（高清版）GBT 42986.1-2023 地理信息 本体 第1部分：框架

CCSA75国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会 I Ⅱ 2规范性引用文件 l3术语和定义 l4缩略语 5一致性 6地理信息中的本体 6.1概述 6.2本体价值 6.3相关事宜 7框架 7.1概述 7.2基于Web本体语言(OWL)的本体开发规则 7.3语义操作符 67.4服务本体 7.5领域本体注册簿 7.6服务本体注册簿 7.7协调本体 7.8框架中包的依赖关系 附录A(规范性)抽象测试套件 附录B(资料性)本体的背景信息 附录C(资料性)本体匹配 参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T42986《地理信息本体》的第1部分。GB/T42986已经发布了以下部分：——第1部分：框架。本文件修改采用ISO/TS19150-1:2012《地理信息本体第1部分：框架》。文件类型由ISO的技术规范调整为我国的国家标准。本文件与ISO/TS19150-1:2012相比做了下述结构调整：——将原文第2章“一致性”调整至第5章。本文件与ISO/TS19150-1:2012的技术差异及其原因如下：——更改了规范性引用文件，将被代替的文件替换为现行有效的版本，并统一为不注日期引用(使规范性引用文件清单与被引用的文件保持一致)。本文件做了下列编辑性改动：——增加了术语3.9的注，使之更便于理解，并删除了来源(已被代替);请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国地理信息标准化技术委员会(SAC/TC230)归口。化研究所、国家基础地理信息中心、国家国防科技工业局重大专项工程中心、中国科学院空天信息创新研究院。Ⅱ万维网(WWW)自建立以来一直是一个具有特定语法(结构)但对机器没有任何意义(语义)的数据网络。如今数据Web引入了语义Web(SemanticWeb),通过添加机器可处理的数据(带有嵌入式语义)而不仅是文档，语义Web成为了现有数据Web的扩展。可以将万维网视为一个巨大的全球开放数适当的答案。这种方法包括基于本体的推理能力。随着引入“链接数据”概念，不同来源的各种数据通过HTTPURIs方式在Web上连接在一起。由此，语义Web和“链接数据”为地理信息领域带来了新的机遇，为实现地理信息语义互操作提供了新一代标准。本体包含了基于基本词汇对语言世界现象的形式化表示，包括在原意明确和描述现象中作出的定义和公理以及它们之间的关系。它支持概念的表示，支持数据的解译和推理，以满足语义的互操作性。可以整合包括地理信息在内的不同学科的数据，并有助于解决从特定问题(如石油泄漏)到全球问题(如GB/T42986拟由6个部分构成。——第1部分：框架。定义了一个高层次的框架结构标准，以通过本体来专门处理地理信息的语义操作。——第2部分：基于Web本体语言(OWL)的本体开发规则。定义了OWL-DL本体发展的规则和指导方针，包括UML类图元素和OWL-DL之间的映射和OWL-DL应用模式的描述规则。——第3部分：语义操作符。定义了概念之间的语义临近运算符，以补充几何和时空运算符。——第4部分：服务本体。标示服务本体的框架和描述地理信息本体语言的Web服务的定义。——第5部分：领域本体注册簿。定义地理信息领域本体及其维护的国际注册系统。——第6部分：服务本体注册簿。定义地理信息服务本体及其维护的国际注册系统。这些部分共同组成了ISO/TC211(国际标准化组织地理信息技术委员会)的协调本体，组成了一套OWL-DL本体，转换和补充了ISO/TC211基于UML开发的协调模型。本文件主要为方便地理信息标准开发者使用，也适用于信息系统分析员、ISO地理信息标准方案规划者和开发人员。本文件将有助于提高对语义互操作基本原则的理解和地理信息的应用。1地理信息本体第1部分：框架本文件定义了地理信息语义互操作的框架。该框架定义了使用本体来处理地理信息标准语义所需组件的高层次模型。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于ISO19103地理信息概念模式语言(Geographicinformation—Conceptualschemalanguage)ISO19109地理信息应用模式规则(Geographicinformation—Rulesforapplicationschema)ISO19119地理信息服务(Geographicinformation—Services)ISO19135(所有部分)地理信息项目注册程序(Geographicinformation—Proceduresforitemregistration)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。应用模式applicationsch一个或多个应用所需数据(3.4)的概念模式(3.3)。概念模型conceptualmodel定义一个论域中概念的模型。概念模式conceptualschema概念模型(3.2)的形式化描述。数据data信息(3.7)的形式化再表达，以适用于通信、解释或处理。[来源：GB/T5271.1—2000,01.01.02,有修改]2要素feature现实世界现象的抽象。用于分类和组织复杂信息(3.7)的逻辑结构。关于客体(如事实、事件、事物、过程或思想，包括概念)的知识(3.8),在一定的场合中具有特定的关于数据的数据(3.4)。