地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的研究與應(yīng)用

王 艷 妮，劉 剛

地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的研究與應(yīng)用

王 艷 妮1，劉 剛2

（1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局地質(zhì)信息中心，江蘇 南京 210007;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢 430074）

引入了由斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院開(kāi)發(fā)的七步法，并采用OWL DL語(yǔ)言描述本體，利用目前成熟的且流行的本體可視化構(gòu)建工具Protégé完成地質(zhì)災(zāi)害信息領(lǐng)域本體庫(kù)的構(gòu)建?；谛袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)災(zāi)害信息處理標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)家知識(shí)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體。用OWL形式化描述基于多層結(jié)構(gòu)的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)本體應(yīng)用模型來(lái)實(shí)現(xiàn)三層地質(zhì)災(zāi)害本體。以具有優(yōu)勢(shì)的三峽庫(kù)區(qū)豐富地質(zhì)災(zāi)害資料為依托，以地質(zhì)災(zāi)害多源異構(gòu)空間信息集成與共享為主線(xiàn)，引入本體理論和GeoSciML，研究建立基于頂級(jí)、領(lǐng)域及應(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，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成，目標(biāo)是解決橫向各部門(mén)間的有效溝通和信息共享，以及單體災(zāi)害和群體災(zāi)害發(fā)生時(shí)的應(yīng)急指揮和決策支持等問(wèn)題。

領(lǐng)域本體;語(yǔ)義信息集成;地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體;地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)

0 引言

三峽庫(kù)區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)區(qū)域，滑坡、崩塌和泥石流是三峽庫(kù)區(qū)的主要外動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象，也是地質(zhì)災(zāi)害的主要類(lèi)型。三峽工程的修建將對(duì)庫(kù)區(qū)整個(gè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生深刻的影響，促使地質(zhì)災(zāi)害體的穩(wěn)定性發(fā)生相應(yīng)的變化，并且在部分地區(qū)出現(xiàn)新的滑坡體。目前庫(kù)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害所帶來(lái)的危害嚴(yán)重，可是來(lái)源于庫(kù)區(qū)的大量環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)卻沒(méi)有得到充分的共享。許多地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)主要處于單機(jī)、封閉的系統(tǒng)形式，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的管理、更新和使用落后于社會(huì)對(duì)信息的需求，花費(fèi)巨資建立的數(shù)據(jù)庫(kù)資源難于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而變?yōu)閿?shù)量眾多的“信息孤島”［1］。

實(shí)現(xiàn)信息共享一般有4種技術(shù)方法：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)、語(yǔ)義共享集成技術(shù)［2］。前3種方法實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)法層次的集成，第4種方法實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義層次的集成，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和互操作的高級(jí)發(fā)展階段。語(yǔ)義方法的主要特點(diǎn)是擴(kuò)展性好、適應(yīng)動(dòng)態(tài)信息源、支持語(yǔ)義級(jí)信息共享。地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)的異構(gòu)性、分布性、增長(zhǎng)性和變化性決定了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化方法不適應(yīng)迅猛發(fā)展的應(yīng)用環(huán)境，所以語(yǔ)義方法成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成研究的重點(diǎn)。本體（ontology）是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義共享的良好途徑。本體既準(zhǔn)確地描述了概念含義，又描述了概念之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，能通過(guò)邏輯推理獲取概念之間蘊(yùn)涵的關(guān)系，能夠有效地表達(dá)特定領(lǐng)域內(nèi)的通用知識(shí)，非常適合作為面向語(yǔ)義的數(shù)據(jù)集成中的通用語(yǔ)義模型。通過(guò)本體的語(yǔ)義集成可以克服以往數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和直接讀取共享模式的缺陷。

1 地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體

1.1 多層本體應(yīng)用模型

依照領(lǐng)域依賴(lài)程度，本體可以細(xì)分為頂級(jí)（top level）、領(lǐng)域（domain）、任務(wù)（task）和應(yīng)用（application）ontologies 4類(lèi)［3，4］。1）頂級(jí)ontologies描述的是最普通的概念及概念間的關(guān)系，如空間、時(shí)間、事件、行為等，與具體的應(yīng)用無(wú)關(guān)，其他種類(lèi)的ontologies都是該類(lèi)ontologies的特例;2）領(lǐng)域ontologies描述的是特定領(lǐng)域（地質(zhì)災(zāi)害等）中的概念及概念間的關(guān)系;3）任務(wù)ontologies描述的是特定任務(wù)或行為中的概念及概念間的關(guān)系;4）應(yīng)用ontologies描述的是依賴(lài)于特定領(lǐng)域和任務(wù)的概念及概念間的關(guān)系。領(lǐng)域本體在多層本體結(jié)構(gòu)中起到了承上啟下的關(guān)鍵作用。

