资源环境信息分类编码及其与地理本体关联的思考.pdf

第 ol 卷 第 5期 2 0 0 3年 1 0月 地理信息世界 GE0M ATI CS W ORLD V0I J 0l N0 5 中图分 类 号 K 9 G 3 0 7 文献标 识 码 A 文 章编 号 1 6 7 2 1 5 8 6 2 0 0 3 0 5一 一 0 0 0 6 0 6 资源 环 境信 息 分 类编 码 及 其 与地 理 本体 关联 的思考 何建邦 李新通 毕建涛 曹彦 荣 1 中科院地理科学与资源研究所 北京 1 0 0 1 0 1 2 福fl l 师范大学地理科学学院 福州 3 5 O 0 0 7 摘要 通过对 多年来我 国资源环境信息分类编码工作经验 与教训的 学习与思考 对地理信 息分类编码 工作中应考虑的若干基本问题 在前人研究与 实践 的基础上 提 出了一种资源环境信息分类编码 的建议 方案 面对 正在 建设 和发 展 中的 电子 政 务 科 学数据 共 享和 可持 续发 展 信 息共 享三 大 系统 提 出必 须研 究 和 解 决三 大 系统 中共 同的基 本 地理 信 息分 类和 编码 问题 以 实现 全 社会 的信 息共 享与 数 据 交换 最后 讨 论 了地 理信 息 本体 的相 关概 念 认 为采 用信 息本 体技 术进 行 资 源环境 信 息分 类编 码 是 具有 前 瞻 性 的一 项 研 究工作 关 键词 资 源环境 信 息 分类编 码 地理 信 息本 体 信 息 共 享 Re s e a r c h o n Cl a s s i fic a t i o n a n d Co d i n g o f Re s o ur c e s a n d Env i r o nm e n t I n f o r m a t i o n a n d I t s As s o c i a t i o n wi t h On t o l o g y HE J i a n b a n g L I Xi n t o n g 一 BI J i a n t a o CAO Ya h r o n g 1 I n s t i t u t e o f Ge o g r a p h i c S c i e n c e a n d N a t u r a l R e s o u r c e R e s e a r c h B e i j i n g 1 0 0 1 0 1 Ch i n a 2 I nst i t u t e o f Ge o g r a p h y S c i e n c e s N o r ma l Un i v e r s i t y o f F u j i a n F u z h o u 3 5 O 0 0 7 C h i n a Ab s t r a c t S u mma riz e d o n e x p e r i e n c e s a n d l e s s o n s f r o m r e s o u r c e s a n d e n v i r o n me n t j n f o r ma t i o n c l a s s i fi c a t i o n a n d c od i n g w o r k s d u r i n g t h e l a s t 2 0 y e a r s t h e a u t h o r s p o i n t o u t t h e p r o b l e ms a n d p ri n c i p l e s o f t h i s j o b d e s i g n a s e t o f c l a s s i fi c a t i o n a n d c o d i n g s c h e me f a c i n g t h e s a me c a t e g o r y o f g e o g r a p h i c i n f o r ma t i o n i n e g o v e r n me n t s c i e n t i fi c d a t a s h a r i n g a n d s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t