地质灾害领域本体的研究与应用

■龙新刚

（塔城地区地质环境监测站 新疆乌苏833000）

地质灾害领域本体的研究与应用

■龙新刚

（塔城地区地质环境监测站 新疆乌苏833000）

本文通过对专家知识、地质灾害信息处理标准以及行业标准等相关标准的利用将地址灾害领域本体建立了起来。随后选择三峡库区丰富的地质灾害资料作为基础，将地质灾害多源异构空间信息的共享和集成作为主线，将GeoSciML和本体理论引入了进来，将基于应用、领域和顶层的多层本体的地质灾害空间数据共享和集成模型建立起来，从而确保了地质灾害信息系统应用集成和数据集成的实现，在出现群体灾害和单体灾害的时候希望能够对相关的应急决策和指挥具有一定的帮助作用。

领域本体语义信息集成地质灾害领域本体

作为地质灾害的多发地区，三峡库区中最为常见的外动力地质现象就是泥石流、滑坡以及崩塌，而这些也正好是主要的地质灾害类型。修建三峡工程深刻地影响到了库区的整个生态环境，而且导致地质灾害体出现了一定的变化。由于地质灾害空间数据存在着变化性、增长性、分布性和结构性等特点，因此采用传统结构化的方法无法与三峡工程的应用环境相适应。为此，本文对地质灾害领域本体的研究与应用进行了分析和介绍。

1　地质灾害领域本体概述

1.1地质灾害领域中的多层本体应用模型

以领域依赖程度为根据可以将本体细分为四类，也就是应用、任务、领域和顶级。其中顶级主要是对最普通的概念及概念的关系进行描述；领域主要是对特定领域中的概念和概念的关系进行描述；任务主要是对特定行为或者任务中概念和概念的关系进行描述；应用主要是对特定任务和特定领域中的概念和概念的关系进行描述。在多层本体结构中领域本体本身具有一种承上启下的关键作用。本文对多层结构的地质灾害空间数据本体的应用模型进行了设计。这个模型将本体以及对本体的相关操作引入到了地质灾害信息系统，这样就能够检查和查询地质灾害空间数据的语义。该模型从整体上来说划分为地质灾害信息系统数据层、本体层和应用层[1]。

1.2地质灾害领域本体分析

可以重用于一个特定领域中，将该领域的概念和概念的关系提供出来，并且提供该领域的主要理论和发生的活动，这就是所谓的领域本体。需要立足于逻辑学和语义学的角度表达地质灾害概念，利用描述逻辑和引入本体的方式将一套可以对地质灾害信息进行清晰描述的形式化系统建立起来。地质灾害领域本体能够对泥石流、滑坡、崩塌、地震等灾害的地质学本体概念进行定义。而在地质灾害领域中引入本体，对地质灾害领域概念及其关系进行研究，就能够确保地质灾害领域信息的共享和集成的实现。

2　对领域本体进行构建的方法

2.1对地质灾害数据的分类以及相关的概念体系

地质灾害具有十分复杂的时空演化过程和形成机理，因此地质灾害数据就呈现出了多主题、多时态、多维、多量、多类、多源等一系列的特征，现在并未出现得到大家公认的灾害分类方案，这主要是由于在分类的过程中很难找到关于灾害区域表现上的群发性、发生过程的连锁性以及成因的复杂性等的统一的标准。在对地质灾害进行分类的时候显得比较混乱，有时候会在地质灾害的范畴中纳入一些与地质作用无关的灾害。笔者认为，必须要遵循以下原则对地质灾害进行分类：首先在分类的时候必须要具有明确的系统和层次，灾害本身与其所衍生的灾害链具有从属的关系，而并不是并列关系；其次，要按照主要的成因类型将一种地质灾害划分到相应的类中，在分类表中一种灾害只能占有一个位置；最后，地质作用是地质灾害的动力标志，因此在地质灾害的分类中不能够列入非直接地质作用的灾害[2]。

2.2构建地质灾害领域本体的途径

第一，严格的以行家知识、地质灾害信息处理标准和行业专业标准为根据将地质灾害领域本体框架结构建立起来；第二，立足于多层本体结构，对地质灾害空间数据本体应用模型进行设计，然后将地质灾害空间数据本体建立起来，通过OWL形式化表达空间数据本体；第三，通过描述逻辑和本体查询模式的本体推理，将本体语义的查询框架建立起来，对地质灾害空间信息共享传播模型进行设计；随后将整体的本体驱动接口模式提供出来，确保各部新应用模块和系统能够查询和检索空间数据的语义。

3　对地质灾害信息领域本体的分析和表达

选择合理的本体描述语言形式化的描述建立的领域本体，准确的定义地质灾害信息领域的各种概念以及各概念自身的特性，从而能够将更严格的本体模型提供出来，使机器的可读性得以加强。在本次研究中选择OWLDL语言对本体进行描述，并且利用本体编辑器这样一个本体可视化构建工具将构建地质灾害信息领域本体库的工作完成，这样就能够共享和重用地质灾害信息本体。该本体编辑器可以采用多种形式的文本格式表示所构建的本体。选择树形的层次目录结构显示本体结构，而用户则能够对相应的节点进行选择，从而对类、子类、属性、实例等进行增加或者编辑，这样就能够让用户立足于概念层次对领域模型进行设计，因此构建本体建模者没有必要对具体的本体表示语言的语法进行深究[3]。

地质灾害本身具有十分复杂的灾害种类、较大的信息包流量以及复杂的成因等一系列的特点。为此，出于对领域知识处理，扩展性和共享性以及方便性的考虑，采用社会经济、水文气象、基础地质、基础地理、地质灾害等几大类基本信息对地质灾害领域信息概念进行概括。在本体内操作的界面中可以编辑地质灾害领域本体中的类，比如删除类、修改类、增加类等各种操作，这样就能够将本体中类的层次结构很清晰的表达出来。

4　结语

在对地质灾害领域共享语汇库进行构建的过程中，必须要充分地关注如何对地质灾害领域中关系、属性和概念等知识片段进行有效的组织，只有这样才能够将地质灾害领域本体准确简洁的构建起来。通过分析和表达地质灾害领域知识的工作，我们发现，未来在建立概念分类体系的时候必须要对其中的术语进行有效的筛选，在推进地质灾害领域本体建立的过程中，还要进一步的完善原有的术语。

[1]陈虎,李宏伟,马雷雷.本体在地理知识库构建中的应用 [J].地理空间信息.2011 (05).

[2]肖花,刘春年.基于本体的农业灾害应急处置领域知识表示研究 [J].安徽农业科学.2011(27).

[3]陈玉鑫,李景文,崔爽,姜智东.基于地理本体的空间数据组织方法与应用 [J].测绘与空间地理信息.2011(06).

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-2-333-1

龙新刚（1976～），男，水工环工程师，研究方向为水文地质、工程地质、环境地质。