本文設(shè)計(jì)了基于多層結(jié)構(gòu)的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)本體的應(yīng)用模型（圖1）。在該模型中，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)引入本體以及對(duì)本體的相關(guān)操作，以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)的語(yǔ)義查詢(xún)和檢索。該模型分為地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)應(yīng)用層、本體層和數(shù)據(jù)層［5］。

圖1 基于多層結(jié)構(gòu)的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)本體應(yīng)用模型Fig.1 Multi-level ontology application model for geological hazard spatial data

1.2 地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體

領(lǐng)域本體是指在一個(gè)特定的領(lǐng)域中可以重用，提供該特定領(lǐng)域的概念定義和概念之間的關(guān)系，提供該領(lǐng)域中發(fā)生的活動(dòng)以及該領(lǐng)域的主要理論等，如醫(yī)學(xué)概念本體、生物學(xué)知識(shí)庫(kù)、地理本體、企業(yè)本體等［6，3］。與研究其他地學(xué)本體一樣，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害概念的表達(dá)，也需要從語(yǔ)義學(xué)和邏輯學(xué)的角度入手，通過(guò)引入本體和描述邏輯構(gòu)建一套能清晰描述地質(zhì)災(zāi)害信息的形式化系統(tǒng)，并形成反映該地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)不同地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型間的相互關(guān)系和作用的若干規(guī)則。地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體是基于本體的地質(zhì)災(zāi)害信息框架中的一個(gè)層次，在其中可定義諸如地震、崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害地質(zhì)學(xué)學(xué)科的本體概念。另一方面，要關(guān)注實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)集，地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體中的許多概念可能在應(yīng)用本體具有不同的名稱(chēng)，并存在名稱(chēng)相似而實(shí)質(zhì)不同或名稱(chēng)相同而意義不同的情況。因此，同一地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)集有時(shí)會(huì)具有不同的表達(dá)方式，不同的地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域?qū)嶓w可能具有一定語(yǔ)義對(duì)應(yīng)關(guān)系，而本體則為地質(zhì)災(zāi)害信息語(yǔ)義共享搭建了一個(gè)溝通橋梁。因此，將本體引入地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域，研究地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域的概念及其之間的關(guān)系，以便實(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

2.1 地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)分類(lèi)與概念體系分析

地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)理和時(shí)空演化過(guò)程復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)具有顯著的多源、多類(lèi)、多量、多維、多時(shí)態(tài)和多主題特征［7，8］。目前還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的災(zāi)害分類(lèi)方案，這主要是因?yàn)闉?zāi)害成因的復(fù)雜性、發(fā)生過(guò)程的連鎖性以及區(qū)域表現(xiàn)上的群發(fā)性，使得在分類(lèi)中很難找到一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。具體到地質(zhì)災(zāi)害（尤其是三峽庫(kù)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害），在分類(lèi)方面也比較混亂，甚至有時(shí)會(huì)把與地質(zhì)作用無(wú)關(guān)的一些災(zāi)害也劃入地質(zhì)災(zāi)害的范疇。筆者認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)害的成因分類(lèi)是主要且是常用的分類(lèi)方案，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的分類(lèi)將遵循以下原則［9，10］：1）分類(lèi)的系統(tǒng)和層次要明確。任何一種地質(zhì)災(zāi)害所衍生的災(zāi)害鏈與災(zāi)害本身是從屬關(guān)系而非并列關(guān)系，如基巖和基巖風(fēng)化殼岸線(xiàn)的崩塌、垮落屬于海岸后退一類(lèi)的地質(zhì)災(zāi)害，而不單獨(dú)作為一種災(zāi)害類(lèi)型列出;2）任何一種地質(zhì)災(zāi)害都應(yīng)按其主要成因類(lèi)型劃歸相應(yīng)的類(lèi)中，一種地質(zhì)災(zāi)害在分類(lèi)表中只能占一個(gè)位置;3）地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)力標(biāo)志是地質(zhì)作用，非直接地質(zhì)作用的災(zāi)害不應(yīng)列入地質(zhì)災(zāi)害的分類(lèi)中。

