數(shù)據(jù)信息在災(zāi)害領(lǐng)域本體應(yīng)用

彭王星

（貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院 貴州貴陽(yáng) 550004）

我國(guó)的三峽庫(kù)區(qū)經(jīng)常發(fā)生一些地質(zhì)災(zāi)害，比如滑坡、崩塌以及泥石流等；修建三峽庫(kù)區(qū)改變了庫(kù)區(qū)的整個(gè)生態(tài)環(huán)境，也在很大程度上影響了地質(zhì)災(zāi)害體的穩(wěn)定性，并且新的滑坡體也可能出現(xiàn)。雖然庫(kù)區(qū)的地震災(zāi)害會(huì)給人們帶來(lái)很?chē)?yán)重的危害，但是目前還沒(méi)有充分的共享庫(kù)區(qū)的環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)。在通常情況下，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法、數(shù)據(jù)集成、基于元數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的GIS互操作技術(shù)以及語(yǔ)義共享集成技術(shù)可以有效的實(shí)現(xiàn)信息共享；因?yàn)榈卣馂?zāi)害空間數(shù)據(jù)具有異構(gòu)性、分布性和變化性，所以不能夠采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化方法，目前使用比較多的是第四種語(yǔ)義方法，這種方法適合目前迅猛發(fā)展的應(yīng)用環(huán)境；而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義共享的良好途徑就是本體。數(shù)據(jù)集成中的通用語(yǔ)義模型的最優(yōu)選擇就是本體，這是因?yàn)楸倔w可以將概念的含義準(zhǔn)確描述出來(lái)，也可以將概念之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)有效的描述出來(lái)。

1 地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體

多層本體應(yīng)用模型：本體一般可以分為頂級(jí)、領(lǐng)域、任務(wù)和應(yīng)用，這種劃分的依據(jù)是領(lǐng)域依賴(lài)程度的不同。領(lǐng)域本體可以將承上啟下的作用充分的發(fā)揮在多層本體結(jié)構(gòu)中；本文設(shè)計(jì)的多層本體應(yīng)用模型可以對(duì)本體進(jìn)行相關(guān)的操作，也可以有效的語(yǔ)義查詢(xún)和檢索地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)，可以大致分為地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)應(yīng)用層、本體層和數(shù)據(jù)層。

地震災(zāi)害領(lǐng)域本體：領(lǐng)域本體指的是可以在一個(gè)特定的領(lǐng)域內(nèi)重用，并且將在這個(gè)特定領(lǐng)域內(nèi)的概念定義和概念之間的關(guān)系明確的提供出來(lái)，還可以將在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)生的活動(dòng)以及這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的主要理論明確的提供出來(lái)，比如醫(yī)學(xué)概念本體、地理本體、企業(yè)本體以及生物學(xué)知識(shí)庫(kù)等等。要想有效的將地質(zhì)災(zāi)害的概念表達(dá)出來(lái)，就需要采取和研究其他學(xué)科本體一樣的方式，也就是將語(yǔ)義學(xué)和邏輯學(xué)作為切入的角度，依據(jù)引入的本體以及描述邏輯，把可以清晰的描述出地質(zhì)災(zāi)害信息的形式化系統(tǒng)給建立起來(lái)，這個(gè)形式化的系統(tǒng)還可以有效的將地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)不同的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型之間的相互關(guān)系以及作用的若干規(guī)則給反映出來(lái)。地震災(zāi)害領(lǐng)域本體建立在本體的地震災(zāi)害信息框架一個(gè)層次的基礎(chǔ)上，可以將一些災(zāi)害地質(zhì)學(xué)學(xué)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(shí)，還應(yīng)該對(duì)實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)集產(chǎn)生足夠的重視程度，因?yàn)樵S多概念會(huì)有不同的名字在應(yīng)用本體之中，有些是名稱(chēng)相似但是本質(zhì)不同，有些是名稱(chēng)不同但是本質(zhì)相似。所以，針對(duì)同一地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)集會(huì)有不同表達(dá)方式的情況，本體就可以實(shí)現(xiàn)橋梁的功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害信息的語(yǔ)義共享，這樣將本體引入其中，就可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域的概念和之間的關(guān)系進(jìn)行研究，從而有效的實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域信息的集成和共享。

