專利名稱：：基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及空間信息服務
技術領域：
，尤其涉及一種基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法。
背景技術：
：從上世紀90年代末至今，面向服務架構作為一種分布式信息系統(tǒng)體系架構，逐漸被引入到包括空間信息科學領域在內的各個應用領域。Web服務技術作為面向服務架構的主流實現(xiàn)技術，極大地推動了空間信息以服務的形式進行共享、互操作和集成應用。同時，隨著對地觀測技術的高速發(fā)展，大量的遙感數(shù)據(jù)以及各種遙感信息處理功能以服務的形式分布在互聯(lián)網上，為各遙感應用領域和部門之間提供信息的共享和互操作。然而，遙感信息處理服務的數(shù)據(jù)源多樣性、處理種類繁多、關系復雜等特點，給遙感信息處理服務的管理和發(fā)現(xiàn)帶來了困難。因此，需要對這些遙感信息處理服務進行系統(tǒng)、科學的分類，以便于對這些遙感信息處理服務進行有效的管理，以利于遙感信息處理服務的發(fā)現(xiàn)和檢索，最終能夠為用戶提供符合應用需求的遙感信息處理服務。目前，國內外的空間信息服務分類體系主要是采用主流的信息分類方法構建起來的，主要包括線分類法和面分類法。線分類法也稱層級分類法，將初始的分類對象，按照選定的屬性作為劃分基礎，逐次地分成相應的若干個層級類目，并排列成一個有層次的逐級展開的分類體系。線分類法具有很好的層次結構，但是用來分類的標準單一，不適合復雜對象的分類。國際上對于空間信息服務分類最具代表性的IS0/TC211的地理信息服務IS019119就是采用線分類法從信息視點對地理信息服務進行分類，其中包括部分遙感信息處理服務，但是分類層次粗略，忽略了遙感信息處理服務的數(shù)據(jù)源多樣性和處理關系的復雜性等特點，不利于準確地對遙感信息處理服務進行分類管理，導致遙感信息處理服務基于分類的查詢準確率較低。面分類法是把給定的分類對象，依據(jù)其本身固有的若干屬性(或特征)，劃分成一組獨立的類目，每一組類目構成一個面，按照一定的順序將各個相互之間沒有隸屬關系的面平行排列，使用時根據(jù)需要將某個面中的類目和另一個面的一種類目組合在一起，形成一個新的復合類目。面分類法顧及了事物的屬性復雜性，但是沒有良好的層次結構。因此，運用面分類法進行遙感信息處理服務分類，不能形成處理服務概念之間的上下位關系，不支持運用上下位關系進行查詢擴展，同樣不利于遙感信息處理服務的發(fā)現(xiàn)和檢索。本體作為"共享概念模型的明確形式化規(guī)范說明"，能夠捕獲領域知識，確定該領域內共同認可的詞匯，通過概念之間的各種關系來描述概念的語義，提供對該領域知識的共同理解，為領域知識的共享提供形式化方法，使人和計算機以及計算機和計算機之間能夠相互理解和交流，并能基于語義進行推理。因而，本體的出現(xiàn)為遙感信息處理服務分類中概念以及概念之間的各種復雜關系的表達提供了可行方法，不僅能夠顧及處理概念之間的層次關系，而且能夠顧及遙感信息處理服務的數(shù)據(jù)源多樣性和處理關系的復雜性，尤其是本體對概念與概念之間關系的形式化表達，將概念與概念聯(lián)系起來，使其在遙感信息處理服務查詢和檢索中能夠通過概念之間的關系進行查詢擴展，從而提高服務的查全率和查準率。然而，目前本體的構建并沒有統(tǒng)一的方法，而且大部分是人工方式構建，工作量大，耗時長，特別是遙感信息處理服務數(shù)據(jù)源多樣性、處理種類繁多和關系復雜等特點更增加了遙感信息處理服務分類本體構建的工作量。因而，如何自動或半自動的構建遙感信息處理服務分類本體就成為了一個亟待解決的問題。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，以利用遙感信息服務分類本體對遙感信息處理服務進行管理和查詢，從而能夠提高遙感信息處理服務管理和查詢的效率。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案—種基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，包括以下步驟①確定遙感信息處理服務概念集合；②提取遙感信息處理服務的語義特征；③確定遙感信息處理服務的形式背景；④生成遙感信息處理服務的概念格；⑤對所述概念格形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。所述步驟①通過綜合現(xiàn)有遙感信息處理的相關詞典和軟件確定遙感信息處理服務的概念集合。所述步驟②根據(jù)遙感信息處理服務的領域特征，從概念定義的語義特征、數(shù)據(jù)的語義特征和處理功能的語義特征三方面進行遙感信息處理服務概念的語義特征提取。所述概念定義的語義特征主要來自于概念的定義，所述數(shù)據(jù)的語義特征主要包括傳感器、波譜、空間分辨率和波譜分辨率，所述處理功能的語義特征主要包括服務對數(shù)據(jù)源的時間屬性、空間屬性、專題屬性的處理。所述步驟③的遙感信息處理服務的形式背景由遙感信息處理服務的概念集合和遙感信息處理服務的語義特征集合組成，其中遙感信息處理服務概念集合作為形式背景的對象集合，而遙感信息處理服務的語義特征作為屬性集合。