本文以滑坡為例，說(shuō)明地質(zhì)災(zāi)害信息的語(yǔ)義表達(dá)。根據(jù)滑坡的物質(zhì)成分、空間形態(tài)、地域性、形態(tài)發(fā)展變化及其對(duì)人類(lèi)的影響等，在保持其概念語(yǔ)義完整性的要求下，歸納出滑坡的本體屬性為：物質(zhì)性、空間性、時(shí)間性、影響性。其中“空間性”主要是指滑坡要素的區(qū)域性和空間分布，一般指各類(lèi)滑坡的分布區(qū)域;“時(shí)間性”表示滑坡災(zāi)害要素的形成及發(fā)展變化，如某滑坡災(zāi)害是由原來(lái)的哪類(lèi)要素轉(zhuǎn)變而來(lái)的、現(xiàn)在的狀態(tài)以及將來(lái)的轉(zhuǎn)變趨勢(shì);“影響性”體現(xiàn)了滑坡災(zāi)害要素對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)和生活的作用，即破壞性和“建設(shè)性”，在此主要指滑坡災(zāi)害的危害性。本文以《災(zāi)害地質(zhì)學(xué)》中的地質(zhì)災(zāi)害為概念域，分析其概念語(yǔ)義，地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型和組成地質(zhì)災(zāi)害的要素的語(yǔ)義描述見(jiàn)表1。

通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害概念語(yǔ)義的形式化分析，可以確定本體內(nèi)的概念及概念間的語(yǔ)義關(guān)系，這為地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的建立提供了“清晰定義術(shù)語(yǔ)和具有一致性”的前提。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害信息層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述信息分類(lèi)的原則和地質(zhì)災(zāi)害信息的分類(lèi)方法，并參照《中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DZ0238－2004）地質(zhì)災(zāi)害分類(lèi)分級(jí)（試行）》和《中華人民共和國(guó)國(guó)土資源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DZ－2000）地質(zhì)災(zāi)害分類(lèi)分級(jí)》以及文獻(xiàn)［11］中地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型的概念和本質(zhì)含義對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行科學(xué)分類(lèi)。對(duì)建立的地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域共享詞匯庫(kù)信息進(jìn)行分類(lèi)，把地質(zhì)災(zāi)害按照災(zāi)類(lèi)、災(zāi)種、子災(zāi)害三級(jí)層次進(jìn)行劃分或歸類(lèi)。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的構(gòu)建技術(shù)路線(xiàn)

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院開(kāi)發(fā)的七步法，是目前用于領(lǐng)域本體的構(gòu)建基本方法之一，具體開(kāi)發(fā)過(guò)程包括：1）確定知識(shí)本體的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域和范疇;2）考查復(fù)用現(xiàn)有知識(shí)本體的可能性;3）列出知識(shí)本體中的重要術(shù)語(yǔ);4）定義類(lèi)和類(lèi)的等級(jí)體系;5）定義類(lèi)的屬性;6）定義屬性的分面;7）創(chuàng)建實(shí)例。

表1 地質(zhì)災(zāi)害概念語(yǔ)義Table 1 Semantic conception of geological hazard

按照“七步法”的思想，地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線(xiàn)包括：1）依據(jù)有關(guān)行業(yè)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)災(zāi)害信息處理標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)家知識(shí)建立地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體框架結(jié)構(gòu)。2）基于多層本體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)本體應(yīng)用模型，建立地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)本體，基于OWL實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)本體形式化表達(dá);本體構(gòu)建、管理和查詢(xún)?cè)L問(wèn)的過(guò)程采用 Protégé3.4.4工具進(jìn)行本體的創(chuàng)建與管理維護(hù)。3）基于本體查詢(xún)模式和基于描述邏輯的本體推理，建立本體語(yǔ)義的查詢(xún)框架，設(shè)計(jì)地質(zhì)災(zāi)害空間信息共享傳播模型;提供全局的本體驅(qū)動(dòng)接口模式，實(shí)現(xiàn)各部應(yīng)用系統(tǒng)或模塊對(duì)空間數(shù)據(jù)的語(yǔ)義查詢(xún)和檢索。

3 地質(zhì)災(zāi)害信息領(lǐng)域本體形式化表達(dá)與分析

地質(zhì)災(zāi)害信息的形式化描述就是選用合適的本體描述語(yǔ)言對(duì)建立的領(lǐng)域本體進(jìn)行形式化描述，最重要的是對(duì)地質(zhì)災(zāi)害信息領(lǐng)域的概念、子概念、屬性及其各自具有的特性進(jìn)行準(zhǔn)確的定義，以提供比自然語(yǔ)言更嚴(yán)格的本體模型，增強(qiáng)機(jī)器的可讀性，便于本體模型自動(dòng)進(jìn)行邏輯推理及檢驗(yàn)。