2 領(lǐng)域本體的基本構(gòu)建方法

地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)分類(lèi)與概念體系分析：地震災(zāi)害有著十分復(fù)雜的形成機(jī)理和時(shí)空演化過(guò)程，并且多源、多類(lèi)、多量、多維、多時(shí)態(tài)和多主題特征也是地震災(zāi)害數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。因?yàn)榈卣馂?zāi)害的成因非常的復(fù)雜，并且在發(fā)生的過(guò)程中具有連鎖性，在區(qū)域表現(xiàn)上具有群發(fā)性，所以在對(duì)災(zāi)害分類(lèi)的時(shí)候還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，可以按照以下原則進(jìn)行分類(lèi)，要遵循明確的分類(lèi)系統(tǒng)和層次；要按照成因類(lèi)型將地質(zhì)災(zāi)害劃分到相應(yīng)的類(lèi)中，并且一個(gè)位置中只能有一種地質(zhì)災(zāi)害；地質(zhì)作用是地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)力標(biāo)志，因此，不是直接地質(zhì)作用的災(zāi)害不屬于地質(zhì)災(zāi)害。

地質(zhì)災(zāi)害信息層次結(jié)構(gòu)：對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分類(lèi)的時(shí)候應(yīng)該按照分類(lèi)的原則以及地質(zhì)災(zāi)害信息的分類(lèi)方法，還應(yīng)該參照相關(guān)的法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型的概念和本質(zhì)含義進(jìn)行科學(xué)的分類(lèi)。一般可以按照災(zāi)類(lèi)、災(zāi)種和子災(zāi)害三級(jí)層次對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分類(lèi)。

地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的構(gòu)建技術(shù)路線：目前在領(lǐng)域本體的構(gòu)建中使用非常普遍的就是斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院開(kāi)發(fā)的七步法，具體是：對(duì)知識(shí)本體的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域和范疇進(jìn)行確定；考察復(fù)用現(xiàn)有知識(shí)本體的可能性；將知識(shí)本體中的重要術(shù)語(yǔ)列出來(lái)；將類(lèi)和類(lèi)的等級(jí)體系定義出來(lái)；對(duì)類(lèi)的屬性進(jìn)行定義；對(duì)屬性的分面進(jìn)行定義；創(chuàng)建實(shí)例。

根據(jù)上面所述七步法的思想，可以將地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線概括為：根據(jù)相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地質(zhì)災(zāi)害信息處理標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)家知識(shí)等，建立起科學(xué)合理的地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體框架結(jié)構(gòu)；在設(shè)計(jì)地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)本體應(yīng)用模型的時(shí)候，應(yīng)該依照多層本體結(jié)構(gòu)，建立地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)本體，采用OWL語(yǔ)言對(duì)空間數(shù)據(jù)本體進(jìn)行形式化的表達(dá)；根據(jù)本體查詢(xún)模式和描述邏輯的本體推理，建立起科學(xué)的本體語(yǔ)義查詢(xún)框架，同時(shí)將地質(zhì)災(zāi)害空間信息共享傳播模型設(shè)計(jì)出來(lái)；為了實(shí)現(xiàn)各部應(yīng)用系統(tǒng)或模塊都能查詢(xún)和檢索空間數(shù)據(jù)的語(yǔ)義，就需要提供全局的本體驅(qū)動(dòng)接口模式。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以我國(guó)的三峽庫(kù)區(qū)為例，因?yàn)槿龒{庫(kù)區(qū)具有豐富的地質(zhì)災(zāi)害資料，采用的主線是地質(zhì)災(zāi)害多源異構(gòu)空間信息集成和共享，研究了如何建立基于頂級(jí)、領(lǐng)域以及應(yīng)用多層本體的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)語(yǔ)義集成和共享模型，從而希望可以有效的實(shí)現(xiàn)橫向各部門(mén)之間的溝通和信息共享功能。

[1]王艷妮，劉剛.地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的研究與應(yīng)用[J].地理與地理信息科學(xué)，2011,27（6）:36-39.

[2]吳沖龍，譚照華，李偉忠.三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害勘察點(diǎn)源信息系統(tǒng)的研發(fā)[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2006,2（2）：123-128.

[3]陳宇達(dá)，汪新慶，劉艷梅.地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)共享模式研究[J].國(guó)土資源信息化，2007,2（2）：11-14.