智慧城市空間信息資源規(guī)劃的模型和實現(xiàn)方法研究.pdf

1、智慧城市的極大的推動了城市建設和經(jīng)濟的發(fā)展，然而在智慧城市的建設過程中，信息資源仍然面臨著重復建設、浪費嚴重，以及標準不統(tǒng)一、信息資源不可知等―信息孤島‖問題，這些問題仍然是智慧城市建設和信息資源利用的巨大障礙，而信息資源規(guī)劃是解決這些問題的重要手段?？臻g信息資源是智慧城市信息資源的一個重要組成部分，是智慧城市建設的基礎性信息資源，對空間信息資源進行規(guī)劃在智慧城市建設中有著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的信息資源規(guī)劃在企業(yè)或者某些政府部門的信息化

2、建設過程中發(fā)揮了巨大的作用，有效的解決了這些組織面臨的信息資源的問題。本文嘗試對智慧城市中的空間信息資源進行規(guī)劃，以解決智慧城市建設中空間信息資源面臨的“信息孤島”問題。
　　在智慧城市建設中，空間信息資源更加有效的共享和應用是空間信息資源規(guī)劃的最終目的，因此本文重點對智慧城市中空間信息資源利用的規(guī)劃做了研究，并提出在智慧城市空間信息資源規(guī)劃中應當以空間信息資源的共享應用為目標，不僅僅要通過業(yè)務規(guī)劃、數(shù)據(jù)規(guī)劃和服務規(guī)劃建立相關空間

3、信息資源的目錄體系，還應當建立相關的空間信息資源共享應用參考模型來推動和指導空間信息資源在智慧城市建設中更加智慧地發(fā)揮作用。本文以信息資源規(guī)劃、空間信息資源管理和智慧城市建設的理論與方法為基礎建立了智慧城市中空間信息資源規(guī)劃的整體框架，研究了建立空間信息資源目錄體系的方法，然后針對空間信息資源的業(yè)務應用、空間信息資源數(shù)據(jù)和本體的異構問題、空間信息資源服務的組合問題建立了相關的共享應用參考模型，并以實例的形式討論了模型的實現(xiàn)方法，驗證了模

4、型的可行性、有效性和優(yōu)勢。
　　本文的主要工作有：
　?。?）建立了智慧城市空間信息資源規(guī)劃的整體框架模型。根據(jù)目前信息資源規(guī)劃的發(fā)展和智慧城市中空間信息資源的特點和應用要求，認為空間信息資源共享融合和有效利用是智慧城市空間信息資源規(guī)劃的主要目標，因此對于空間信息資源規(guī)劃不應局限于對數(shù)據(jù)資源、業(yè)務資源等的規(guī)劃，還應當根據(jù)信息共享技術的發(fā)展，對空間信息資源的服務資源進行規(guī)劃，并根據(jù)規(guī)劃建立空間信息資源目錄體系。本文討論了業(yè)務規(guī)

5、劃、數(shù)據(jù)規(guī)劃、服務規(guī)劃和應用規(guī)劃的方法，以建立業(yè)務資源目錄體系、數(shù)據(jù)資源目錄體系、服務資源目錄體系等空間信息資源的目錄體系。同時為在智慧城市建設中推動和指導空間信息資源的有效應用，提出應當建立空間信息資源共享應用的相關參考模型，包括業(yè)務應用、本體構建、本體匹配、服務分類、服務組合等相關參考模型。
　?。?）建立了智慧城市空間信息業(yè)務應用參考模型。針對傳統(tǒng)業(yè)務流程對空間信息資源利用的不足，根據(jù)空間信息資源對業(yè)務流程的作用層次和智慧城

6、市對業(yè)務流程的要求，從理論角度對空間信息在業(yè)務流程中的約束作用做了較為深入的分析。為強化突出空間信息在業(yè)務流程中的自動化和優(yōu)化作用，提出了在業(yè)務流程的運轉過程中空間信息約束的概念，并提出和分析了空間信息約束的相關要素，建立了空間信息約束單元，從而基于空間信息約束單元和Petri Nets建立空間信息約束網(wǎng)。最后本文基于空間信息約束網(wǎng)提出了空間信息資源約束的工作流建模方法，并研究了該模型的具體實現(xiàn)方法，然后用一個實例驗證了該模型和方法的可

7、行性和有效性。
　?。?）建立了智慧城市本體匹配參考模型。信息異構是阻礙智慧城市空間信息應用的巨大障礙，而本體是則解決信息異構的重要方法。但是隨著本體建立的越來越多，又產生了大量的異構本體，而本體匹配則是解決本體異構的重要方法，因此本文建立了一種本體匹配參考模型，其中涉及到兩個數(shù)學模型，一個是本體匹配結果權重確定模型，一個是本體匹配結果優(yōu)化模型?；谙嚓P的研究，本文提出了一種新的本體匹配相似度集成權重的確定模型，并根據(jù)待匹配本體的

8、相似性矩陣的特點，提出一種新的本體匹配優(yōu)化數(shù)學模型，然后利用蛙跳算法（SFLA）算法實現(xiàn)了該匹配優(yōu)化模型。最后本文用Ontology Alignment Evaluation Initiative（OAEI）中的競賽本體對該模型進行驗證，證明了該本體匹配模型的有效性和優(yōu)勢。
　?。?）建立了空間信息服務組合參考模型。Web服務是實現(xiàn)信息共享的非常重要的技術，然而單個的原子服務功能單一，無法滿足復雜應用的需求，因此必須把多個相關服務

9、組合起來。本文將空間信息服務組合分類兩類：空間信息服務自身的組合、空間信息服務與其他信息服務的組合。物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中占有極為重要的地位，本文以物聯(lián)網(wǎng)服務為例，提出了一種新的服務組合和分析模型。首先對地理實體、物聯(lián)網(wǎng)服務及空間信息服務進行了理論分析和形式化建模，并對三者之間的信息流進行了分析。然后本文基于Petri Nets和服務代數(shù)建立了物聯(lián)網(wǎng)服務、空間信息服務模型和它們之間的服務組合模型，對各類服務組合模型進行了深入分析。最后本文通