本文采用OWL DL語(yǔ)言描述本體。利用目前成熟且流行的本體可視化構(gòu)建工具——斯坦福大學(xué)的Stanford Medical Informatics開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)放源碼的本體編輯器Protégé，完成地質(zhì)災(zāi)害信息領(lǐng)域本體庫(kù)的構(gòu)建，以便實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害信息本體的共享和重用。Protégé可以將其所構(gòu)建的本體利用多種形式的文本格式表示，在Protégé中將本體以owl格式保存，即保存為Geologicaldisasters.owl文件。

經(jīng)過(guò)多個(gè)版本的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Protégé4.0版本不很穩(wěn)定，而Protégé3.4是3系列中最成熟的版本，因此，本文選用 Protégé3.4.4作為地質(zhì)災(zāi)害信息本體庫(kù)的構(gòu)建工具。本體結(jié)構(gòu)以樹(shù)形的層次目錄結(jié)構(gòu)顯示，用戶(hù)可以通過(guò)選擇相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)來(lái)增加或編輯類(lèi)、子類(lèi)、屬性、實(shí)例等，使用戶(hù)在概念層次上設(shè)計(jì)領(lǐng)域模型，所以構(gòu)建本體建模者不需要深究具體的本體表示語(yǔ)言的語(yǔ)法。

針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害成因復(fù)雜、信息包容量大、災(zāi)害種類(lèi)復(fù)雜的特點(diǎn)，并考慮了領(lǐng)域知識(shí)處理的方便性、可共享性、擴(kuò)展性，將上述地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域信息概念抽取為地質(zhì)災(zāi)害、基礎(chǔ)地理、基礎(chǔ)地質(zhì)、水文氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等幾大類(lèi)基本信息，用Protégé3.4.4構(gòu)建了一個(gè)體系完整、應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治領(lǐng)域的地質(zhì)災(zāi)害本體信息庫(kù)。圖2是Protégé3.4.4對(duì) Geologicaldisasters本體的類(lèi)進(jìn)行操作的界面，在此界面中，主要針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體中的類(lèi)進(jìn)行編輯，如增加類(lèi)、修改類(lèi)和刪除類(lèi)等操作。類(lèi)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)圖位于左側(cè)，清晰地表達(dá)了本體中類(lèi)的層次結(jié)構(gòu)。

對(duì)Geologicaldisasters本體的屬性關(guān)系進(jìn)行操作界面中，主要對(duì)本體中類(lèi)的屬性（包括對(duì)象屬性和數(shù)據(jù)屬性的描述）進(jìn)行各種編輯：增加屬性、修改屬性和刪除屬性等。

圖2 Protégé3.4.4對(duì) Geologicaldisasters本體的類(lèi)進(jìn)行操作的界面Fig.2 Interface of the class operating of geological disasters ontology in Protégé3.4.4

圖3為部分地質(zhì)災(zāi)害信息的OWL Viz類(lèi)層次關(guān)系，其中斜坡災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)子類(lèi)，崩塌、滑坡、泥石流又是斜坡地質(zhì)災(zāi)害的3個(gè)子類(lèi)，巖體滑坡和土體滑坡為滑坡災(zāi)害的2個(gè)子類(lèi)。地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體中類(lèi)的實(shí)例的部分代碼如下：

圖3 部分地質(zhì)災(zāi)害信息的OWL Viz類(lèi)層次關(guān)系Fig.3 OWL Viz class hierarchy of part of the geological disaster information

4 結(jié)論

針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害信息語(yǔ)義共享問(wèn)題，本文研究了基于本體的語(yǔ)義信息共享模型和形式化表達(dá)方法。以具有優(yōu)勢(shì)的三峽庫(kù)區(qū)豐富地質(zhì)災(zāi)害資料為依托，以地質(zhì)災(zāi)害多源異構(gòu)空間信息集成與共享為主線(xiàn)，研究建立基于頂級(jí)、領(lǐng)域及應(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。實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成，目標(biāo)是解決橫向各部門(mén)之間的有效溝通和信息共享，以及單體災(zāi)害和群體災(zāi)害發(fā)生時(shí)的應(yīng)急指揮和決策支持等問(wèn)題。

提出了基于頂級(jí)、領(lǐng)域及應(yīng)用多層本體的地質(zhì)災(zāi)害異構(gòu)空間信息集成模型及其形式化表達(dá)方法，這有別于傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)字典、元數(shù)據(jù)等集成方法，能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)的語(yǔ)義集成，為系統(tǒng)各級(jí)應(yīng)用提供更加完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施。提出了基于組件的本體驅(qū)動(dòng)接口設(shè)計(jì)，該接口基于本體語(yǔ)義的查詢(xún)框架和地質(zhì)災(zāi)害空間信息共享傳播模型，實(shí)現(xiàn)各部應(yīng)用模塊對(duì)空間數(shù)據(jù)的語(yǔ)義查詢(xún)和檢索，是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義集成和共享的技術(shù)途徑。

