空間信息智能服務理論與方法

內容概要

將語義技術引入空間信息領域，建立空間數(shù)據(jù)和服務的語義表達體系，以及基于語義的空間信息服務注冊、發(fā)現(xiàn)與綁定機制，探索空間信息服務組合的自動構建方法，是空間信息智能服務的研究重點?！犊臻g信息智能服務理論與方法》分為十章，主要內容包括網(wǎng)絡服務、OGC空間信息服務、空間信息智能服務概述、空間信息服務分類與融合、空間信息服務語義描述內容與方法、語義支持的空間信息服務注冊、空間信息服務組合模型自動/半自動構建、空間信息服務匹配和語義環(huán)境下拓撲關系推理等內容。
《空間信息智能服務理論與方法》結合作者近年來在該領域的研究成果，比較系統(tǒng)地提煉了空間信息智能服務的研究重點和熱點，可作為遙感科學與技術、地理信息系統(tǒng)、地球空間信息等學科領域的高等學校研究生教材和高等學校、研究機構、高科技企業(yè)科技人員的研究參考用書。

作者簡介

王艷東，博士，教授，博士生導師。2002年6月獲武漢大學攝影測量與遙感專業(yè)工學博士學位。2000年5月至今，在武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室工作。2009年在美國紐約州立大學布法羅分校地理系做訪問學者。
長期從事地理信息系統(tǒng)基礎軟件平臺、空間信息知識挖掘、空間信息智能服務等方面研究。參與了國產(chǎn)GIS基礎軟件平臺GeoStar3.0的研發(fā)工作，主持了GeoStar4.0、GeoStar5.0的研發(fā)工作；負責全國1∶5萬基礎地理信息建庫的國產(chǎn)軟件部分以及山西省、福建省、湖北省等省級1∶1萬基礎地理信息建庫工作；主持關于空間信息智能服務主題的863項目、自然科學基金各1項，參與國家973計劃、重點863項目、科技支撐計劃等科研項目多項。獲國家科技進步二等獎2項，測繪科技進步一等獎3項、測繪科技進步二等獎1項、軍隊科技進步一等獎1項、信息產(chǎn)業(yè)部重大技術發(fā)明獎1項。發(fā)表論文30余篇，出版專著1部，參與起草修訂國家測繪行業(yè)標準1種。