i n f o rm a t i o n s h a rin g t h e a u t h o r s p u t f o r w a r d t h a t i t i s i mp o r t a n t t o r e s e a r c h a n a g r e e me n t o n t h e c l a s s i fic a t i o n a n d c o d i n g o f t h e i n f o rm a t i o n w h i c h i s a p a rt i n a l l o f t h e s e t h r e e s y s t e ms i n o r d e r t o s t r e n g t h e n t h e c o mmu n i c a t i o n a n d s h a rin g At l a s t t h e a u t h o r s i n t r o d u c e t h e c o n c e p t o f g e o gra p h i c i n f o r ma t i o n o n t o l o g y a n d c o n s i d e r i t i s a n e w a p p r o a c h t o e mp l o y o n t o l o g y i n c o n s t r u c t i n g t h e r e s o u r c e s a n d e n v i r o n me n t i n f o r ma t i o n c l a s s i fi c a t i o n a n d c o d i n g s y s t e m Ke y wo r ds r e s o u r c e s a n d e n v i r o n me n t i n f o rm a t i o n c l a s s i fi c a t i o n a n d c o d i n g g e o gra p h i c i n f o rm a t i o n o n t o l o gy d a t a s h a r i n g 0 引言 信息分类编码是 信息 标准化 的一项最 为重 要的 工作 地理信息分类 编码是地理 信息 系统 的一 项重 要 内容 1 9 8 0年我国开始地理信息 系统研 究与应用 后 于 1 9 8 3年便在全国范 围内开始研究地理信息标 准与规 范的 问题 限于 当时 的 历史条 件 我们 采 用 资源与环境 信息 的名称 来 描述 地理 信 息 至 今 已有 2 O年的研究 实践与科 学 积 累 但 尚未 形成地 理 信息 分类 编码 的国家标 准 我们 应该 认 真地 进行 总结 与 思考 力求尽快 形成 国家标准 以利于信息共享 目前 国内正在进行研究与建设 的三大信息共 享系统 电子政 务 科 学数据共享 和可 持续 发展信息 收 稿 日期 2 0 0 3 0 8 1 9 共享 尽 管其主要服务对象 各有侧重 信息分类 编码 标准也不尽 相 同 但 其 中 的地理 本 底 资 源 环境 和 社会经 济等基础要素应有相 同的 分类 与编 码 这 样 才能保证 目前 尤其是若干年后系统间的信息共享 这是信息分类编码工作 面临 的一 个重 要问题 最近一两年 来 国内 已经初 步 开 展 了对 于地 理 信息本体 的研究 如何将地 理信 息本体 引入地 理信 息分类编码 标 准工作 中 使 地理 信 息分类 编 码 更好 地适应 信息化的发展 是一 个需 要研 究解决 的问题 本 文针对上述 三 个 问题 结 合 在 国家科 技 攻 关 项 目 中国可持续发展信息 共享 系统 和中 国科 学 院创新 工程项 目 国家资源环境 数据 库建设 中的 研究工作 提 出 了一 种 资源 环境 信 息 的基本 分类 编 维普资讯 第 5期 何建邦等 资源环境信息分类编码及其与地理本体关联的思考 码建议 试 图对 一个 阶段 以来 资源环 境 信息 分 类 编 码研 究与实践 作 一概 括 力 图使 之 成 为 国家基 