GIS协同工作应用中基于扩展语义网络的关系表达.doc

GIS协同工作应用中基于扩展语义网络的关系表达 何超英1,2，蒋捷2，韩刚2 1武汉大学遥感信息工程学院，430079，hechying@nsdi.gov.cn 2国家基础地理信息中心，北京紫竹院百胜村1号，100044，jjie,hangang@nsdi.gov.cn 摘要：GIS协同工作应用包括主体、事件和时空对象三个基本组成部分，它们三者之间的关系是实现GIS协同工作关键技术和应用功能的基础。在过去的研究中，虽然部分学者指出了这种关系的存在，但是并没有明确提出表达此类复杂关系的方法。该文引入语义网络并将其进行扩展，根据现实世界中从具体到一般的抽象原则，提出了一种基于扩展语义网络的主体、事件和时空对象关系的分层表达方法。经实验证明，该方法为GIS协同工作应用中的复杂关系建模提供了一种新途径。 关键词：GIS，计算机协同工作，GIS协同工作，扩展语义网络，关系表达 引言 随着计算机技术及其网络技术的迅速发展，地理信息系统（Geographic Information System, GIS）的应用环境从单机发展到网络，网络环境下的GIS（Web GIS）已成为当前的研究热点之一。然而，随着Web GIS应用的进一步深入，人们逐渐发现只支持单人参与（或多人并发工作但工作之间的相关性不大）的GIS应用已经不能满足应用的需求，人们更需要多人的协同工作，如多指挥员的协同指挥、各级政府部门的协调和决策支持等。在计算机领域，二十世纪八十年代提出的计算机协同工作（Computer Supported Cooperative Work, CSCW）（Schmidt and Bannon, 1992）为GIS的发展提供了新的方向。GIS协同工作（GIS based Computer Supported Collaborative Work, G-CSCW）（蒋捷，2000；Jiang and Chen, 2002）是GIS技术和计算机协同工作技术的结合，它指地域上分散的一个群体在时空数据管理与操作的基础上，借助计算机及其网络技术，以GIS作为交流和决策媒介进行协调和协作，共同完成某项任务，GIS协同工作技术具有广泛的应用领域。 基于GIS协同工作技术的应用，简称GIS协同工作应用，不仅需要支持Web GIS应用和CSCW应用所具有的基本功能，还需提供一定的群体空间决策支持功能，这些功能的实现通常需要多人共同参与，参与者之间相互协作，并通过各自的行为协同操作各类时空数据。在这一过程中，参与者可能位于地理上不同位置，参与者之间有复杂的协作关系，参与者与其行为之间有执行关系，参与者行为与时空对象之间有操作关系，……。参与者、参与者行为和时空对象之间的这种复杂关系构成了GIS协同工作应用的骨架，其关键技术——访问控制机制、协作机制等均以这三者之间的关系为基础。因此，如何对参与者、参与者行为和时空对象之间的复杂关系进行建模成了构建GIS协同工作应用的核心。 在过去的研究中，蒋捷等人从概念上指出了这种复杂关系的存在（蒋捷，2000；Jiang and Chen, 2002），但是她并没有提出具体方法描述这种关系。本文引入语义网络，并将其进行扩展用于GIS协同工作应用中的复杂关系建模。本文第二节分析了GIS协同工作应用的基本组成；第三节阐述了扩展语义网络的定义，并将其用于描述G-CSCW应用中的复杂关系；第四节以GIS协同工作应用中访问控制机制的实现为例说明该方法的应用，最后是文章的结论。 GIS协同工作应用的基本组成 就应用系统的基本组成而言，不同学者从不同角度进行了相关研究。Maguire认为从管理的角度看GIS有四个基本组成部分：硬件（hardware）、软件（software）、数据（data）和人件（liveware）（Maguire, 1991）。Chan认为支持协同工作的GIS由数据（data）、标准（standards）、信息技术（information technology）、人员（people）及机构设置（organizational setting）组成（Chan and Williamson, 1997）。蒋捷从信息处理的角度将基于GIS的协同决策过程划分为决策主体、决策行为和决策结果三个基本组成部分（CHEN and JIANG, 2004; 蒋捷，2000）。本文作者在蒋捷等人的工作基础上，将GIS协同工作应用划分为三个基本组成部分，即主体、事件和时空对象。其中，主体是GIS协同工作应用中有行为能力的人或物，它可以是个人、小组、机构或外部系统等，主体是G-CSCW系统的主导者，是事件的发起者；事件是主体的行为，事件序列构成了系统工作流，一个事件的发生可以触发其它事件发生，也可以作用于时空对象；时空对象是GIS协同工作应用的数据基