本体论原本是一个哲学上的概念,然而近十多年来,本体论研究在计算机科学中日益受到重视,其重要性尤其在诸如知识工程、数据库设计、信息建模、信息检索与提取、知识管理与组织等不同领域得到认识。 本体论不仅在计算机科学中受到重视,同样作为计算系统的地理信息系统也认识到了这个问题,地理本体的研究在上个世纪九十年代中后期逐步得到重视。目前,国外已经有不少研究机构和学者对地理本体极为关注,也做了一些探索性的工作,而国内的地理信息学界,对这一问题还鲜有涉及。本体论观点在空间信息的概念模型、空间数据的共享和互操作、地理类别的研究等方面具有十分重要的意义,其最大的意义在于对空间信息语义理论的丰富,潜在的优点在知识工程领域已初见端倪,本体论研究会成为我们加深对地理信息和地理信息系统认识的重要途径(杜清运,2001)。 地理本体是一个非常复杂而又难以把握的概念。作为一个从哲学被引入到信息科学进而被引入到地理信息科学中的概念,本体在其哲学源头上就是一个歧义最多、意义最为模糊的范畴之一。从现有研究来看,大多数GIS领域中的学者在研究地理本体时,仅仅是把本体在信息科学中的含义直接移植到地理信息科学中来,而没有考虑到地理信息自身的特殊性。 本文从地理本体的概念入手,围绕地理本体的概念、形式化表达机制及其在地图服务中的应用,开展了如下主要研究工作: 1.通过对地理本体的概念进行追根溯源式的研究,充分考察了本体在哲学上以及在信息科学中的含义,试图建立一个地理本体的基本理论体系,这有助于明确有关地理本体研究的范畴、意义及其发展方向。提出了地理本体具有三重含义,即哲学本体、信息本体和空间本体。哲学本体突出表现在对地理目标域本身的关注,主要涉及地理概念、类别、关系和过程的研究,地理时空本体、不确定性本体、尺度本体也是哲学本体的重要体现。而信息本体的含义主要体现在通过对共享的地理概念的明确的形式化定义,应用于地理信息共享与互操作、基于语义的地理信息集成以及地理信息服务等方面。空间本体是地理本体区别于其他的一般信息本体最大的不同之处,因为地理本体不仅具有一般的属性特征,而且具有重要的空间特征。 2.在详细分析现有的本体以及地理本体的逻辑结构的基础上,结合构建地理本体的实践,提出地理本体的逻辑结构可以分为宏观和微观两个层次,宏观的