本 地 理信息分类编码标准的雏形 并提供给三大系统作 参考 本文同时考虑 了如何 将信 息分 类编码 与地 理 信 息本体相结合 以进一步 发展分 类编码 的理 论 标 准和技术方法 1 资源环境信息分 类的若干基本 问题 1 1 资 源环境信息及分类编码 资源环境 信 息是 指 用数 字 文本 符 号 语 言等 介质来 表征的关于地球表层 自然 资源 与环境要 素 同 人 文要素相互 作 用 与关 系的 内容 数 量或 特 征 它 是 带有相应与地球 的某个 显性或 隐性位 置参 照 的数 据 因此 资源环境信 息通 常也 称为 地理信 息 实 际 上 对现实世界的任何描述总是一种抽象 的 局部的 或仅仅是依赖 于其应用领域 的许 多可能 的 视图 之 0 信 息分类编码 是 根 据信 息 内 容或 特 征 将信 息 按照 一定 的原 则 和方 法进 行 区分 和归 类 建 立起 一 定 的分类 系统 和排 列 顺 序 并 用 一 种易 于被 计 算机 和人识别 的符号体 系表示 出来 的过 程 只有 将资 源 环境信息按 照一 定 的规 律进 行 分类 和 编码 将 其 有 序地存入计 算机 才能 对 它们 进 行存 储 管 理 检 索 分析 输出 和交换 等 分类 和 编码 是 资源 环境 数据 标准化建设与数据组织 存储 管理和交换 的共同基 础 是实现 系统 的数据共享 与互操作 的前 提 1 2 资源环境信息分类依据 实体 是具 有相同属性描述对象 事物或 现象 的 集合 资源环境 信息分类应 当基于 信息所 表达 的事 物或 现象的本 质特 征进 行 分类 即实体 的本 质 特征 进 行分类 这 样 有助 于 建立 一个 相 对稳 定 的分 类框 架 在 G I S数据 模 型 中 任何 一 个 实体 都 可按 某 种 空间坐标进行数字化表达 并实现对其定位 定性 定量 以及拓 扑关 系 的描述 实 体 的位置 属性 类 型 与级 别的符号 化表 达 是 资源环 境 数据 它 是 G I S操 作与处理的对象 包含空间定位数据与属性描述数 据 空间定位 数据 表 现 为在经 纬 度地 理 坐标 空 间 直角坐标 平面直角 坐标 或极 坐标 中 点 线 面等 实 体类型离散 化 的空 间 y 或 坐标 序 列 或 邮 区代 码等地 理标识符来间接实现 资源环境 实体的定位 资源环境信息是对 资源环境 空间 数据与 属性数 据的语 义解 释 它包括 的 4个 相互 关联 的特征 位 置 特征 空间关系 属性和时 间特征 位 置特 征 由空间 定位数据来 表达 并通 过对 空 间坐 标 的运 算得 到 大 部分空 间关系 例如实体上 下 左右 等顺 序关 系 距 离 区域面积 等度 量关 系 以及相 邻 联 接 方 向等拓 扑关 系等 因此 G I S中只要 表示 了空 间位 置 也 就 间接表示 了空间关系 属性 特征 是实体 的定性 或定 量特征 的抽 象 是 它 规定 了资源 环境 实 体 的本 质特 征与语 义关系 非 空间关 系 包括实体 的类型关 系 成分 关系等 资源环境信 息的分 类编码 应着 重考 虑 信息语 义或属 性信 息 的分类 分级 与 代码 化 而 把空 间关 系的表达 与运 算 交 给计 算机 来 完 成 因此 资 源环境 信息 的本质 特 征 与语 义 内涵 即属性 信 息是 其 分类编码 的基本依 据 1 3 资源环境信息分 类方法 资源环境信 息的分类所依 据 的方 法 和一般信 息 分类方 法是一致 的 分类 的基本方 法有线 分类 法和 面分类法 线 分 类法 也 称为 层级 分 类法 是将 分 类 对象按所选 定 的若 干 个属性 或 特 征 作 为分 类 的划 分基础 逐次地分 成相应 的若 干个层 级 的类 目 并排 成一 个有层 次 的 逐 级 展 开 的分 类体 系 同位类 的 类 目之间是并 列 关 系 下位 类 与上 位类 存在 着 隶 属 关系 同位类不重复 不交叉 该方法要求 由某一 上位类划分 出的下 位类 的类 目的总 范围应 与其上 位 类 的类 目范 围 相等 当某 一个 上位 类 的类 目划 分 成 若干 个下位 类 目时 应选 择一 个划分标 准 同位 