書籍目錄

叢書序
前言
第1章 網(wǎng)絡服務
1.1 網(wǎng)絡服務概述
1.1.1 服務與面向服務的架構
1.1.2 網(wǎng)絡服務的概念
1.1.3 網(wǎng)絡服務的體系結構
1.1.4 網(wǎng)絡服務的特點
1.1.5 相關標準化組織簡介
1.2 網(wǎng)絡服務的相關技術規(guī)范
1.2.1 網(wǎng)絡服務協(xié)議棧模型
1.2.2 HTTP
1.2.3 XML
1.2.4 SOAP
1.2.5 WSDL
1.2.6 UDDI
1.3 網(wǎng)絡服務的實現(xiàn)技術
1.3.1 Java Web Service簡介
1.3.2 Java Web Service的工作流程
1.3.3 Java Web Service的相關技術
1.3.4 Java Web Setvice實例
1.4 本章小結
參考文獻
第2章 0GC空間信息服務
2.1 空間信息服務發(fā)展現(xiàn)狀
2.2 OGC開放地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范
2.2.1 開放地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范模型
2.2.2 開放地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范分類
2.3 OGC網(wǎng)絡服務體系架構
2.3.1 OGC網(wǎng)絡服務框架
2.3.2 OGC網(wǎng)絡服務抽象模型
2.3.3 OGC網(wǎng)絡服務互操作協(xié)議棧
2.3.4 OGC網(wǎng)絡服務層結構
2.4 典型的OGC網(wǎng)絡服務
2.4.1 注冊服務
2.4.2 數(shù)據(jù)服務
2.4.3 描繪服務
2.4.4 處理服務
2.5 本章小結
參考文獻
第3章 空間信息智能服務概述
3.1 語義網(wǎng)絡技術發(fā)展
3.2 空間信息智能服務發(fā)展
3.2.1 GEON
3.2.2 GeoBrain
3.3 空間信息智能服務構架
3.3.1 空間信息服務知識庫的建立
3.3.2 空間信息服務語義信息的注冊
3.3.3 空間信息服務組合模型的構建
3.3.4 空間信息服務的匹配
3.4 本章小結
參考文獻
第4章 空間信息服務分類融合
4.1 概述
4.1.1 事物分類概述
4.1.2 空間信息服務分類的應用需求
4.2 空間信息服務分類規(guī)范與分類融合
4.2.1 空間信息服務分類規(guī)范
4.2.2 空間信息服務分類體系融合的背景
4.3 基于形式概念分析的空間信息服務分類融合
4.3.1 形式概念分析
4.3.2 基于形式概念分析的空間信息服務分類融合的方法
4.3.3 服務分類概念的語義表達與語義因子的獲取
4.3.4 分類規(guī)則引導的服務概念屬性的選擇
4.3.5 概念格的概念約簡
4.4 試驗與分析
4.4.1 數(shù)據(jù)獲取與處理
4.4.2 構建形式背景
4.4.3 概念格提取與層級關系構建
4.4.4 空間信息服務分類表達
4.4.5 分類融合結果分析
4.5 本章小結
參考文獻
第5章 空間信息服務語義描述
5.1 空間信息服務描述概述
5.1.1 空間信息服務描述簡介
5.1.2 空間信息服務描述的意義
5.1.3 基于語法的空間信息服務描述
5.1.4 基于語義的空間信息服務描述
5.2 空間信息服務語義描述背景知識
5.2.1 語義和本體簡介
5.2.2 OWL簡介
5.2.3 OWL-S簡介
5.3 空間信息服務語義描述的內容與方法
5.3.1 空間信息服務語義描述的內容概述
5.3.2 空間信息服務基本概念語義描述
5.3.3 空間信息服務分類體系語義描述
5.3.4 空間信息服務實例的語義描述
5.4 空間信息服務知識庫的構建
5.4.1 空間信息服務知識庫簡介
5.4.2 空間信息服務基本概念庫的構建
5.4.3 空間信息服務抽象模板庫的構建
5.5 本章小結