在構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域共享語(yǔ)匯庫(kù)的過(guò)程中，如何有效組織地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域的知識(shí)片斷（概念、屬性、關(guān)系）是整個(gè)過(guò)程主要關(guān)心的問(wèn)題，這將關(guān)系到能否簡(jiǎn)潔且準(zhǔn)確地構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體。通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域知識(shí)的分析和表達(dá)，在得到的地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)集合中，可能存在如下情況：有些相同的概念和術(shù)語(yǔ)在含義上存在重疊，或者不同的概念和術(shù)語(yǔ)在含義上也可能存在重疊、包含甚至交叉等關(guān)系，或者某個(gè)術(shù)語(yǔ)的屬性無(wú)法確定。因此，需要在今后概念分類(lèi)體系建立的步驟中，逐步的篩選這些術(shù)語(yǔ)，并隨著地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域本體建立的推進(jìn)，對(duì)原有的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行完善（修改、添加和刪除）。

感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）吳沖龍教授、劉剛教授的悉心指導(dǎo)以及在理論和方法上提供的幫助！

［1］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）：11－14.

［2］曹彥波.基于本體的資源環(huán)境空間信息集成與共享技術(shù)研究［D］.云南師范大學(xué)，2006.

［3］GUARINO N.Semantic matching：Formal ontological distinctions for information organization，extraction，and integration［A］.PAZIENZA M T.Information Extraction：A Multidisciplinary Approach to an Emerging Information Technology［C］.Springer Verlag，1997.139－170.

［4］GUARINO N，WELTY C.A formal ontology of properties［A］.DIEG R，CORBY O.The Proceedings of the 12th International Conference on Knowledge Engineering and Knowledge Management（EKAW′2000）［C］.Springer Verlag，2000.97－112.

［5］金均強(qiáng).基于本體的空間數(shù)據(jù)建模［D］.武漢大學(xué)，2005.

［6］金芝.知識(shí)工程中的本體論研究［A］.陸汝鈐.世紀(jì)之交的知識(shí)工程與知識(shí)科學(xué)［C］.北京：清華大學(xué)出版社，2001.423－446.

［7］吳沖龍，譚照華，李偉忠，等.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）：123－128.

［8］吳沖龍.地質(zhì)礦產(chǎn)點(diǎn)源信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用［J］.地球科學(xué)，1998a，23（2）：193－198.

［9］王紅霞，辛永忠.中國(guó)近海地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分類(lèi)［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)，1997，8（2）：67－71.

［10］李紹全.海岸帶地質(zhì)災(zāi)害的屬性及分類(lèi)［J］.海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài)，1996（6）：1－3.

［11］胡海濤.地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型、分布及防治意義［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1993（2）：1－7.

Research and Application of Geological Hazard Domain Ontology

WANG Yan－ni1，LIU Gang2
（1.GeologicalInformationTechnologyCentre，EastChinaMineralExplorationandDevelopmentBureau，Nanjing210007;2.FacultyofComputerScienceandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences（Wuhan），Wuhan430074，China）

Seven-step method developed by Department of Medicine in Stanford University is introduced to establish geo-hazard domain ontology，and OWL DL is applied to describe the domain ontology in this paper.Protégéis developed by Stanford University，which is a mature and popular visual ontology building tools，is used in the establishment，management and inquiry access of the geological hazard information ontology.On the basis of related standards such as industry professional standard，geological hazard information processing standard and expert knowledge，geo-hazard domain ontology can be set up.According to the multi-level structure，geological hazard spatial data ontology application model is designed to implement the three level of geological hazard ontology with formalized representation by using OWL.Based on the abundant geological hazard data of Three Gorges Area in China，taking the multi-source heterogeneous geological hazard spatial information integration and sharing for the main line，the introduction of the ontology theory and GeoSciML for the new technical means，geological hazard ontology is applied to realize data and application integration and resolve the problem of decision making when single hazard or group hazards occur.Ontology is used to carry out semantic sharing model to improve interoperability capacity of geological hazard information system.

domain ontology;semantic data integration;geological hazard domain ontology;geological hazard information system

P208

A

1672－0504（2011）06－0036－05

2011－07- 08;

2011－09－08

教育部科技研究重點(diǎn)項(xiàng)目（109107）;中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金（CUG090109）

王艷妮（1984－），女，從事領(lǐng)域本體研究、數(shù)字礦山及三維地質(zhì)建模方面的工作。E－mail：yanniemail＠163.com