类 目 之 间不交叉 不重 复 并 只对 应 于一 个上位 类 分类 要依 次进行 不应有 空层或加层 面分类法是按分类对象 的若 干个属 性或 特征视 为若干个 面 每个 面 中又 可分成许 多彼 此独 立 的若干个类 目 使 用时 可 根据 需要 将这 些 面 中 的类 目组 合在 一 起 形 成一 个 复合 类 目 其 基本 原 则是 选 择 分 类 对 象 本 质 的 属 性 或 特 征 作 为 各 个 面 不 同 面 内 的类 目不 相互 交 叉 不 能 重 复 出 现 每个 面 有严 格 的 固定 位 置 面 的选 择 以及 位置 的确 定 根据 需要 而 定 实 践证 明线分 类 法 和 面分类 法各 有其优 缺点 在 资源 环境 信 息分 类 实 践 中 高层 的定性信息 大类 小类 分类适合使 用线 分类 法 定量 属性 往往 处于类 别 的较低 层 次 适 合应 用面分类法 1 4 资源环境信息编码规则与码位设计 编码 规则说 明编码数据 的类 型 有 序排 列 结 构 和编码模 式 资源环境信息编码 规 则充分 体现 了资 源环境 信息分 类体 系结 构 和排 列顺 序 反 映 了资 源 环境 数据库 的数据结构 扩 展性 实用 性等 原则 代 码类型有 数字 型 字母 型 与数 字 字母 混 合 型 从 直 观与记忆方便 角度 宜使 用数字 型 的代 码 并且使 用 等长 型的码位设 计 右侧 空码 位 补 0 在对资 源环 境信息 进行统筹规划 代码优 化 的基 础上 中国可持 维普资讯 地理信息世界 2 0 0 3正 续 发展信息共享 系统 和国家资源 环境 数据库 目前 的 编码 分为 门类 大类 小类 一 级 二级 三 级等 级别 码位 从高位 向低位依 次组合 码 位设 计取决 于分 类 层次包含 的类型数量 数量 小 于 l O类 的可用 1位 码 表示 多 于 l 0类 小于 1 0 0类 的可用 2位码表示 2 资源环境信息分类编码的建议方案 正如在 第一 部 分提 到 的 根据 我 国 GI S发展 的 历程 这里指的资源环境信息和国际上统称的地理 信息 没有严格 的 区别 和 目前 国内泛 指 的可 持续 发 展信息也没有严格 的界限 概括而言 这里讨论 的 资源 环境 信息 主要 指 的是基 础 地理 资 源 环境 和 社会经济等方面的基本信息 它们是各类信息系统 中的基本空 间定位 地理 背 景 和进行 分 析统 计 的基 础要素 对这类信息全 国应该建立统一的分类编码 标 准 使用 共 同的科 学语 义 以便 于 信 息 系统 问 的协 调与共享 资源环境信息分类编码标准研究与应用在国际 标准化组织 内和世 界各 国间都 有不 同 的名称 标准 规范 和方 案 我 国 自 1 9 8 3年 开展 资 源环 境 信息 国 家规 范标准研 究 以来 在 国家 省 部 和地 方 不 同层 次上都 有很 多 的研 究 与 应用 仅 国家级 的方 案就 先 后有 4 5个 版本 和局部 应用 1 9 9 6年在 国家 层 次 上开始系统 研究 信息 共 享 问题 后 在 中 国可持 续 发 展信息共享 系统 国 土资源 环境 与 区域 经 济信 息 系 统 国家资源环 境 数据 库 和 8 6 3计 划有 关项 目中都 在不同侧 面上系统研究过资源环境的分类编码问 题 所 以 建立 资 源环境 信 息 分类 编码 国家标 准 在 信息共享上不仅十分迫切 并且从研究 实践与科学 积 累上也 已具备 了坚 实的基础 目前提出的资源环境信息分类编码建议方案曾 认真考虑过 以下几个 问题 1 由于还没有 统 一 的国 家标 准 国内各行 业 在 长期 的业 务工 作 中 实际 上 已经 建立 了不 同类 型 的 分类编码 标准 规 范 条 例或 规 则 等 并且 以此 为基 础建立 了 各 自的数 据 库 和 信 息 系 统 这 是 一 个 现 实 同时也是一 笔 巨大 财 富 必须 充 分 利用 目前 只 可在此基础 上作 一些 改 动 不 可推 倒重 来 或作 大 的 变动 2 资 源环境信 息 作为 国 家进行 各 类评 价 统 计 和分析 的基本 要素 作为各 类信息 系统 的基础 数据 