本体ontology通过含有定义和公理的基本词汇表对论域现象的形式化表达，这些定义和公理使隐含的意思更明确且可描述现象及其相互关系。模式schema模型的形式化描述。语义网semanticweb带有含义的数据(3.4)网络。包括任何感兴趣事物的现实或假想世界的视图。3统一资源标识uniformresourceidentifier;URI资源的唯一标识符，其结构与国际互联网工程任务组(IETF)的RFC2396一致。通过网络实现的服务。下列缩略语适用于本文件。HTTP:超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol)LCCS:土地覆盖分类系统(LandCoverClassificationSystem)LADM:土地管理域模型(LandAdministrationDomainModel)ODM:本体定义元模型(OntologyDefinitionMetamodel)OMG:对象管理组织(ObjectManagementGroup)OWL:Web本体语言(WebOntologyLanguage)OWL-DL:Web本体语言-逻辑描述(OWL-DescriptionLogic)OWL-S:Web本体语言-Web服务语义标记(OWL-SemanticMarkupforWebServices)PDF:可移植文档格式(PortableDocumentFormat)RDF:资源描述框架(ResourceDescriptionFramework)RDF-S:资源描述框架-模式(RDFSchema)RIF:规则交换格式(RuleInterchangeFormat)SPARQL:简单协议和RDF查询语言(SimpleProtocolandRDFQueryLanguage)UML:统一建模语言(UnifiedModellingLanguage)URI:统一资源标识符(UniformResourceIdentifier)W3C:万维网联盟(WorldWideWebConsortium)WSMO:Web服务建模本体(WebServiceModellingOntology)XML:可扩展标记语言(eXtensibleMarkupLanguage)5一致性任何声称与本文件一致的文件，应符合附录A抽象测试套件所规定的要求。6地理信息中的本体语义在地理信息的互操作中扮演着重要的角色，相关背景资料见附录B。本体是支持地理信息语义互操作的基本概念，因此本文件遵循信息技术和人工智能的本体论观点，同时基于ISO地理信息标准的相关内容，给出本体的定义，即本体是指通过含有定义和公理的基本词汇表对论域现象的形式化表达，这些定义和公理使隐含的意思更明确且可描述现象及其相互关系。在应用软件中，可用本体支持地4理信息与一个所知领域以及不同所知领域之间的任何其他信息源的共享、重用和集成。本体可以表示本体是语义互操作、语义Web中数据可获取性和地理信息互操作性的基本概念。以下本体价值可视为与相应的地理信息互操作同等重要：——域之间的互操作；——将ISO地理信息标准开放到其他非地理信息领域；——机器自动推理与推断；——从数据描述到信息描述再到知识描述；——聚焦于信息与知识的在线访问(而不是离线访问);——建立相似/不同概念(如不同的关键字在元数据中的相似概念)之间的相互联系；——关联域之间(相似/不同)的概念。鉴于本体对地理信息互操作的价值，以下事项与ISO地理信息标准相关：——使用OWL编写应用本体的开发规则；——引入本体作为产品规范应用的一部分；——用OWL开发本体中的内容标准(应用本体、领域本体和元语言);此，可将它们作为语义Web语言的一部分(RDF、RDF-S和OWL);——定义关于语义在概念、定义和用作语义Web语言一部分方面的相似性的语义操作符(RDF、 图1给出了包的结构，这些包是通过本体来应对地理信息的语义问题。选择OWL-DL语言作为本5ISO19109应用模式规则(来自ISO/TC211协调模型)ISO19103概念模式语言不(来自ISO/TC211协调模型)ISO19110要素编目方法不(来自ISO/TC211协调模型)ISO19115(所有部分)元数据(来自ISO/TC211协调模型)ISO/TS19150-1本体框架ISO19119服务(来自ISO/TC211本体)(来自ISO/TC211协调模型)ISO19150-3语义操作符ISO19150-2基于Web本体语言(OWL)的本体开发规则ISO19150-4服务本体(来自ISO/TC211本体)(来自ISO/TC211本体)A(来自ISO/TC211本体)ISO/TC211协调本体ISO19150-5领域本体注册簿ISO19150-6服务本体注册簿(来自ISO/TC211本体)(来自ISO/TC211本体)ISO/TC211协调模型ISO19135(所有部分)项目注册程序(来自模型)图1包框架的组成及依赖关系该框架引入了包括本文件在内的共7个组件，这些组件和框架中其他ISO地理信息标准已有部分均有依赖关系'。这些组件包括： 本体本体第2部分：基于Web本体语言(OWL)本体本体 ——ISO/TC211协调本体。7.2基于Web本体语言(OWL)的本体开发规则本体需要保持一致，以简化它们的使用和互操作；开发地理信息本体时应与ISO19103和ISO191096ISO19150-2应定义本体开发的规则和指导原则，以更好地支持基于OWL-DL的语义Web上的地理信息互操作。同时也应定义地理信息标准里的UML类图元素到OWL-DL的映射，以及基于通用要素模型(在OWL-DL中ISO19109内定义的)的描述规则。