參考文獻
第6章 空間信息服務注冊中心
6.1 通用領域注冊中心
6.1.1 UDDI注冊中心
6.1.2 ebXML注冊中心
6.2 空間信息服務注冊中心實現(xiàn)技術
6.2.1 空間信息目錄服務技術
6.2.2 0Gc空間信息目錄服務
6.3 語義支持的空間信息服務注冊中心
6.3.1 空間信息服務注冊框架
6.3.2 空間信息服務抽象模板及其在注冊中的應用
6.3.3 注冊中心信息模型語義擴展
6.4 GeoRegistry實現(xiàn)與功能介紹
6.4.1 GeoRegistry架構設計
6.4.2 GeoRegistry功能介紹
6.5 本章小結
參考文獻
第7章 空間信息服務組合
7.1 服務組合
7.1.1 服務組合定義
7.1.2 網(wǎng)絡服務組合的種類
7.2 空間信息服務組合方式
7.2.1 服務聚合
7.2.2 服務合成
7.2.3 服務鏈
7.3 空間信息服務鏈模式
7.3.1 透明鏈
7.3.2 半透明鏈
7.3.3 不透明鏈
7.4 空間信息服務組合的過程
7.4.1 空間信息服務組合的抽象建模
7.4.2 空間信息服務組合的匹配
7.4.3 空間信息服務鏈的執(zhí)行
7.5 本章小結
參考文獻
第8章 空間信息服務組合建模
8.1 空間信息服務組合建模概述
8.1.1 服務組合建模概念
8.1.2 服務組合建模的意義
8.1.3 空間信息服務組合建模的現(xiàn)狀
8.2 網(wǎng)絡服務組合建模方法
8.2.1 基于工作流的服務組合建模
8.2.2 基于人工智能規(guī)劃的服務組合建模
8.2.3 基于模型驅動的服務組合建模
8.3 基于模型驅動的空間信息服務組合建模
8.3.1 模型驅動技術與服務組合建模
8.3.2 基于MDA的空間信息服務組合建模流程
8.3.3 空間信息服務組合元模型的設計
8.3.4 空間信息服務組合模型設計器的開發(fā)
8.3.5 利用設計器構建服務組合模型的實例
8.4 基于HTN的空間信息服務組合自動建模
8.4.1 層次任務網(wǎng)絡規(guī)劃與服務組合建模
8.4.2 基于HTN的空間信息服務組合自動建?？蚣?br />8.4.3 規(guī)劃領域知識的構建
8.4.4 規(guī)劃問題的構建
8.4.5 服務組合模型的生成
8.4.6 實驗
8.5 本章小結
參考文獻
第9章 空間信息服務匹配
9.1 服務匹配
9.1.1 SOA構架中的服務匹配模式
9.1.2 基于關鍵字及框架的網(wǎng)絡服務發(fā)現(xiàn)技術
9.1.3 基于語義的網(wǎng)絡服務匹配技術
9.2 空間信息服務語義匹配的體系結構
9.3 單個空間信息服務匹配
9.3.1 空間信息服務層次匹配方法
9.4 空間信息服務組合匹配
9.4.1 空間信息服務組合匹配原理
9.4.2 空間信息服務組合匹配算法
9.5 原型系統(tǒng)實現(xiàn)
9.5.1 原型系統(tǒng)框架
9.5.2 原型系統(tǒng)具體實現(xiàn)
9.6 本章小結
參考文獻
第10章 語義環(huán)境下拓撲關系推理
10.1 拓撲關系推理概述
10.1.1 空間推理
10.1.2 拓撲關系推理
10.2 語義環(huán)境下的拓撲關系推理
10.2.1 本體、描述邏輯和推理
10.2.2 語義環(huán)境下拓撲關系推理架構
10.3 基于語義的拓撲關系及其推理規(guī)則的表達
10.3.1 基于本體的拓撲關系表達
10.3.2 拓撲關系推理規(guī)則
10.3.3 推理規(guī)則在拓撲關系推理中的作用分析
10.3.4 基于SWRL的拓撲關系規(guī)則表達
10.4 基于約束滿足問題的拓撲關系推理
10.4.1 約束滿足問題與拓撲關系推理
10.4.2 基于約束滿足問題的拓撲關系推理算法
10.5 拓撲關系推理實驗
10.5.1 Oracle語義技術平臺簡介
10.5.2 實驗系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
10.6 本章小結
參考文獻
附錄