必须建立统 一 的分 类编 码 标准 确定统 一 的科 学 含 义 这是社会信息化和信息共享的一个关键问题 必 须尽快解 决 3 需 要找到 一个 途径 和 解决 方法 一方 面在 宏 观 和高层次上 建立 起 全 国统 一的 标 准 要 求 凡进 入 国家层 次 的各 类 系统 都必 须 采用这 个标准 以利 于 信息交流和共享 另一方面使原有各行业 已建立起 来 的分类 编 码标 准继 续 在 各 行 业 的专 业 系统 中使 用 它们的改造分两步进行 第一步 短期 内要求在 宏观和高层次上与全国标准一致 只作局部调整 并 且要求其 专 业 上 的详 细分 类 向上 递 归 时 是 唯一 对 应 第 二步 经 过 长期 的数 据 改造 逐 步达 到 统 一或 建立简 明实用 的转 换模式 4 目前提 出的资源环境 信息 分类编码 建议方 案 就是按这 种思路 设 计 的 并且 已经 在 中 国可持 续 发 展信息 共 享 系统 和 国家 资 源 环 境 数据 库 系 统 中试 行 按此对 原有 的各 种分 类编 码 系统 和数 据进 行 了 改造和重组 实现 了宏观和高层次上 的统一 建议方案 中在资 源环境 分类 上分 为 门类 大类 小类 一级 二级和三级 等 6个层 次 要求在 门类 大 类和小类 3个层 次上 全 国统一 分类 目前分 为 5个 门类 3 6个 大类 和 2 0 9个 小类 对一级 二级和三级 中的详细 分类 由各行业根 据分类 原则 在 充分顾 及 原有 分类标准的基础上 进行详 细地分 类 并 要求 与 高层分类的接 口 小类 在 实现递 归时 保证唯 一 对应 如表 1所示 建议方案 中认真考 虑 了类 的数量 和标准转 换上 的方便 提出用 1 1 位全数字等长码位的方案 如图 1 所示 该 方案亦 已在 中 国可 持续 发 展信 息共 享 系统 中试 用 图 1 资源 环境信 息编 码表 Fi g 1 Th e c o de s t nl c t l I r e o f r e s ou i e s a nd e n v i r o nme n t i n f o r m a t i o n c at e g o r y 维普资讯 第 5期 何建邦等 资源环境信息分类编码及其与地理本体关联的思考 9 门类码用 一位 数字来 表示 取 值从 1至 9 大类 它类 同 由此组成 的总代 码 代 码总 体 由 1 1位 数字 码用 两位来 表示 取 值从 1 1至 9 9 小类 一 级 二级 码组成 三级类 同 对于未 细分 的类 级 用两 位 o 0 表示 其 表 1 资 源环境 数据 高层信 息分 类与 代码 表 Ta b 1 Th e h i gh l e v e l o f r e s o ur c e s a n d e nv i r o n m e n t i nf or m a t i o n c a t e g o r y a n d c o de 门类 大类 小类 代码 门类 大类 小类 代码 门类 大类 小类 代码 地理基础 测绘地理 测量控制点 基础 水系 资源 海洋地理 岸线与岛礁 基础 水下障碍物 气候资源光资源 热量资源 水资源 水资源调查 水资源评价 土地资源 土地利用类型 土地适宜性评价类型 矿产资源 矿产资源类型 地质矿产资源勘查 能源资源 能源资源勘查 能源资源利用 森林资源 森林立地类型 森林资源调查 草地资源 草地资源类型 草地资源开发利用 植物与物 植被资源 种资源 物种资源 动物资源 野生动物资源 家养动物资源 1 1 1 1 1资源 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 1 1 2 1 1 1 2 环境 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 21 3 1 1 2 1 3 1 2 2 1 41 1 2 I 4I 2 2 1 51 1 2 1 51 2 2I 6I l 21 61 2 2 1 7 1 1 2 1 7 1 2 2 1 81 1 21 81 2 2 1 91 1 2 l 9l 2 天然药物 天然药物资源种类 2 2 