所述步驟④生成遙感信息處理服務概念格的過程中，保留遙感信息處理服務概念集合中存在的概念，刪除新的冗余概念。所述步驟⑤利用0WL本體語言對遙感信息處理服務概念格進行形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果1)充分結合遙感信息處理服務的領域特征，從概念定義的語義特征、數(shù)據(jù)的語義特征和處理功能的語義特征三大方面全面地、準確地提取遙感信息處理服務的語義特征，從而能夠更加細致的對遙感信息處理服務進行分類，其中概念定義的語義特征主要來自于概念的定義，數(shù)據(jù)的語義特征主要包括傳感器、波譜、空間分辨率和波譜分辨率，處理功能的語義特征主要包括服務對數(shù)據(jù)源的什么屬性進行了處理，主要包括處理時間屬性、處理空間屬性、處理專題屬性；2)利用形式概念分析方法構建遙感信息處理服務的概念格，實現(xiàn)了遙感信息處理服務分類本體的半自動構建，減少了工作量，提高了本體構建的效率；3)相對于現(xiàn)有的空間信息服務分類體系而言，更加關注遙感信息處理服務的分類，分類層次更加細致、更加準確，從而能夠更準確地對遙感信息處理服務進行管理和查詢，提高遙感信息處理服務管理和查詢的效率。圖1是本發(fā)明提供的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法流程圖。圖2是本發(fā)明提供的以坐標操作相關服務概念為實施例形成的概念格。其中，Sl-確定遙感信息處理服務概念集合，S2-提取遙感信息處理服務的語義特征，S3-確定遙感信息處理服務的形式背景，S4-生成遙感信息處理服務的概念格，S5-對概念格形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。具體實施例方式下面以具體實施例結合附圖對本發(fā)明作進一步說明本發(fā)明提供的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，參見圖l，包括以下步驟Sl:確定遙感信息處理服務概念集合；S2:提取遙感信息處理服務的語義特征；S3:確定遙感信息處理服務的形式背景；S4:生成遙感信息處理服務的概念格；S5:對概念格形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。下面進一步以具體實施過程為例詳細介紹每一個步驟①確定遙感信息處理服務概念集合。遙感信息處理服務概念集合的確定是決定分類體系是否系統(tǒng)、全面地覆蓋遙感信息處理領域知識的一個關鍵步驟。本發(fā)明中遙感信息處理服務概念集合的確定是在參考《遙感大辭典》(陳述彭，1990年)、《英漢遙感詞匯》(1986年)、《英漢地球空間信息科學與技術詞匯》(夏宗國等，2000年)、《測繪學名詞》、《AGlossaryofGISTerminology》、ERDASIMAGINE遙感圖像處理軟件、ENVI遙感圖像處理軟件、《IS019119——地理空間信息服務》、《IS019115——地理信息元數(shù)據(jù)》等大量的空間信息科學資料的基礎上確定下來的。②提取遙感信息處理服務的語義特征。根據(jù)遙感信息處理服務的領域特征，從概念定義的語義特征、數(shù)據(jù)的語義特征和處理功能的語義特征三大方面進行遙感信息處理服務概念的語義特征提取，其中概念定義的語義特征主要來自于概念的定義，數(shù)據(jù)的語義特征主要包括傳感器、波譜、空間分辨率和波譜分辨率，處理功能的語義特征主要包括服務對數(shù)據(jù)源的什么屬性進行了處理，主要包括處理時間屬性、處理空間屬性、處理專題屬性。如對于坐標操作方面的服務，有坐標變換、坐標轉換、地圖投影、地圖投影變換、地圖坐標變換、圖像坐標變換等服務概念。以此為例，進行服務概念語義特征提取如下坐標操作[+在兩個坐標參照系之間，+—對一，+改變坐標值，+空間屬性]坐標變換[+基于不同的基準，+在兩個坐標參照系之間，+—對一，+改變坐標值，+空間屬性]坐標轉換[+基于相同的基準，+在兩個坐標參照系之間，+—對一，+改變坐標值，+空間屬性]地圖投影[+從大地坐標系到平面坐標系，+基于相同的基準，+在兩個坐標參照系之間，+—對一，+改變坐標值，+空間屬性]地圖投影變換[+從一個投影坐標系到另一個投影坐標系，+基于相同的基準，+在兩個坐標參照系系之間，+—對一，+改變坐標值，+空間屬性]圖像坐標轉換[+影像，+兩個不同影像坐標系之間，+基于相同的基準，+在兩個坐標參照系之間，+—對一，+改變坐標值，+空間屬性]③確定遙感信息處理服務的形式背景。遙感信息處理服務的形式背景由遙感信息處理服務的概念集合和遙感信息處理服務的語義特征集合組成，其中遙感信息處理服務概念集合作為形式背景的對象集合，而遙感信息處理服務的語義特征作為屬性集合。下表為上述坐標操作相關服務的形式背景交叉表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>④生成遙感信息處理服務的概念格。利用形式概念分析開源軟件Conc印tE鄧lorer生成遙感信息處理服務的概念格，并對概念格進行后處理，保留遙感信息處理服務概念集合中存在的概念，而刪除冗余的新概念。參見圖2所示的以坐標操作相關服務概念為實施例形成的概念格。