章節(jié)摘錄

　　下面從匹配條件及過程方面介紹空間信息服務語義匹配的體系結構?！　?）空間信息服務匹配的條件　　空間信息服務模型是空間信息服務匹配的輸入要素，可以通過第8章的空間信息服務建模工具，構建相應的空間信息服務模型，其模型中包括相應服務的原子模型及它們之間的數(shù)據(jù)流和控制流。不僅能夠表示單個服務的功能描述，也可以用來表示各個服務間的相互協(xié)作關系。這樣在對服務組合模型進行匹配時，既可以根據(jù)服務模型的功能對每個服務進行語義匹配，也可以根據(jù)服務之間的鏈接關系對上下文服務進行約束匹配?！　】臻g信息知識庫。根據(jù)空間信息基本知識及概念，通過語義描述本體的方法，構建一個空間信息的知識庫。其作用是在匹配過程中，可以根據(jù)知識庫中概念之間的關系，來對服務屬性參數(shù)進行語義匹配。　　語義支持的空間信息服務注冊中心。將空間信息服務的語法和語義信息都注冊到注冊中心，使得服務發(fā)現(xiàn)匹配時，能夠充分利用注冊中心中服務的語義信息，完成空間信息服務的語義匹配?！　?）空間信息服務語義匹配過程　　空間信息服務語義匹配是根據(jù)空間信息服務的抽象模型，去注冊中心查找和發(fā)現(xiàn)符合要求的具體服務實例，使其能夠滿足用戶需求的過程。空間信息服務語義匹配是服務發(fā)現(xiàn)的核心，其語義匹配算法直接決定發(fā)現(xiàn)的服務實例的優(yōu)劣。其主要思想是：根據(jù)空間信息服務匹配算法，對空間信息服務模型進行語義匹配，從而找出最佳服務實例?！　】臻g信息服務語義匹配的過程為：根據(jù)空間信息服務組合模型分解方法，應用空間信息知識庫，對組合服務中的原子服務進行約束匹配，使組合服務的輸入或鏈中上一個服務的輸出參數(shù)對下一個服務輸入進行約束，然后對單個原子服務進行語義匹配，其匹配原則是根據(jù)原子服務的模型和應用參數(shù)語義匹配規(guī)則到注冊中心進行語義匹配，發(fā)現(xiàn)最佳的原子服務實例，再根據(jù)原子服務實例的匹配結果對服務組合中下一個服務的輸入進行限制，最后根據(jù)抽象空間信息服務組合模型中各原子服務的連接關系、數(shù)據(jù)傳遞關系及控制結構關系，將服務組合匹配得到的具體原子服務連接起來，形成可執(zhí)行的工作流文件，以達到構建具體空間信息服務鏈的目的。　　在空間信息服務語義匹配系統(tǒng)模塊中，可以根據(jù)服務的復雜程度，將空間信息服務語義匹配分為單個空間信息服務匹配和空間信息組合服務匹配?！　?）單個空間信息服務匹配　　單個空間信息服務匹配，顧名思義是單個服務間一對一的匹配，是對用戶需求的服務組合模型中一個原子服務模型進行匹配，并且注冊中心中也存在一個服務實例，其功能完全滿足用戶需求。因此，這種情況只需要對服務模型與注冊中心的服務實例進行一對一的服務語義匹配，即通過服務輸入輸出等參數(shù)查找出功能滿足用戶需求的服務實例?！　?）空間信息組合服務匹配　　空間信息組合服務匹配，則是由于網(wǎng)絡上不存在功能完全滿足用戶需求的單一空間信息服務，用戶通過將多個原子服務模型組合起來，形成一個新的、功能強大的組合服務模型，然后需要對組合服務模型進行匹配，形成可執(zhí)行的服務鏈來滿足用戶需求。目前空間信息組合服務匹配一般直接將組合匹配轉換為一系列獨立的空間信息服務的語義匹配，其流程為：首先從空間信息組合服務模型中根據(jù)知識庫對原子服務模型進行約束匹配，提取抽象原子服務，再將原子服務模型與注冊中心中具體服務進行語義匹配，然后根據(jù)組合模型中各服務間的鏈接關系將各服務實例連接起來，形成可執(zhí)行的空間信息服務鏈，最后通過各種服務組合的參數(shù)屬性來衡量服務鏈的質量好壞。這種方法主要是集中對組合服務中各原子服務功能的發(fā)現(xiàn)，它們將服務組合的功能分成一個個子服務功能，忽略了組合服務中各原子服務之間的相互協(xié)作關系，使每個原子服務的匹配沒有結合其上下文而獨立進行，可能導致最后得到的服務鏈無法執(zhí)行。因此當空間信息組合服務匹配時，首先要對空間信息組合服務模型進行分解，然后根據(jù)知識庫的關系，對單個服務的輸入?yún)?shù)進行約束匹配，再實行單個原子服務模型與注冊中心中服務實例之間的匹配，最后將匹配結果服務實例的輸出參數(shù)對服務組合中的下一個服務進行約束匹配。這樣才能形成最理想的空間信息服務鏈，滿足用戶需求?！　　?/pre>




編輯推薦
王艷東、龔健雅所著的《空間信息智能服務理論與方法》共分10章。為了給讀者閱讀空間信息服務作相關知識鋪墊，本書第1章、第2章分別闡述了網(wǎng)絡服務的相關概念、開發(fā)和應用需要遵循的各項技術規(guī)范等。第3章從整體上介紹空間信息智能服務的基本技術，包括語義網(wǎng)、空間信息智能服務技術的發(fā)展，以及本書提出的一種空間信息智能服務的總體架構。第4章闡述空間信息服務分類的相關規(guī)范。第5章介紹空間信息服務語法描述和語義描述的基本概念，闡述空間信息服務語義描述的內容和方法，以及空間信息服務知識庫的構建。第6章探討空間信息服務語義構建方法和空間信息服務注冊中心信息模型擴展方案，設計一種語義支持的空間信息服務注冊中心架構。第7章從整體上闡述空間信息服務組合的概念、組合的方式、組合的過程、組合的模式及組合的方法。第8章介紹基于MDA的空間信息服務組合建模方法和基于層次任務網(wǎng)絡規(guī)劃的空間信息服務組合自動建模方法。第9章基于空間信息服務特征和組合模型的上下文約束關系，介紹一種空間信息服務組合的語義匹配方法和多層次的空間信息服務實例語義匹配方法。第10章介紹拓撲關系及規(guī)則的語義表達。





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