0 1 1 资源 天然药物资源调查 2 2 0 1 2 与评价 海洋资源 海洋空间资源 海洋矿产资源 旅游资源 自然旅游资源 人文旅游资源 2 2 1 1 1环境 2 21 1 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1 2 社会资源人口资源 2 2 3 1 1灾害 气象要素地面气象 3 1 1 1 1 高宅气象 3 1 1 1 2 大气环境大气成分 3 1 2 1 1 大气污染物 3 1 2 1 2 水环境 重点城市水源 全国重点流域 生态环境 森林生态 环境 自然保护区 生态系统 森林土壤类型 野生植物适生性 地质环境地层 构造 土壤环境 土壤类型 土壤物理 农业环境 农区大气环境 农区土壤环境 声环境 城市噪声 工业噪声 海洋环境 海洋水文 海洋气象 特殊地理湖泊 环境 沼泽 环境无害 水污染防治 化技术 空气污染防治 洪涝灾害 气象灾害 洪水灾害 渍涝灾害 旱灾 暴雨灾害 地震灾害 天然地震灾害 人工地震灾害 地质灾害 崩塌灾害 滑坡灾害 海洋灾害 风暴潮灾害 海啸灾害 农业生物 农作物生物灾害 灾害 水产养殖品病害 森林灾害 森林生物灾害 森林火灾 环境灾害 土地沙漠化灾害 土地盐渍化灾害 3 1 8 1 1经济与 国民经济 综合经济 3 1 8 1 2社会 固定资产投资 3 1 9 1 1 3 l 9 l 2 3 2 01 1 3 2 01 2 社会发展 从业人员 职工 资 3地理本体在信息分类编码 中的作用 3 1 什么是地理信息本体 本体 o n t o l o g y 是从 哲 学 的 一个 分 支 形 而 上学 中的本体 论 O n t o l o gy 发展 来 的一 个 名词 本 体论研 究 客观 事 物 存 在 的本 质 与 认 识 论 E p i s t e mo l o gy 相对 即 本 体 论 研 究 客观 存 在 认 识 论 研 究主观认 知 而 本 体 o n t o l o gy 的含 义 是形 成现 象 的根本 实体 因而 本体是概念化 的明确说 明 从形式上看 地理信息本体与地理信息分类编 码 地理信息 标 准术 语表 有 相似 之 处 但 是地 理 信 息本 体中概念与 概念 之 间的关 系采 用 相应 技术 如 谓词 逻辑等 进行了完整而全面的反映 正是这些 关系 的反映使得基 于本体 的分类 系统 能够达 成语 义 的一致 理解 On t o l o gy 一 开始就致 力于实现计算机 可理解 所 以它在表现 形式 上要 有更 为特殊 的技 术 支撑 如本 体是要用精 确 的形式 化语 言 句法 和 明确 定义 的语 一 一 一 3 3 4 4 5 5 6 6 7 I m 一 m 维普资讯 地理信息世界 2 0 0 3正 义来 阐述 的 本体可 以为资源环 境 信息 的分类编 码 标准化提供理论与技术的支持 3 2 地理信 息本 体在资源环境信息 分类中的应用 在 当前 我 们 所提 出 的 资 源 环 境 信 息 分 类 方 案 中 尽管考虑 了现 实所 存 在 的信息 分 类标 准 的多 源 性 并最 大限度地将其合并 重构 以期 建立 一个 完备 的 实用性 强 的分类体 系 然而 上 述 的分类 体 系仍 然存在一定的缺点 主要如下 1 信息 分类 编码体系 中涉 及 的学科 领域 范围十 分广泛 不 同领域 中的分类标 准规范 种类 繁多 相互 间的兼容性差 难以进行合并 与集成 更 难 以实 现 系 统 中数据 的互操作 与共享 2 信息分类编码工作 是一项 即重要 又十分繁 杂 的工作 需要参与者的悉心与持之以恒 方能建立一 套适宜 的分类 方 案 以往 由于技 术等 方 面 的 原 因 不 同学科领域或项 目工作 中所 建立 的分类体 系 只能 在本领域项 目内使用 当其它 项 目领域 中要 建立 同 样 内容 的分类体 系时 仍 是重新 进行分 类工作 这 样 既造 成了工作 时 间与 效率 的浪 费 又导 致 了所建 立 的两套 分类体 系在 内容上 存 在差 异 故 必须 实 现信 息本体的领域封装 以更好地实 现信息本体 的重用 3 自然界 中的 万物 均不 是 独立 存在 的 都 与外 界事物 