⑤對概念格形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。對遙感信息處理服務的概念格中的層次結構中的關系進行定義，并利用本體語言OWL對概念格中的概念和關系進行形式化，形成遙感信息處理服務分類本體，最終形成遙感信息處理服務分類本體的OWL文檔。下面是遙感信息處理服務分類本體OWL文檔中關于坐標操作的部分〈owl:Classrdf:ID=〃地圖投影服務〃>〈rdfs:subClassOf〉〈owl:Classrdf:ID=〃坐標轉換服務〃/>〈/rdfs:subClassOf〉〈/owl:Class〉〈owl:Classrdf:ID=〃坐標變換服務〃>〈rdfs:subClass0f〉〈owl:Classrdf:ID=〃坐標操作服務〃/>〈/rdfs:subClass0f〉〈/owl:Class〉〈owl:Classrdf:ID=〃圖像坐標轉換服務〃>〈rdfs:subClass0frdf:resource=〃#坐木示操作月艮務〃/>〈/owl:Class〉〈owl:Classrdf:ID=〃地圖坐標轉換服務〃>〈rdfs:subClass0f〉〈owl:Classrdf:about="#坐標轉換服務〃/>〈/rdfs:subClass0f〉〈/owl:Class〉〈owl:Classrdf:about=〃#坐標轉換服務〃>〈rdfs:subClass0frdf:resource=〃#坐木示操作月艮務〃/>〈/owl:Class〉〈owl:Classrdf:ID=〃地圖投影變換服務">〈rdfs:subClassOfrdf:resource=〃#坐標轉換服務〃/>〈/owl:Class>〇權利要求一種基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，其特征在于，包括以下步驟①確定遙感信息處理服務概念集合；②提取遙感信息處理服務的語義特征；③確定遙感信息處理服務的形式背景；④生成遙感信息處理服務的概念格；⑤對所述概念格形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。2.根據(jù)權利要求1所述的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，其特征在于所述步驟①通過綜合現(xiàn)有遙感信息處理的相關詞典和軟件確定遙感信息處理服務的概念集合。3.根據(jù)權利要求1所述的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，其特征在于所述步驟②根據(jù)遙感信息處理服務的領域特征，從概念定義的語義特征、數(shù)據(jù)的語義特征和處理功能的語義特征三方面進行遙感信息處理服務概念的語義特征提取。4.根據(jù)權利要求3所述的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，其特征在于所述概念定義的語義特征主要來自于概念的定義，所述數(shù)據(jù)的語義特征主要包括傳感器、波譜、空間分辨率和波譜分辨率，所述處理功能的語義特征主要包括服務對數(shù)據(jù)源的時間屬性、空間屬性、專題屬性的處理。5.根據(jù)權利要求1所述的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，其特征在于所述步驟③的遙感信息處理服務的形式背景由遙感信息處理服務的概念集合和遙感信息處理服務的語義特征集合組成，其中遙感信息處理服務概念集合作為形式背景的對象集合，而遙感信息處理服務的語義特征作為屬性集合。6.根據(jù)權利要求1所述的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，其特征在于所述步驟④生成遙感信息處理服務概念格的過程中，保留遙感信息處理服務概念集合中存在的概念，刪除新的冗余概念。7.根據(jù)權利要求1所述的基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法，其特征在于所述步驟⑤利用0WL本體語言對遙感信息處理服務概念格進行形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。全文摘要本發(fā)明涉及空間信息服務
技術領域：
，尤其涉及一種基于形式概念分析的遙感信息處理服務分類本體構建方法。本發(fā)明包括確定遙感信息處理服務概念集合，提取遙感信息處理服務的語義特征，確定遙感信息處理服務的形式背景，生成遙感信息處理服務的概念格，對所述概念格形式化，生成遙感信息處理服務分類本體。本發(fā)明從遙感信息處理服務概念的定義、處理數(shù)據(jù)源和處理屬性的角度準確、充分地揭示遙感信息處理服務概念的語義，提取其語義特征，利用形式概念分析方法構建遙感信息處理服務的概念格，實現(xiàn)了遙感信息處理服務分類本體的半自動構建，提高了本體構建的效率，分類層次更加細致、更加準確，提高了遙感信息處理服務管理和查詢的效率。文檔編號G06F17/30GK101699444SQ200910272459公開日2010年4月28日申請日期2009年10月20日優(yōu)先權日2009年10月20日發(fā)明者馮媛媛,張霞,眭海剛,詹勤申請人:武漢大學