的研究,歸納指出了海洋流場基本特征,其中,海流現(xiàn)象具有典型的動態(tài)性、時空分布特性、邊界模糊性等特點,海洋流場數(shù)據(jù)存在多尺度、多結(jié)構(gòu)等特點;根據(jù)現(xiàn)有的分類體系,本文將海洋流場概念總體分為基本對象概念,屬性特征概念,關(guān)系概念等,特別針對海流現(xiàn)象概念集合,本文運用形式化本體分析理論,實現(xiàn)了海流現(xiàn)象層次的劃分;在對海流現(xiàn)象和海流數(shù)據(jù)本體的分析中,提出了符合領(lǐng)域知識特征的七元組海流現(xiàn)象本體結(jié)構(gòu)和五元組海洋流場數(shù)據(jù)本體結(jié)構(gòu);在論文最后,基于拓撲理論和本體思想,對海流的時空過程關(guān)系進行了概念的定義和形式化的表達。基于本體的海洋流場語義分析方法實現(xiàn)了對海流概念、屬性、關(guān)系的形式化表達,也使海洋流場數(shù)據(jù)共享成為可能。本體強大的知識分析能力和OWL高效地語義表達能力為海洋流場知識概念的表述提供了有力的理論技術(shù)支持。已建成的海洋流場語義描述體系與本體結(jié)構(gòu)模型表明,基于本體的海洋流場語義分析方法能夠有效地描述與組織海洋流場語義信息,為研究海洋信息語義表達研究提供了一種參考思路。
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P731.2
【圖文】：

圖４．１海洋流場現(xiàn)象分類結(jié)果圖逡逑Ｆｉｇ．４．１邋Ｍａｒｉｎｅ邋ｆｌｏｗ邋ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ邋ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｒｅｓｕｌｔｓ逡逑這一層次分類結(jié)果與日常認知中的海流分類基本吻合，具有一定的參考價逡逑值，但是海流現(xiàn)象概念定義的形式多樣，對于一些特殊的概念來說，例如“黑逡逑潮”，僅從字面上來分析，無法精確進行層次分類，需要在本體構(gòu)建的過程中，逡逑通過分析具體屬性，來表達概念間的層次關(guān)系。逡逑４．３基于本體的海流現(xiàn)象語義分析與表達逡逑對海洋現(xiàn)象層次的劃分為確定概念間的包含關(guān)系和部分與整體關(guān)系提供了逡逑一定的參考，而要實現(xiàn)海流現(xiàn)象語義描述的統(tǒng)一，還需要對海流的屬性、其他逡逑語義關(guān)系、空間關(guān)系和時間關(guān)系等進行探討研宄。逡逑４．３．１海流現(xiàn)象本體屬性分析逡逑海流既具有流向、流速等基本屬性，也具有溫度、壓強、密度等關(guān)聯(lián)屬性，逡逑同時還具備一些有關(guān)現(xiàn)象的產(chǎn)生消亡時間、運動形態(tài)等描述性屬性。而實現(xiàn)它逡逑

基于本體的海洋流場語義分析與表達逡逑ＯＷＬＶｉｚ，還能查看類的層次關(guān)系，但是由于ＯＷＬＶｉｚ不支持中文，因此在構(gòu)建逡逑過程中，概念屬性均使用英文表述。圖４．３展示出了部分海流現(xiàn)象的類圖關(guān)系：逡逑（？彟}0￥＿５sEｆｔ！逡逑＜■邐＇ｉＭ＊邐邐逡逑：ｗｔａｎ＾ｕｗｎｔ邋Ｊ．邐丨丨丨．．．．．．．．．－邐 郵一．．．…．逡逑９？？＊ｔ？0ｐＷ＿ｅｕｎｔ？＾邋＜，－—邋邐邐邋ｄ？？ｖｊｉ％ｒ＿？ａ？ｒｔｉ？ｔ逡逑邐（，ｖ＾Ｖ逡逑＾邋＇一邋，一，一，．，：逡逑，一，邋＾？ｈ？ｌｉｎ？＿ｃ．／ｃ？ｆ４ｔｉ0ｎ逡逑！邋Ｔｈｉｎｓ邋—邋Ｍ？？＋？＇■．？？—＊邐逡逑、－－？一邋邋邋邋邋邋？邋＂邋＇邋－４Ｓ－－１邐＿邋，邋．邋．邋，，，逡逑ｉｗｎ＾ｄｓｙｔ＾ｃｉｊｃｗｌａｔｉｗ邋，逡逑ｉ邋ｗｉｎｄＪ５？ｌｒｆ邋Ｊ邐邐逡逑圖４．３部分海流現(xiàn)象本體類圖逡逑Ｆｉｇ．４．３邋Ｐａｒｔｉａｌ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ邋ｏｎｔｏｌｏｇｙ逡逑４．３．４海流現(xiàn)象本體的ＯＷＬ表達逡逑ＯＷＬ具有較好的語義表達能力，內(nèi)涵有豐富的原語公理，能夠滿足基本的逡逑本體定義、屬性與關(guān)系的表達。其中

４．４．１海洋流場數(shù)據(jù)組織逡逑從現(xiàn)有的海洋流場數(shù)據(jù)類型可以看出，數(shù)據(jù)分類標準主要有兩個，一是獲逡逑取方式，二是采集要素類型。按照數(shù)據(jù)獲取方式以及處理手段的不同，海洋流逡逑場數(shù)據(jù)可以分為衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、調(diào)查數(shù)據(jù)、再分析數(shù)據(jù)等，按照采集的要素不逡逑同，可以分為海流數(shù)據(jù)、海溫數(shù)據(jù)、鹽度數(shù)據(jù)、葉綠素濃度數(shù)據(jù)、海平面高度異逡逑常數(shù)據(jù)、有效波高數(shù)據(jù)等。結(jié)合現(xiàn)有分類，可對海洋流場數(shù)據(jù)進行重新的組織，逡逑分為海洋流場遙感數(shù)據(jù)庫、海洋流場調(diào)查數(shù)據(jù)庫、海洋流場再分析及模式數(shù)據(jù)逡逑庫、海洋流場拓撲特征數(shù)據(jù)庫等。逡逑海洋流場遙感數(shù)據(jù)庫中以流場要素分類，分別組織管理海流溫鹽密數(shù)據(jù)、逡逑有效波高數(shù)據(jù)、海平面高度異常數(shù)據(jù)、海流流速流向數(shù)據(jù)、海面風場數(shù)據(jù)等。海逡逑洋流場調(diào)查數(shù)據(jù)庫提供海洋船測數(shù)據(jù)、ＡＲＧＯ浮標數(shù)據(jù)等現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)。海洋逡逑流場再分析及模式數(shù)據(jù)庫則組織展示了各研宄機構(gòu)經(jīng)過模式分析而生產(chǎn)的海洋逡逑流場數(shù)據(jù)集。海洋流場拓撲特征數(shù)據(jù)庫存儲的是基于拓撲學理論提取的海洋流逡逑場特征數(shù)據(jù)圖層，是反映海洋流場時空特征的重要數(shù)據(jù)來源。逡逑

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