近年来,地理信息系统技术历经从早期的功能单一、结构简单且面向于专业领域的地理信息系统,发展到如今集多功能、网络化、智能化于一体的遍布于各行各业的综合性信息系统。地理系统研究对象的丰富性决定了地理信息的多语义性。目前,地理语义的研究集中在基于语义概念描述的地理本体体系或者是语义属性特征计算的语义模型方面,但缺少概念与属性数据融合表达的地理对象语义解析与识别方法。语义解析的研究需要在原始概念的基础上,充分考虑到语义间内含的属性特征信息、语义属性值的计算以及语义之间相互关系的问题。据此本文提出几何代数理论与方法构建语义概念等级体系和属性特征值融合表达的语义解析机制。基于几何代数的多重向量结构可以实现混合维度几何对象与语义结构的统一组织与表达,几何代数的数学模式支持计算机层面的数值计算,同时几何算子可高效求解语义编码信息,实现语义的精准定位和高效识别。本文基于领域本体构建方法,研究构建领域通用语义库的方法,并定义基于该结构的语义库数字编码方法;基于几何代数的数学形式化结构和几何算子,研究语义编码与解码的表达方法;基于语义组成成分的权重,研究基于几何代数语义概念和属性关联的编码结构的语义相似性测量方法。本文的主要研究工作如下:1)领域语义库构建。借鉴领域本体构建的“七步法”,获取领域的本体知识,确定概念和描述概念的属性。构建准确描述地理实体结构,全面表达语义属性信息及其内部相互作用关系的语义数据库。语义库不限制存储对象的类型,同时支持属性维度空间和内涵的扩展,从而丰富语义的表达。通过对语义库的概念等级体系和语义属性特征的分类归纳,结合语义编码规则,实现语义关系的转换。2)基于几何代数的语义信息编码与解码。几何代数的空间基向量和几何算子可进行特定语义关系的表达。基于几何代数的多重向量结构可实现混合维度的概念对象与属性特征关联的语义结构的统一组织与融合表达。依据原始数据的语义关联关系,构建基于几何代数表达的语义概念描述、属性数据嵌入与对象关联方法,形成概念描述语义和属性约束语义关联的编码结构,实现地理对象概念和属性约束语义的完整性与一致性表达。基于几何代数的几何逆算子可以提取多重向量的维度信息,实现语义信息的解析。3)基于几何代数编码向量的语义相似度计算。基于建立的领域标准语义库和研究区语义库的语义编码向量矩阵结构,构建基于几何代数的概念层级关系和属性特征融合编码结构的语义相似性度量模型,实现语义间的相似性识别。