數據信息在災害領域本體應用

彭王星

（貴州省地質環境監測院 貴州貴陽 550004）

我國的三峽庫區經常發生一些地質災害，比如滑坡、崩塌以及泥石流等；修建三峽庫區改變了庫區的整個生態環境，也在很大程度上影響了地質災害體的穩定性，并且新的滑坡體也可能出現。雖然庫區的地震災害會給人們帶來很嚴重的危害，但是目前還沒有充分的共享庫區的環境和地質災害數據。在通常情況下，數據轉換方法、數據集成、基于元數據和網絡技術的GIS互操作技術以及語義共享集成技術可以有效的實現信息共享；因為地震災害空間數據具有異構性、分布性和變化性，所以不能夠采用傳統結構化方法，目前使用比較多的是第四種語義方法，這種方法適合目前迅猛發展的應用環境；而實現語義共享的良好途徑就是本體。數據集成中的通用語義模型的最優選擇就是本體，這是因為本體可以將概念的含義準確描述出來，也可以將概念之間的內在關聯有效的描述出來。

1 地質災害領域本體

多層本體應用模型：本體一般可以分為頂級、領域、任務和應用，這種劃分的依據是領域依賴程度的不同。領域本體可以將承上啟下的作用充分的發揮在多層本體結構中；本文設計的多層本體應用模型可以對本體進行相關的操作，也可以有效的語義查詢和檢索地質災害空間數據，可以大致分為地質災害信息系統應用層、本體層和數據層。

地震災害領域本體：領域本體指的是可以在一個特定的領域內重用，并且將在這個特定領域內的概念定義和概念之間的關系明確的提供出來，還可以將在這個領域內發生的活動以及這個領域內的主要理論明確的提供出來，比如醫學概念本體、地理本體、企業本體以及生物學知識庫等等。要想有效的將地質災害的概念表達出來，就需要采取和研究其他學科本體一樣的方式，也就是將語義學和邏輯學作為切入的角度，依據引入的本體以及描述邏輯，把可以清晰的描述出地質災害信息的形式化系統給建立起來，這個形式化的系統還可以有效的將地質災害信息系統不同的地質災害類型之間的相互關系以及作用的若干規則給反映出來。地震災害領域本體建立在本體的地震災害信息框架一個層次的基礎上，可以將一些災害地質學學科的本體概念定義其中，比如地震、滑坡、崩塌以及泥石流等；同時，還應該對實際的地質災害數據集產生足夠的重視程度，因為許多概念會有不同的名字在應用本體之中，有些是名稱相似但是本質不同，有些是名稱不同但是本質相似。所以，針對同一地質災害數據集會有不同表達方式的情況，本體就可以實現橋梁的功能，來實現地質災害信息的語義共享，這樣將本體引入其中，就可以對地質災害領域的概念和之間的關系進行研究，從而有效的實現地質災害領域信息的集成和共享。

2 領域本體的基本構建方法

地質災害數據分類與概念體系分析：地震災害有著十分復雜的形成機理和時空演化過程，并且多源、多類、多量、多維、多時態和多主題特征也是地震災害數據的特點。因為地震災害的成因非常的復雜，并且在發生的過程中具有連鎖性，在區域表現上具有群發性，所以在對災害分類的時候還沒有形成一個統一的標準。一般來說，可以按照以下原則進行分類，要遵循明確的分類系統和層次；要按照成因類型將地質災害劃分到相應的類中，并且一個位置中只能有一種地質災害；地質作用是地質災害的動力標志，因此，不是直接地質作用的災害不屬于地質災害。

地質災害信息層次結構：對地質災害進行分類的時候應該按照分類的原則以及地質災害信息的分類方法，還應該參照相關的法律法規和行業標準，根據地質災害類型的概念和本質含義進行科學的分類。一般可以按照災類、災種和子災害三級層次對地質災害進行分類。

地質災害領域本體的構建技術路線：目前在領域本體的構建中使用非常普遍的就是斯坦福大學醫學院開發的七步法，具體是：對知識本體的專業領域和范疇進行確定；考察復用現有知識本體的可能性；將知識本體中的重要術語列出來；將類和類的等級體系定義出來；對類的屬性進行定義；對屬性的分面進行定義；創建實例。

根據上面所述七步法的思想，可以將地質災害領域本體的技術實現路線概括為：根據相關的行業標準和地質災害信息處理標準和專家知識等，建立起科學合理的地質災害領域本體框架結構；在設計地質災害空間數據本體應用模型的時候，應該依照多層本體結構，建立地質災害空間數據本體，采用OWL語言對空間數據本體進行形式化的表達；根據本體查詢模式和描述邏輯的本體推理，建立起科學的本體語義查詢框架，同時將地質災害空間信息共享傳播模型設計出來；為了實現各部應用系統或模塊都能查詢和檢索空間數據的語義，就需要提供全局的本體驅動接口模式。

3 結語

本文以我國的三峽庫區為例，因為三峽庫區具有豐富的地質災害資料，采用的主線是地質災害多源異構空間信息集成和共享，研究了如何建立基于頂級、領域以及應用多層本體的地質災害空間數據語義集成和共享模型，從而希望可以有效的實現橫向各部門之間的溝通和信息共享功能。

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