数据信息在灾害领域本体应用

彭王星

（贵州省地质环境监测院 贵州贵阳 550004）

我国的三峡库区经常发生一些地质灾害，比如滑坡、崩塌以及泥石流等；修建三峡库区改变了库区的整个生态环境，也在很大程度上影响了地质灾害体的稳定性，并且新的滑坡体也可能出现。虽然库区的地震灾害会给人们带来很严重的危害，但是目前还没有充分的共享库区的环境和地质灾害数据。在通常情况下，数据转换方法、数据集成、基于元数据和网络技术的GIS互操作技术以及语义共享集成技术可以有效的实现信息共享；因为地震灾害空间数据具有异构性、分布性和变化性，所以不能够采用传统结构化方法，目前使用比较多的是第四种语义方法，这种方法适合目前迅猛发展的应用环境；而实现语义共享的良好途径就是本体。数据集成中的通用语义模型的最优选择就是本体，这是因为本体可以将概念的含义准确描述出来，也可以将概念之间的内在关联有效的描述出来。

1 地质灾害领域本体

多层本体应用模型：本体一般可以分为顶级、领域、任务和应用，这种划分的依据是领域依赖程度的不同。领域本体可以将承上启下的作用充分的发挥在多层本体结构中；本文设计的多层本体应用模型可以对本体进行相关的操作，也可以有效的语义查询和检索地质灾害空间数据，可以大致分为地质灾害信息系统应用层、本体层和数据层。

地震灾害领域本体：领域本体指的是可以在一个特定的领域内重用，并且将在这个特定领域内的概念定义和概念之间的关系明确的提供出来，还可以将在这个领域内发生的活动以及这个领域内的主要理论明确的提供出来，比如医学概念本体、地理本体、企业本体以及生物学知识库等等。要想有效的将地质灾害的概念表达出来，就需要采取和研究其他学科本体一样的方式，也就是将语义学和逻辑学作为切入的角度，依据引入的本体以及描述逻辑，把可以清晰的描述出地质灾害信息的形式化系统给建立起来，这个形式化的系统还可以有效的将地质灾害信息系统不同的地质灾害类型之间的相互关系以及作用的若干规则给反映出来。地震灾害领域本体建立在本体的地震灾害信息框架一个层次的基础上，可以将一些灾害地质学学科的本体概念定义其中，比如地震、滑坡、崩塌以及泥石流等；同时，还应该对实际的地质灾害数据集产生足够的重视程度，因为许多概念会有不同的名字在应用本体之中，有些是名称相似但是本质不同，有些是名称不同但是本质相似。所以，针对同一地质灾害数据集会有不同表达方式的情况，本体就可以实现桥梁的功能，来实现地质灾害信息的语义共享，这样将本体引入其中，就可以对地质灾害领域的概念和之间的关系进行研究，从而有效的实现地质灾害领域信息的集成和共享。

2 领域本体的基本构建方法

地质灾害数据分类与概念体系分析：地震灾害有着十分复杂的形成机理和时空演化过程，并且多源、多类、多量、多维、多时态和多主题特征也是地震灾害数据的特点。因为地震灾害的成因非常的复杂，并且在发生的过程中具有连锁性，在区域表现上具有群发性，所以在对灾害分类的时候还没有形成一个统一的标准。一般来说，可以按照以下原则进行分类，要遵循明确的分类系统和层次；要按照成因类型将地质灾害划分到相应的类中，并且一个位置中只能有一种地质灾害；地质作用是地质灾害的动力标志，因此，不是直接地质作用的灾害不属于地质灾害。

地质灾害信息层次结构：对地质灾害进行分类的时候应该按照分类的原则以及地质灾害信息的分类方法，还应该参照相关的法律法规和行业标准，根据地质灾害类型的概念和本质含义进行科学的分类。一般可以按照灾类、灾种和子灾害三级层次对地质灾害进行分类。

地质灾害领域本体的构建技术路线：目前在领域本体的构建中使用非常普遍的就是斯坦福大学医学院开发的七步法，具体是：对知识本体的专业领域和范畴进行确定；考察复用现有知识本体的可能性；将知识本体中的重要术语列出来；将类和类的等级体系定义出来；对类的属性进行定义；对属性的分面进行定义；创建实例。

根据上面所述七步法的思想，可以将地质灾害领域本体的技术实现路线概括为：根据相关的行业标准和地质灾害信息处理标准和专家知识等，建立起科学合理的地质灾害领域本体框架结构；在设计地质灾害空间数据本体应用模型的时候，应该依照多层本体结构，建立地质灾害空间数据本体，采用OWL语言对空间数据本体进行形式化的表达；根据本体查询模式和描述逻辑的本体推理，建立起科学的本体语义查询框架，同时将地质灾害空间信息共享传播模型设计出来；为了实现各部应用系统或模块都能查询和检索空间数据的语义，就需要提供全局的本体驱动接口模式。

3 结语

本文以我国的三峡库区为例，因为三峡库区具有丰富的地质灾害资料，采用的主线是地质灾害多源异构空间信息集成和共享，研究了如何建立基于顶级、领域以及应用多层本体的地质灾害空间数据语义集成和共享模型，从而希望可以有效的实现横向各部门之间的沟通和信息共享功能。

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