存 在或 多或 少 的关 联 在 传 统 的 分类 方 案 中 人 们为了便于开展工作 往往 人 为地将这 些关 联 打破 以将 所研究领域 内的单个类 别孤立 出来 并 对 其 内容进 行逐级细化 直至分道 最小 的类 别 等级 并 对每一个最 低 级 的要 素进 行编 码 这 种方 案 忽视 了 类 与类 要 素与要 素问的关 系 是 一种静 态 的分 类体 系 难 以反 映分类 体 系 中所 存在 的一些 动态 变 化 的 要素 的要求 4 信息分类编码方案必须实时的反映人类对 自 然界 的知识 由于人 们对世界 的认识 是一 个渐进 的 过程 没有终点 因此分类编码 体 系也应能 够实 时更 新 以便能够 同人类 对世 界的认识一致 上述 四点在现有 的地 理信息 分类编 码方 案 中还 存在缺陷 如果将地理信息本体理念与方法引入到 信息分类 中 上述 问题有望 得到较好地克服 信息本体是对领域 内的各种概念的明确的定 义 它是具有权威性 的 任 何部 门和个人 均不能 对其 进 行擅 自的修改 并对其进行适 当的封装 当需要 对 该领域进 行分类时 即可直接 引用 从 而很好地 解决 了分类 编码模式 的互操作 与重用问题 信息本体 的一大特 点就是强 调 了类 和类 之问 的 关 系 规定 了如何定 义关 系 如何 使用 关系 等一 系列 限制条件 同时信息本体反 映的是该 领域 中 的现有 的知识 是对领 域知识 的真 实再现 同时信息 本体 是 随着领域 知识 的更 新 而不 断更 新 的 故 解决 了分类 编码体 系的 动 态关 系 的建 立 和 知 识 实 时 更新 的 问 题 因此 把地理 信息 分类 编 码体 系 中加 入地 理 信 息本体 的相关 内容 建立领域 内 的本 体模 型 可望 解 决现存 分类 系统所存在 的缺点 3 3 应用地理信息本体概念进行地理信息分类的 思考 在 电子政务 科 学 数据 共 享 和可 持续 发展 信息 共 享三大 系 统 中均 存 在 有 关 地 理 信 息 分类 编 码 问 题 如何形 成一 个 一致 的 资源 环境 信 息分类 体 系框 架 实现不 同领 域 不 同系统 问 分类 体 系的共 享 与互 操作 即避免重复建设 在地理信息集成系统范围 内 一般需 要多个部 门的数据 例 如 在 国家资源 与 环境数据库 中包 括气象 土地 资源 土壤 湿地 冰川 等 在三大系统 中也不例外 如中国可持续 发展信 息共享 系统中的数据 包 括资 源 环 境 灾害 经济 与 社会 等领域 的数据 其 中每个 领 域 又包括 种 类繁 多 的更详 细的数据 这些 门类 繁多 的信息 资源之 间存 在密切 的关 系 包括空间关 系和 非空 间关系 但 是 由于侧重点不 同 对地理实体 的认识也 不同 我们在利用地理 信息本体 建立三 大系统 的分类 编码体 系时 充分考虑不 同领域 不 同层次 中的分类 复杂性 将 整个分类过程分 为两 个方面进 行考 虑 相 对宏观的上层本体和相对微观的领域本体 3 3 1 宏观 层 次 宏观层次是指在 三大系统 的框 架下 分别建 立各 自的本体结构 该本体结构只考虑各 个系统主要 由 哪几个领域 或部 门数 据 构成 亦 即只建 立小 类 以上 的类级关 系结构 对于小类 以下 各领域 内的分类 并 不涉及 故属于宏观 范围的上 层本体 该层 次上的本体 的建立 主要 应考 虑 如何尽量 实 现 三大系统相 同领 域 分类 的一 致性 建立 系统 领 域 问的本体关系模型 实现本体模型的共享与重用 故 该层次上 的分类 主要考 虑的是不 同系统 间信息 分类 语义上的互操作性 在建立上 层本 体 过程 中 首 先 应针 对各 个 系统 的应用 目的 由系统 中心 提 出本 系统 内可能 涉及 到 的高层 概念 c o n c e p t c l a s s 供 各个 子 系统 部 门或 者行业 使用 概念 的发现 应该 是 在一 般 领域 内进 行 如资源 环 境等 而且 概念 应该 是 该 领域 的标 准 术语 这个过 程也是 一个领域 划分 的过程 其次 对三大 系统所提 出 的相关 概念进 行汇 总 对 比与分析 将 凡 是 内容 