这些规则应包括下列事项：——命名：ISO地理信息模型允许在不同场景使用相同的名字，但本体和OWL-DL中不允许；——本体中描述UML包的方式；——抽象类；——构造型；——聚合和组合； ——限定关联；——枚举和代码列表；——操作和方法；——本体质量评估。本体提供了某一背景内的概念定义以及概念间关系，因此基于本体的论证与推断成为可能。地理领域中的本体匹配背景信息，以及用于本体推理的语义相似度参见附录C。推理和推断使互操作成为可能：如数据发现、查询应答、地理数据的集成以及地理数据和其他领域或来源的数据的组合等互操推理和推断可以通过定义与ISO地理信息几何和时间操作符形成互补的语义操作符获得支持。ISO19150-3应定义有关几何和时间表达相关概念的语义邻近操作符。这些操作符补充了目前在Web服务是万维网的重要组成部分。目前，Web服务的使用和交互仍然需要人工参与才能找到和集成Web服务。语义Web还可以通过引入Web服务的语义和本体来促进与Web服务的交互。语义Web支持Web服务以自动执行Web服务发现、Web服务的组成及其调用，从而以最少的人工参与实如下两个框架都支持上述功能：Web服务语义标记(OWL-S)(图2)和Web服务建模本体(WMSO)(图3)。OWL-S是服务的一个本体，支持发现、组合和Web服务的调用。服务本体的结构有3个部分：服务配置文件、服务模型和服务基础。服务配置文件详细介绍了能为客户提供的服务功能及其性能。服务配置文件的主要任务是发布和发现这些服务。服务模型详细介绍了服务是如何运作的。服务基础详细介绍了通过消息与服务进行交互的方式，比如传输协议。服务配置文件服务配置文件表达(做什么)服务支撞服务基础服务模型7WSMO从欧洲语义系统倡议中已发展为Web服务。它主要由4个部分组成：本体、Web服务、目标和调解器。其中，本体部分提供其他WSMO组件所使用术语的正式规范；Web服务部分对Web服务在性能、接口和服务的内部交互方面进行语义描述；目标部分是指客户使用Web服务所要实现的目标；调解器部分是提供组件与处理异质性设施间的连接器。OWL-S和WSMO已提交给W3C,作为未来W3C的推荐标准。其他像WSMO精简版和链接开在ISO地理信息标准中，ISO19119为开发地理空间服务及通过服务元数据记录这些服务提供了基本框架。这可以看作是地理空间服务本体的定义允许语义标注的基础。ISO19150-4应确定地理信息中服务本体的适当框架(OWL-S或者WSMO),并以一个本体语言定义地理信息的Web服务描述，以便其在语义Web上被发现。7.5领域本体注册簿他内容如气候变化的变量和解决方法正在成为热点。因此，地理信息本体的注册簿是实现领域间语义互操作所必需的。ISO19150-5应定义一个地理信息领域本体及其维护的国际注册系统。注册系统将是标准化的高层次地理信息本体的组成部分。这些本体应使用OWL-DL开发，并在网络上发布，以支持语义Web应用程序。为了在应用中定义更精细的粒度级本体，上述本体应被作为基本框架进行开发，也应允许专业应用本体和共享领域本体间的概念映射，也应支持跨领域的概念相关联。ISO19150-6应定义地理信息服务本体及其维护的国际注册系统。这些注册系统是标准地理信息服务本体的组成部分。这些本体的制定应符合ISO19150-4规定的服务本体的定义。ISO/TC211协调本体包应由一组OWL-DL本体对应的ISO/TC211协调模型组成。这个包应在7.8框架中包的依赖关系中地理要素的抽象及其表达转换数据条件的部分。ISO19109中定义的通用要素模型(GFM),规定了论域世界是如何被抽象化，定义了要素种类及其属性、要素类型之间的关系元模型。ISO19110基于8GFM为每个要素类型的语义文档定义了要素编目的方法、属性、关系等。另外对于概念模型的选择，ISO19103定义了大量被用于概念模型和地理数据表示的本体的数据类型。在ISO19115(所有部分)中，定义了在一些地理本体的开发中需要考虑的数据类型。Web本体语言OWL(ISO19150-2)、语义操作符(ISO19150-3)和服务本体(ISO19150-的服务在能被描述和被发现方面保持一致。规则，因此，ISO/TC211协调本体包依赖于ISO19150-2。ISO/TC211协调本体包显然也依赖于ISO/TC211一致性模型(即图1中ISO/TC211协调本体包)。ISO/TC211协调本体包应符合ISO/TC211一致性模型，并且是ISO/TC211一致性模型的补充。领域本体注册簿(ISO19150-5)和被注册领域本体应遵循并依赖于ISO19150-2和ISO/TC211协调本体。ISO19150-5也依赖于ISO19135(所有部分)。服务本体注册簿(ISO19150-6)和被注册服务本体应遵循并依赖于ISO19150-4。ISO19150-6也9(规范性)A.1要求本文件规定了以下方面的要求：——基于Web本体语言(OWL)的本体开发规则；——语义操作符；——服务本体；——领域本体的注册簿；——服务本体的注册簿；——ISO/TC211协调本体；——框架中包的依赖关系。