地質災害領域本體的研究與應用

■龍新剛

（塔城地區地質環境監測站 新疆烏蘇833000）

地質災害領域本體的研究與應用

■龍新剛

（塔城地區地質環境監測站 新疆烏蘇833000）

本文通過對專家知識、地質災害信息處理標準以及行業標準等相關標準的利用將地址災害領域本體建立了起來。隨后選擇三峽庫區豐富的地質災害資料作為基礎，將地質災害多源異構空間信息的共享和集成作為主線，將GeoSciML和本體理論引入了進來，將基于應用、領域和頂層的多層本體的地質災害空間數據共享和集成模型建立起來，從而確保了地質災害信息系統應用集成和數據集成的實現，在出現群體災害和單體災害的時候希望能夠對相關的應急決策和指揮具有一定的幫助作用。

領域本體語義信息集成地質災害領域本體

作為地質災害的多發地區，三峽庫區中最為常見的外動力地質現象就是泥石流、滑坡以及崩塌，而這些也正好是主要的地質災害類型。修建三峽工程深刻地影響到了庫區的整個生態環境，而且導致地質災害體出現了一定的變化。由于地質災害空間數據存在著變化性、增長性、分布性和結構性等特點，因此采用傳統結構化的方法無法與三峽工程的應用環境相適應。為此，本文對地質災害領域本體的研究與應用進行了分析和介紹。

1　地質災害領域本體概述

1.1地質災害領域中的多層本體應用模型

以領域依賴程度為根據可以將本體細分為四類，也就是應用、任務、領域和頂級。其中頂級主要是對最普通的概念及概念的關系進行描述；領域主要是對特定領域中的概念和概念的關系進行描述；任務主要是對特定行為或者任務中概念和概念的關系進行描述；應用主要是對特定任務和特定領域中的概念和概念的關系進行描述。在多層本體結構中領域本體本身具有一種承上啟下的關鍵作用。本文對多層結構的地質災害空間數據本體的應用模型進行了設計。這個模型將本體以及對本體的相關操作引入到了地質災害信息系統，這樣就能夠檢查和查詢地質災害空間數據的語義。該模型從整體上來說劃分為地質災害信息系統數據層、本體層和應用層[1]。

1.2地質災害領域本體分析

可以重用于一個特定領域中，將該領域的概念和概念的關系提供出來，并且提供該領域的主要理論和發生的活動，這就是所謂的領域本體。需要立足于邏輯學和語義學的角度表達地質災害概念，利用描述邏輯和引入本體的方式將一套可以對地質災害信息進行清晰描述的形式化系統建立起來。地質災害領域本體能夠對泥石流、滑坡、崩塌、地震等災害的地質學本體概念進行定義。而在地質災害領域中引入本體，對地質災害領域概念及其關系進行研究，就能夠確保地質災害領域信息的共享和集成的實現。

2　對領域本體進行構建的方法

2.1對地質災害數據的分類以及相關的概念體系

地質災害具有十分復雜的時空演化過程和形成機理，因此地質災害數據就呈現出了多主題、多時態、多維、多量、多類、多源等一系列的特征，現在并未出現得到大家公認的災害分類方案，這主要是由于在分類的過程中很難找到關于災害區域表現上的群發性、發生過程的連鎖性以及成因的復雜性等的統一的標準。在對地質災害進行分類的時候顯得比較混亂，有時候會在地質災害的范疇中納入一些與地質作用無關的災害。筆者認為，必須要遵循以下原則對地質災害進行分類：首先在分類的時候必須要具有明確的系統和層次，災害本身與其所衍生的災害鏈具有從屬的關系，而并不是并列關系；其次，要按照主要的成因類型將一種地質災害劃分到相應的類中，在分類表中一種災害只能占有一個位置；最后，地質作用是地質災害的動力標志，因此在地質災害的分類中不能夠列入非直接地質作用的災害[2]。

2.2構建地質災害領域本體的途徑

第一，嚴格的以行家知識、地質災害信息處理標準和行業專業標準為根據將地質災害領域本體框架結構建立起來；第二，立足于多層本體結構，對地質災害空間數據本體應用模型進行設計，然后將地質災害空間數據本體建立起來，通過OWL形式化表達空間數據本體；第三，通過描述邏輯和本體查詢模式的本體推理，將本體語義的查詢框架建立起來，對地質災害空間信息共享傳播模型進行設計；隨后將整體的本體驅動接口模式提供出來，確保各部新應用模塊和系統能夠查詢和檢索空間數據的語義。

3　對地質災害信息領域本體的分析和表達

選擇合理的本體描述語言形式化的描述建立的領域本體，準確的定義地質災害信息領域的各種概念以及各概念自身的特性，從而能夠將更嚴格的本體模型提供出來，使機器的可讀性得以加強。在本次研究中選擇OWLDL語言對本體進行描述，并且利用本體編輯器這樣一個本體可視化構建工具將構建地質災害信息領域本體庫的工作完成，這樣就能夠共享和重用地質災害信息本體。該本體編輯器可以采用多種形式的文本格式表示所構建的本體。選擇樹形的層次目錄結構顯示本體結構，而用戶則能夠對相應的節點進行選擇，從而對類、子類、屬性、實例等進行增加或者編輯，這樣就能夠讓用戶立足于概念層次對領域模型進行設計，因此構建本體建模者沒有必要對具體的本體表示語言的語法進行深究[3]。

地質災害本身具有十分復雜的災害種類、較大的信息包流量以及復雜的成因等一系列的特點。為此，出于對領域知識處理，擴展性和共享性以及方便性的考慮，采用社會經濟、水文氣象、基礎地質、基礎地理、地質災害等幾大類基本信息對地質災害領域信息概念進行概括。在本體內操作的界面中可以編輯地質災害領域本體中的類，比如刪除類、修改類、增加類等各種操作，這樣就能夠將本體中類的層次結構很清晰的表達出來。

4　結語

在對地質災害領域共享語匯庫進行構建的過程中，必須要充分地關注如何對地質災害領域中關系、屬性和概念等知識片段進行有效的組織，只有這樣才能夠將地質災害領域本體準確簡潔的構建起來。通過分析和表達地質災害領域知識的工作，我們發現，未來在建立概念分類體系的時候必須要對其中的術語進行有效的篩選，在推進地質災害領域本體建立的過程中，還要進一步的完善原有的術語。

[1]陳虎,李宏偉,馬雷雷.本體在地理知識庫構建中的應用 [J].地理空間信息.2011 (05).

[2]肖花,劉春年.基于本體的農業災害應急處置領域知識表示研究 [J].安徽農業科學.2011(27).

[3]陳玉鑫,李景文,崔爽,姜智東.基于地理本體的空間數據組織方法與應用 [J].測繪與空間地理信息.2011(06).

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-333-1

龍新剛（1976～），男，水工環工程師，研究方向為水文地質、工程地質、環境地質。