存在 重叠 的部 分 进行 一 致 维普资讯 第 5期 何建邦等 资源环境信息分类编码及其与地理本体关联的思 考 性测试 以保证 系统 间概念 的统一 与共享 最 后应在该 系统 中以确立各 个概念 定 义相互 问 的关 系 r e l a t i o n s l o t 在 地理 信息 分 类 过 程 中一 般 为 i s a 或者是 s u b c l a s s o f 等 3 3 2微 观 层 次 在微观方面 主要指各领域 内的信息详细分类 方案 亦 即信 息分 类 方 案 中的专 业 级别 在 该层 次 上 应该对于不 同的领 域建立不 同 的专业本 体 领域 内的专业本体必须要 由该领域 内的权 威专家来建 立 且建立 的本体 应该 是 公认 的领域 内最 为完 整详 细 的概念 分类 与定 义 能 够 真 正的 反映该 领 域 的知 识 并 由该领域相 关人员进行 维护 和更新 以实现本 体 随知识的实时更 新 领域内建立的信息本体应采用类的方式进行封 装 并通 过定 义类 关 系 函数 公 理 等 进行 形 式化 在领域本体 信 息 的信 息分 类编 码 过程 中 建 立不 同 层 次的分类 编 码元 实 体 并实 现 对元 实体 的编码 封 装 当用 户在某一个信息分 类 系统中需要 引用 该领 域本体 中的某 一个 元 实体 时 只需 通 过 类 的接 口进 行 引用即可 而对 于该元实体 的 内部 结构 分类 与编 码 方式 元 实体间的关系 等则完全 继 承即可 因此 该 过程简化 了分 类编 码 的工 作难 度 与强 度 且 使 不 同的分类编码体 系 中的底层元 实体可 以重 用与 实现 互操作 便于整个 系统 的组织与共享 领域本 体的另一个重要 的 内容就 是概 念 间关 系 的建立 领 域 本 体 间 的 关 系不 同 于上 层 本 体 的关 系 在上层 本体 中 关 系主 要 为 i s a或 s u b c l a s s o f 而 对于领域本体 其关系 的种类 是 多种 多样的 既包 括 普通的层级类别关 系 也包括 高级 的运 算关 系 如 类 中要素与 要素 之 间通 过一 定 的运 算 法则 生成 新 的要素 或指 标 等 在 本 文范 围 内 只讨 论 类 间基 本 的组合关联关 系 通 过建立上述两个层次 的地理 信息分 类编 码本 体模型 可以很好地解决分类编码体 系中存在的标 准一致性的 问题 也 可 以解 决 分类 系统 随 知识 的 更 新 从而更 好的实现信息共享 与服务 4 结语 面 对 国家信 息化 的快 速发 展 必须 彻 底地解 决 地理 信息分类 编码 国家标 准 的 问题 这 是 当前 实现 信息共享 的关键 问题 之一 当前 国 内正 在开 展 的 电子 政 务 科学 数 据共 享 和可持续 发展信息共享三 大系统 的建立 都涉 及到 资 源环境信息 的分类编码标 准化 问题 因此必 须有一 个全 国统一 的基本 地理 信 息 分类 编码 标 准 以保证 三大系统 中信 息 的共享 必 须研 究三 大 系统 共 同 的 基本地理 信息分类和编码 否则 今 后在 国家 信息共 享 中会 带来较大 的问题 用地理信息本体思想去解决当前分类编码系统 中所存 在 的问题是一个 具有前 瞻性 的见解 充分利 用地理信息本体的概念定义 类的封装 重用 关 系 等特性 实现对 资 源环 境信 息分 类 编码 的一 致理 解 并达成共识 参考文献 1 S mi t h B a n d Ma r k D M 1 9 9 9 O n t o lo g y w i t h h u m a n s u b j e e t s t e s t i n g J Am e ri c a n J o u r n a l o f E c o n o mi c s a n d S o c i o l o g y 5 8 2 2 4 5 2 7 2 2 F r a n k A 1 9 9 7 S p a t i a l O n t o l o gy A G e o g r a p h i c a l P o i n t o f Vi e w A i n O S t o c k E d S p a