A.2基于Web本体语言(OWL)的本体开发规则a)测试目的：验证ISO19150-2所定义的OWL-DL本体开发的规则和指南，来支持基于语义Web的地理信息互操作；b)测试方法：检查在ISO19150-2所标识的范围内，是否定义了OWL-DL本体开发的规则和指南以支持地理信息语义Web的互操作；A.2.2UML类图元素到OWL之间的映射a)测试目的：验证ISO19150-2所定义的用于ISO地理信息标准的UML类图元素到OWL-DL的映射和在OWL-DL中基于通用要素模型的应用模式描述规则；b)测试方法：检查ISO19150-2是否设定了ISO地理信息标准的UML类图元素到OWL-DL的映射和在OWL-DL中基于通用要素模型的应用模式描述规则；检查这些规则是否明确以下事项：a)测试目的：验证ISO19150-2所认同的本文件框架；b)测试方法：检查ISO19150-2是否为本文件框架所设定的依赖；A.3语义操作符a)测试目的：验证ISO19150-3所定义的在相关几何的概念和时态表示之间的语义接近操作符；b)测试方法：检查ISO19150-3标识的范围是否定义了相关几何的概念和时态表示之间的语义接近操作符；b)测试方法：检查ISO19150-3是否为本文件框架所设定的依赖；a)测试目的：验证ISO19150-4所定义的在本体语言中地理信息的Web服务描述，以便在语义Web上能被发现；b)测试方法：检查ISO19150-4标识的范围是否定义了在本体语言中地理信息的Web服务描a)测试目的：验证ISO19150-4在地理信息中为服务本体所定义的合适的框架；b)测试方法：检查ISO19150-4设置的服务本体的框架，该框架是否可用于地理信息的Web服务描述；A.4.3本文件框架的依赖性a)测试目的：验证ISO19150-4所认同的本文件框架；b)测试方法：检查ISO19150-4是否为本文件框架所设定的依赖；b)测试方法：检查ISO19150-4是否为ISO19119所设定的依赖；A.5领域本体注册簿A.5.1地理信息领域本体的国际注册a)测试目的：验证ISO19150-5所定义的地理信息领域本体及其维护的国际注册；b)测试方法：检查ISO19150-5的范围是否确定其定义了地理信息领域本体及其维护的国际注册；A.5.2本体语言a)测试目的：验证ISO19150-5所确认的注册本体是在OWL-DL中开发的；b)测试方法：检查ISO19150-5所要求的本体语言是否OWL-DL;a)测试目的：验证19150-5所确认的本体注册簿、在共享域内的应用程序特定本体和跨领域互连概念之间的概念得到映射；b)测试方法：检查ISO19150-5是否定义和提供了在应用程序特定本体和跨域互连概念之间的概念映射的功能；b)测试方法：检查“领域本体注册簿”的本体是否通过ISO19150-2抽象测试套件的有关应用模式规则的测试；A.6服务本体注册簿A.6.1地理信息服务本体的国际注册a)测试目的：验证ISO19150-6所定义的地理信息服务本体及其维护的国际注册；b)测试方法：检查在ISO19150-6的范围是否定义了地理信息领域本体及其维护的国际注册；A.6.2服务本体a)测试目的：验证地理信息服务本体国际注册簿中的服务本体遵循ISO19150-4的规定；b)测试方法：检查服务本体的“服务本体注册簿”是否通过ISO19150-4抽象测试套件的测试；a)测试目的：验证“ISO/TC211协调本体”包定义了与ISO/TC211协调模型相对应的OWL-b)测试方法：检查“ISO/TC211协调本体”是否描述了OWL-DL中ISO/TC211协调模型的所有组件；a)测试目的：验证“ISO/TC211协调本体”的处理与ISO19150-2所设置的规则一致；b)测试方法：检查“ISO/TC211协调本体”是否通过ISO19150-2抽象测试套件中有关从UML类图元素推导出OWL-DL本体的规则；(资料性)本体的背景信息B.1语义描述语义涉及现实世界的对象和数据之间关系的建立。它已被众多的学者使用含义三角形来深刻地进行描述(见图B.1)。在其中被用于表示一种现象和一种符号(或者数据)之间的关系是间接的。一种现象和通过指定给出概念的方式的符号的关系是被保存在知识库中的，例如人的心灵、概念模型和计算机系统中的本体。该三角形本质上是一个如何理解符号学、控制论、应用语言学等领域的语义描述。B.2ISO地理信息标准的相关工作ISO地理信息标准有一套涉及语义记录的标准和技术规范。这些标准和规范定义了多种概念，设置数据的语义来描述现实世界的现象，涉及内容描述、模式和编码的术语、规则和方法。下表给出了技术规范和标准的一个子集，将有助于地理信息概念的语义定义。——内容描述的规则和方法： 分类系统第2部分：土地覆盖元语言(LCML)》(ISO19144-2);土地管理领域模型(LADM)》(ISO19152)。 基于位置服务：基于位置服务多模式路径规划与导航》(ISO19134); -通用格式(编码):B.3.1概述网络自出现以来，已经成为一个链接文件的系统，这些文件是开放的或以通用格式发布，如超文本格式或可携式文件格式(PDF)。网络文件通过使用超链接或其他预定义的固定链接'实现相互间的关网络文件实质上是为人类设计的，因此需要清晰描述文档内容的本质和用途。最初，网络和网络文件并没有设计要通过软件或机器来使用或解释。搜索引擎便于在基于关键字索引的Web上搜索文件。语义Web是当前网络的扩展，它由计算机可处理的数据和信息网络组成。它能够回答涉及语义的问题，而不是基于特定主题的关键字搜索仅仅返回网页或文件。语义Web是程序独立的、组合构成的、分类的，并且是一个大的信息结构的一部分。由于数据是可以被机器理解和处理的，所以语义Web它们需要比目前的网络文档更加地巧妙。语义Web提供了解决如下问题的方案：——在网络上查找和检索符合用户需要的数据；——打破壁垒系统并允许信息共享；——整合和汇总网络上各种来源的数据；4)自20世纪70年代末以来，公共访问信息系统(带图表)已经在全球数据网络上使用，但直至20世纪90年代初以来，万维网的定义特征一直是基于已注册域名的网址间接寻址系统。——使用户能够有效地检索数据。