GIS语义表达是当前地理信息科学领域的一个研究热点，其目的是强化GIS数据模型，促进地理信息的交互与共享。论文以国家自然科学基金(40501053)—“GIS多源集成空间数据不一致性的智能化处理理论与方法”和“南通市城市应急指挥辅助决策支持系统”两个项目为支撑，以南通市城市重大化学事故的协同处置为应用目标，重点提出一个GIS语义表达与共享的技术模型，探讨基于本体(Ontology)的显式语义表达以及Web服务(Web Services)架构下语义的共享应用，开发实现了一个面向服务的应急疏散预案。 随着Internet的快速发展以及社会分工和协作的不断演化，GIS应用模式从局部化到全局化、从集中式平台处理向网络化集成协作快速转型。如何动态有效地访问、组合不同业务合作伙伴的地理数据资源和处理功能是协同GIS应用的一个关键技术问题。语义表达有助于从概念层次上屏蔽地理信息的空间特性，将GIS有机融入到电子商务流程，是空间应用集成和互操作的内在要求。论文引入本体和Web服务的相关理念和技术，目的是利用显式的本体语义表达以及基于语义的地理信息服务匹配和弹性组合，来克服现有WebGIS在分布式计算和应用模式方面的不足，更好地服务于协同GIS应用，以松散耦合的方式支持异构地理信息及其服务的共享和协作。 论文以GIS语义的表达和共享为主线，针对城市应急系统建设中突发事故协同处置所面临的有关技术问题，沿着“特征分类与组织—语义形式化表达——语义共享与应用集成—案例实现”这一技术思路，围绕语义表达与共享的技术模型做系统的研究。主要的研究内容和方法包括：1)分析城市应急联动中地理信息及其服务的跨平台共享与互操作，探讨服务交互过程中存在的语义问题；2)探讨本体驱动下GIS语义形式化的基本原理和过程，提出一个面向服务的语义表达框架；3)在Web服务架构下设计实现一个轻量级、语义嵌入的地理信息服务描述模型，为服务的共享和交互提供形式化语义支持；4)探讨基于语义的地理信息服务匹配与组合，面向城市应急联动设计了一个开放式服务应用集成框架。5)根据论文应用目标，基于以上方法和技术集成框架，重点开发一个形式化的疏散预案模型。研究成果及意义：论文研究论述一个能够更好满足于协同GIS应用的语义表达与共享的技术模型。其中，重点提出特征和操作两个基元本体概念，重新界定了概念的内涵，用于显式表达GIS互操作中基本的数据语义和行为语义；面向语义共享提出一个轻量级、语义嵌入的地理信息服务描述模型，并针对应城市急联动开发了一个开放式服务应用集成框架。疏散预案模型的研究应用结果表明，应用本文语义表达及共享的技术模型能够以松散耦合的方式实现Web环境下地理信息及其服务的共享和协作，可以有效提高城市重大突发事故的协同处置水平，促进处置过程的自动化。 从语义表达、语义共享到应用集成与实践，得出主要的结论如下： (1)语义的实质是共享，语义表达的核心是地理概念的形式化，本体作为领域共享概念化的明确说明和规范，是地理概念和语义形式化的有力工具。 (2)提出特征和操作两个基元地理本体概念，对目标领域中最基本的地理数据单元和处理单元进行描述和界定。值得说明的是本文中特征和操作并不严格强调空间特性，可以指代目标领域空间无关的概念知识，从而有利于应用集成过程中空间信息和非空间信息的融合处理。 (3)面向语义共享提出一个轻量级、语义嵌入的地理信息服务描述模型。通过对服务接口的本体语义注解，能够更好地描述服务提供者和服务请求者之间的约定，解决服务交互中的语义问题，特别是服务数据流的语义异构问题。 (4)在语义支持下，可以高效地访问组合不同业务合作伙伴之间不同粒度、不同功能层次的地理信息服务，借助服务流语言将GIS有机溶入电子商务流程，以松散耦合的方式实现不同空间应用的集成和互操作。 (5)化学事故应急救援是典型的协同GIS应用，预案的形式化是提高救援方案制定和执行自动化水平的关键。面向服务的疏散预案模型能够按照定制的服务流程有效集成分布式数据资源和处理功能，提高预案的形式化水平，模型应用结果基本达到论文的预期目标。