区域地质构造指某一区域范围内的地质构造特征。长期以来,地质学家通过对各种地质现象的总结归纳,主要运用自然语言,地质图、地质构造图等地图语言表达区域地质构造。而在GIS普及应用的今天,区域地质构造现象可进一步被抽象为点、线、面、体等多维、多尺度几何要素表达后,人们反而不知道这些几何要素能表达什么样的地质实体、地质现象了。这就产生了 GIS强大的时空表达能力与复杂地质构造现象之间的鸿沟——地质工作者不能很好地理解点、线、面、体等时空建模手段,而GIS工作者难以理解复杂地质构造类型,从而难以运用GIS准确表达相对应的地质构造现象。为此,如何将地质学家描述地质构造的自然语言(地质构造术语)、地图语言与GIS之间架起一座桥梁,使地质构造现象能够采用GIS表达出来,这座桥梁不仅对于GIS,同样对于地质构造的研究都具有重要意义。地质构造涉及大地构造、区域构造和微构造,本文仅对于地质构造涉及的区域地质构造部分进行语义解析与语义模型构建。本文的研究目标就是通过地质构造的语义分析与梳理,实现地质构造自然语言(地质构造术语)、地图语言的结构化、形式化、空间化的定义与表达,实现与GIS的衔接与映射。鉴于此,本文以地质构造语义实体为研究出发点,在地质构造语义实体规范化描述、地质构造语义实体表达、地质构造语义实体间时空间关系解析的研究基础上,形成了地质构造的语义模型建模方法,并以宁镇山脉为例,进行了实例验证与分析。本文取得了以下的研究成果:(1)地质构造语义实体规范化描述。定义了模型中地质构造语义实体、语义实体组合、语义实体关系的相关概念。在分析了地质构造语义实体多尺度性的基础上,依据地质构造语义实体分类的原则与方法,建立了地质构造语义实体统一分类体系。本文提出了地质构造语义实体的分类与编码方法,对于每一种语义实体类型实现编码表达,解决了当前科研工作中对于地质构造现象理解差异的问题。(2)地质构造语义实体的表达。针对地质构造在建模过程中忽视地质构造语义的问题,在分析了地质构造语义实体表达方法的基础上,提出了地质构造语义实体的表达方法。通过语义—词汇—图例的三角形来表达地质构造语义实体。针对地质构造尺度差异的问题,归纳了地质构造语义实体在不同构造层次上对应的尺度量级以及对应的地图比例尺,归纳了地质构造语义实体在大、中尺度上对应的点、线、面、体几何要素类型。(3)地质构造语义实体的时空关系解析。针对地质构造术语与拓扑关系表达的鸿沟的问题,归纳了地质构造语义实体之间关系的分类,并在梳理了地质构造空间关系词汇的基础上,归纳了地质构造空间关系词汇与拓扑关系、距离关系、方向关系之间的映射。针对地质构造中复杂的时空关系,提出了地质构造语义时空解析方法。归纳了区域地质构造中地层、褶皱、断层的空间关系词汇,通过词汇的基本描述—词汇语义描述—语义解读转换,解析了区域地质构造空间关系。(4)地质构造GIS语义模型构建的实证分析。以宁镇山脉地质构造为建模实例,通过对宁镇山脉地质构造自然语言、GIS、地图语言的表达,实现了宁镇山脉地质构造语义模型的建立。本文构建的宁镇山脉地质构造语义模型,弥补GIS强大的时空表达能力与复杂地质构造现象之间的鸿沟,提出了研究区地质构造语义实体的几何分类,构建了宁镇山脉地质构造语义模型,进行了研究区地质构造语义实体划分与提取与地质构造语义实体空间关系统计,设计了宁镇山脉地质构造地图符号的表达。通过实例的研究一方面解决复杂地质构造现象与GIS强大的时空表达能力之间鸿沟的问题,另一方面为GIS语义实体模型构建作示范。