语义Web处理常见的格式。因此，语义Web的句法基础是可扩展标记语言(XML)。基于XML,如资源描述框架(RDF),RDF架构(RDF-S)和网络本体语言(OWL)都用于数据和概念表示，而简单的协议和RDF查询语言(SPARQL)则用于查询。在语义Web里，数据组成了知识连续统一体的原始层级(图B.2)。它们包括位、字节、字符等。其语法是指该数据所描述的结构。该语法有助于识别不同部分的数据，这对于它们能被计算机和软件进CI_Date>在地理空间元数据的语境中有特定的含义；它意味着可能是一个创建、出版或修订的日期。在数据集引用的语境中，它可以告诉数据集何时进行了修订，例如，如图B.2所示，数据集A在2004年8月12日进行了修订，数据集B在2006年5月22日进行了修订。最后，通过多种信息的整合、组合、知识数据集B比数据集A更接近当前知识信息语义语法信息语义语法数据集A于2004/08/12修订Dateinformation.xml(gmd:Cl_Date)数据集图B.2知识连续统一体网络服务也可以利用语义Web。近来，网络服务通过引入符合网络标准的分布式软件资源，在网络上带来了额外的功能。然而，这些服务都提供了特定的功能，也需要被发现，并且它们的用途往往局限于某个专家组或者某个特定的用户群体。网络服务的本体(如语义标注)的描述，可以促进其发现、调用、互动和组合，以提高网络服务互操作性。网络服务是语义Web的重要组成部分，因为语义Web是为了机器的数据理解和处理，它也有可能是网络服务。网络服务和语义Web是统一的，因为他们都遵语义Web至少需要有5个元素：——概念的分类；——形式化模型；——规则；第一，语义Web需要用逻辑断言动词来关联一个主题到一个对象，例如地图44071-A1-TM-100的可少的定义概念，它们的性质和概念之间的关系是基本的推理。第四，在推断中，规则对于结论的推导是十分必要的。第五，为了仅向信任的代理提供语义Web资源的访问，信任被认为是必要的。例如，代B.3.2.1概述本体是语义Web中的一个基本概念。本体定义了数据的含义，并描述了它在机器和应用程序中可可以通过基于它们的语义相似性将它们关联起来，从而支持不同社区捕获的异构数据的集成，尽管它不能自己解决。在图B.5中，本体的概念被进一步解释。当前万维网联盟(W3C)的技术支持的语义Web是：——RDF-S;——OWL。B.3.2.2RDFRDF是一种基于XML的语言，表示在网络上所发现的有关特定的资源或事物信息。信息以三合对象主体文字值在图B.1中示例的基础上，罗马斗兽场的位置用RDF描述可能表述为：<rdf:Descriptionrdf:about="#Colosseum")<ex:isLocatedIn)<rdf:Descriptionrdf:about="#Rome"/〉</ex:isLocatedIn>——#Colosseum是与主体相对应的Web资源；——isLocatedIn是谓词；——#Rome是另一个与主体相对应的Web资源。由于语义Web是基于URIs的，任何资源或事物通常由URI进行标识。B.3.2.3RDF-SRDF-S提供了类和属性的定义，它是描述类、属性和其他资源所需要的。RDF-S是基于RDF的。这些RDF资源支持创建特定应用或用户社区的专用RDF词汇表，从而为特定数据创建类。类实例可以被定义在RDF中。RDF-S把类和实例之间的关系作为属性。图B.4通过实例说明，使用RDF-S语言对基于ISO19115(所有部分)的CitationAndResponsibleP-arty类和CI_Address类进行了定义，其中CI_Address类是CitationAndResponsibleParty类的子类。该实例同样说明了addressAdministrationArea属性的定义，该属性类型为&rdfs;文字与CI_Address类关联。<?xmlversion='1.0'encoding='UTF-8'?><!DOCTYPErdf:RDF[<!ENTITYrdf'/1999/02/22-raf-syntax-ns#'>rdf'/rdf'>rdfs'/2000/01/rdf-schema#'>rdf:RDFxmlns:rdf="srdf;"xmlns:rdf_="srdf_;"xmlns:rdfs="srdfs;"><rdfs:subclassOfrdf:resource-"srdf_;CitationAndResponsibleParty"/><rdfs:subclassofrdf:resource="srdfISO19115"/></rdfs:Class><rdfs:Classrdf:about="srdf_;ISO19115"rdfs:label="ISO19115"><rdfs:subClassOfrdf:resource-"srdfs;Resource"/></rdfs:Class><rdf:Propertyrdf:about="ardf_;addressAdministrativeArea"rdfs:label="addressAdministrativeArea"><rdfs:rangerdf:resource="krdfs;Literal"/></rdf:Property>OWL是语义Web的一个基本部分。它基于RDF和RDF-S。相比于RDF-S(只适用于简单的本体描述)来说，OWL对类和属性以及它们之间的关系的描述更具有表现力。同时，它也基于形式逻辑，允许知识支持的逻辑推理。这里介绍了一些OWL的设定，每一种都引入不同层次的表现力：a)OWL1Lite:最低的表达水平；其主要目的是对分类层级的描述，其基数约束限制为0或1,提供了可判定的功能和推理能力，被视为OWL2的配置文件；b)OWL1DL:代表了描述的逻辑，提供了最高的表现力水平，而没有丢失判定功能和推理能力，增加了OWL-Lite的知识表示提高了推理逻辑，对于基数的限制具有更大的灵活性，被视为OWL2的配置文件；c)OWL1Full:允许的最大的表现力和自由的RDF语法；作为这种类，可以是个体的集合或个d)OWL2EL:适用于大量的类和属性的本体，它是OWL2功能的一个有限子集，根据本体的规模大小，在基于多项式时间内可以进行基本的推理；e)OWL2QL:适用于大量的数据的实例的本体和允许连接查询；f)OWL2RL:适用于要求可扩展的推理，同时又不牺牲太多表现力的应用(主要用来设计规则推理引擎);《本体》OWL2EL《本体》OWL2Full《本体》OWL2QL《本体》OWL2DL《本体》OWL2RL图B.5遵循不同OWL配置文件的本体对应关系《语言》《语言》OWL1DLOWL¹Full合成法《语言》OWL2Full合成法《语言》《语言》OWL2RL《语言》oWl.1Lite《语言》OWL2DL《语言》OWL2EL《语言》合成法合成法合成法合成法合成法合成法图B.6OWL语言配置文件的关系图B.7的介绍与ISO19115(所有部分)中图B.4的示例是一样的，使用Web本体语言(OWL)对基于ISO19115(所有部分)的CitationAndResponsibleParty类和CI_Address类进行了定义。<rdf:Rmlns:rdf="/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"xmlns:xsd="/2001/XMLSchema#"xmlns:rdfs="/2001/01/rdf-schema#"xmlns:owl="/2002/07/owl#"<owl:Ontologyrdf:about=""/>ssrdAndResponsibleParty"><rdfs:subClassOfrdf:resource="#IS019115"/><owl:Classrdf:ID="CIAddress"><rdfs:subClassOf><owl:Classrdf:ID="CitationAndResponsibleParty"/></rdfs:subClassOf><owl:Classrdf:about="#CitationAndResponsibleParty"><rdfs:subClassOfrdf:resource="#IS019115"/>ePropertyrdf:ID="addressAdministrativeArea"><rdfs:rangerdf:resource="/2001/XMLSchema#string"/><rdfs:domain><oonOfrdf:parseType="Collection"><rdf:Descriptionrdf:about="/2002/07/owl#Thing"/><owl:Classrdf:about="#CIAddress"/></rdfs:domain></owl:DatatypeProperty>B.3.3描述逻辑描述逻辑是指用于定义应用程序领域的知识及知识表现形式。它可用于定义域中的概念以及该域的对象和个体的属性。描述逻辑是哲学和数学的知识表示基础。现已定义多种描述逻辑：ALC、SHOIN(D、SROIQ(D)。其中一些包含并扩展了其他内容。例如SHOIN(D包含和扩展了ALC。逻辑描述是非常有用的，因为对于它们的表现力和可扩展性是一个很好的权衡。它们通常也是可确定的，因此可以进行推理。这里目的不是对描述逻辑进行详尽的描述，这些可以在网络上和文本书籍中找到。主要目的是要提到描述逻辑是大部分的OWL在表达水平的基础(表B.1)。表B.10WL表达等级和描述逻辑的对应关系对应文件非非B.3.4链接数据链接数据是一种旨在促进数据网络发展的方法。相对于数据孤岛的开发、各种主题的数据集成的据所链接到的其他数据更新时，这种更新在同一时间也是可用的。通过网络，链接数据是一个大型的数据集成，从而可以从多个方面对数据进行推理或作出推断。其结果是，链接数据意味着在以某种方式在解数据的含义和数据中存在的推理，明确定义数据含义且机器可读性是必不可少的。通过本体和语言链接数据是通过使用先前描述的语义Web的原理和技术来实现的。它基本上是由一组连接到Web基础设施的原理和技术，来共享和重用网络上的数据。“链接数据”概念有4个基本的原则。第一个原则要求使用URL来识别真实世界的对象和抽象的概念。第二个原则规定使用http://URI,使数据元素可以通过http协议解析URL来访问。其结果是，对象和抽象的概念成为了Web资源。第三个原则要求信息应提供一个给定的URL。格式应是RDF,SPARQL查询服务也应以RDF的格式返回数据。所提供的信息通常是相关联的本体(如OWL),通过URL描述它的含义。第四个原则是要求把包总体而言，“链接数据”定义了一种通过Web机制相互链接并将其数据发布到Web上的方法。但是，数据之间的链接是由数据开发人员创建和维护的。地理空间语义Web的目的是推动语义Web的发展，以提高地理信息在网络上的互操作性。它还可以实现自动知识推断，从而大大增加了地理信息量。此外，地理空间语义Web还可通过以下方式允许Web上所有数据源之间的信息互操作性：关联地理和非地理信息，并为Web上的不同数据源之间提供更多的交互。如参考文献中所说，地理空间语义Web的挑战有以下方面：——跨学科的空间概念本体；——地理空间关联本体；——地理空间要素本体；——地名本体；——元数据本体；——坐标参照系统本体；——地理空间数据查询的规范形式；——本体匹配的概念；——本体集成；——地理本体描述/注释启用Web服务。B.5本体在哲学中，本体是指对世界本身的描述/世界的模型和抽象的理论/对存在的系统解释/不同的实体、属性、种类和现实的部分关系形成的科学。在哲学上可以理解为只有一个本体。语境来抽象不同的现实，并因此认识到可能存在关于现实的相同部分的多个本体。与这些定义一致并且在ISO地理信息标准化的背景下，本体是指论域现象的形式化表达，包含定义和公理的基本词汇，这些定义和公理使预期的含义明确并描述现象及其相互关系。地理信息标准已经采纳UML类图来规范化地理信息描述的是面向对象的形式，主要为设计和开发系统、软件和数据库规范而定义。它还可以用于规范ISO地理信息标准中分类法、分类和描述概念。因此，可以将ISO地理信息标准UML模型视为本体，即使并没有如此明确意图。尽管UML支持采用某些语言编程开发软件，但这并不意味着它是一种通用的机器处理方式，它也不支持在Web上(更具体地说，在语义Web上)处理概念定义。本体可在不同的层次上开发。至少有3个层面的广泛认可：全球或顶层、领域和应用本体(图B.8)。一个全球或顶层本体定义的一般概念是独立于一个特定领域的，如时间或空间的概念。领域本体定义境或特定的用途(如包裹投递、救护车调度和救援)所使用的概念。本体等级以某种方式相关的，它可能在同一等级的本体之间，以及从应用本体到领域本体再到全球或顶层本体之间导航，反之亦然。应用程序模式和要素目录是ISO地理信息标准定义的机制，来支持地理信息的语义描述。描述的级别是对比于应用程序的本体级别。然而，为了支持跨应用程序的互操作性，更高层次的本体是必需全球或顶层本体领域本体应用本体B.6语境在语义互操作和推理中，语境是一个重要的概念。它提供了与现实世界的语义概念。它指导了如何将现象进行感知和抽象，进而影响它们的概念定义。在推理中考虑语境是必要的，例如，当解析语义间、时间)和给定的语境的关系中保持着概念和及其相关的意义。语境提供以下方面的详细信息：元数据构成语境信息的重要来源。B.7语义参考系统近来，语义参考系统的概念被引入。语义参考系统可以被描述为一个提供功能的框架，如概念规范的参照标志，现实世界现象的基础概念规范，从一个语义空间到另一个语义空间的概念的投影，并允许语义的参考系之间的变换。ISO/TC211的基础元素，它的语义参考系统是通用要素模型(GFM)(ISO19109),它设置了地理概念是如何被抽象和具体定义的。在ISO地理信息标准体系中定义了一套规范的地理概念。语义参考受到应用模式(ISO19109)、功能目录和本体(B.5)的支持。语义空间和语义参考系统转换之间的概念投影，将通过第7章提出的框架，尤其是在ISO19150-3中定义的语义操作符的支持下实现。(资料性)C.1概述本体可以支持软件代理通过提供对元素的含义来诠释引入的数据元素。软件代理可以自动分配引入数据元素的含义，这可以通过基于它们的本体，把它们组装在由另一个进程执行的操作的查询或结果中。这样一种功能被称作为诠释，它可能被用于本体匹配或相似性评估。C.2本体匹配本体匹配是指不同的本体的语义相关实体之间的对应关系。它的目的是从众多的相关本体之中发现概念或属性，例如等价关系、包含关系和不相交关系。本体间的概念和属性的映射是一个重要的功的相似度评估支持概念之间的映射。这种相似度评估可以是定量的或是定性的。在定量评估中，这种相似度通常是采用概念之间的语义距离的形式，并表示为区间[0,1],其中0表示概念是相交的关系，1表示概念是等价的关系。而定性相似性评估是采用两个概念之间的特定关系谓词的形式，如等在地理信息领域，不同的几何结构(点、曲线、表面和体)的相似性，通常是通过两个几何对象的内部、边界和外部之间关系的交叉矩阵确定的，这就形成9交集矩阵。尽管语义相似度的定量评估很有趣，但语义相似度的定性评估更接近认知推理。遵循与几何相似度评估(9交集矩阵)相同的范例的方法将具有使用相同类型的算子以相同方式表达相似度的好处。这种地理语义接近度方法是对两个地理概念语境之间的语义相似度的一种4交集矩阵评估，通过对两个概念之间的内在和外在的属性进行比较。概念C的语境可以使用几何线隐喻来表示(图C.1),其中，概念的内在属性(表示为Ck°)与直线的内部进行比较，概念的外在属性(表示为2Ck)与直线的边界进行比较。图C.1概念语境段说明然后，两个概念的语境(记为Ck和C.)之间的地理语义相似度的表达，是通过内在属性和外在属性(图C.2)的交集和谓词的矩阵，表示为GsP(K,L)。每个矩阵组成被评估为空或不为空(分别记为概念语境段隐喻o/一o或者为f/t),因此16个地理语义接近度谓词被推导出：GsP_ffff(不相交),GsP_ffft,GsP_fftt(包含),GsP_tfft(等于),GsP_ftft(在内部),GsP_tftt(覆盖),GsP_ttft(被覆盖),GsP_fttt(重叠),GsP_tttt,GsP_tfff(相接),GsP_tftf,GsP_语义相似度评估支持推理，推理是人们推断或得出结论的过程。当数据元素可以被解释时，这是可行的。IFontologyA:streetContologyA:roadANDontologyA:road=ontologyB:thoroughfareTHENontologyA:streetContologyB:thoroughfareIFontologyA:watercoursecontains(orGsP_fftt)ontologyB:river/streamANDontologyB:river/streamcontains(orGsP_fftt)ontologyC:creekTHENontologyA:watercoursecontains(orGsP_fftt)ontologyC:creekIFJoeispassengerofTrain1234ANDTrain1234goestoRomeTHENJoegoestoRome本体提供了概念的定义与其语境之间的关系。因此，进行推理和推断是可能的。推理和推断可以导致广泛的相关互操作性的可能性：数据发现、查询解答、地理数据的集成，以及来自于其他来源和域的数据所组成的地理数据。[1]GB/T5271.1—2000信息技术词汇第1部分：基本术语(ISO/IEC2382-1:1993,IDT)[3]ISO5127:2001Informationanddocumentation—Vocabulary[4]ISO19101-1Geographicinformat[5]ISO19107Geographicinformation—Spatialschema[6]ISO19108Geographicinformation—Temporalschema[7]ISO19110Geographicinformatio[9]ISO19112Geographicinformationformationogyforfeaturecataloguingals2D7E16F[12]ISO19118Geographicinformation—Encoding[13]ISO19123Geographicinform[15]ISO19133Geographicinformation—Location-basedservices—Trackingandnavigationtion[17]ISO19136:2007Geographicinformation—GeographyMarkupLanguage(GML)[18]ISO19136-1Geographicinformation—GeographyMarkupLanguage(GML)—Part1:Funda-mentals[19]ISO19141Geographicinformation—Schemaformovingfeatures[20]ISO19144-1Geographicinformation—Classificationsystems—Part1:Ctemstructure[21]ISO19144-2Geographicinformation—Classificationsystems—Part2:LandCoverMetaLanguage(LCML)[22]ISO19145Geographicinformation—Registryofrepresentationsofgeographicpointloca-tion[23]ISO19146Geographicinformation—Cross-domainvocabularies[24]ISO19150-2Geographicinformation—Ontology—Part2:Rulesfordevelopingontolo-giesintheWebOntologyLanguage(OWL)[25]ISO19150-4Geographicinformation—Ontology—Part4:[26]ISO19150-6Geographicinformation—Ontology—Part6:Serviceontologyregister[27]ISO19152Geographicinformation—LandAdministrationDomainModel(LADM)[28]ISO/TS19139-1:2019Geographicinformation—XMLschemaimplementation—Part1:Encodingrules[29]ISO/TS27790:2009Healthinformatics—Documentregistryframework[30]BaaderF.,CalvaneseD.,McGuinnessD.L.,NardiD.,Patel-SchneiderP.F.eds.TheDescrip-tionLogicHandbook:Theory,Implementation,andApplications.CambridgeUniversityPress,Cam-bridge,SecondEdition,2007[31]Berners-LeeT.LinkedData-DesignIssues.2007.Availableat</Desig-nIssues/LinkedData.html〉[32]Berners-LeeT.,HendlerJ.,LassilaO.TheSemanticWeb.Sci.Am.2001,pp.34-43[33]BittnerT.,&.EdwardsG.TowardanOntologyforGeomatics.Geomatica.2001,55pp.475-490[34]BrodeurJ.,BédardY.,MoulinB.AGeosemanticProximity-BasedPrototypeforInteroper-abilityofGeospatialData.Comput.Environ.UrbanSyst.2005,29pp.669-698[35]BrodeurJ.,Bé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