智慧城市空間信息資源規(guī)劃的模型和實(shí)現(xiàn)方法研究.pdf

1、智慧城市的極大的推動(dòng)了城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，然而在智慧城市的建設(shè)過程中，信息資源仍然面臨著重復(fù)建設(shè)、浪費(fèi)嚴(yán)重，以及標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(gè)重要組成部分，是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)性信息資源，對(duì)空間信息資源進(jìn)行規(guī)劃在智慧城市建設(shè)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(shè)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(duì)智慧城市中的空間信息資源進(jìn)行規(guī)劃，以解決智慧城市建設(shè)中空間信息資源面臨的“信息孤島”問題。
　　在智慧城市建設(shè)中，空間信息資源更加有效的共享和應(yīng)用是空間信息資源規(guī)劃的最終目的，因此本文重點(diǎn)對(duì)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(yīng)當(dāng)以空間信息資源的共享應(yīng)用為目標(biāo)，不僅僅要通過業(yè)務(wù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)規(guī)劃和服務(wù)規(guī)劃建立相關(guān)空間

3、信息資源的目錄體系，還應(yīng)當(dāng)建立相關(guān)的空間信息資源共享應(yīng)用參考模型來推動(dòng)和指導(dǎo)空間信息資源在智慧城市建設(shè)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(shè)的理論與方法為基礎(chǔ)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(duì)空間信息資源的業(yè)務(wù)應(yīng)用、空間信息資源數(shù)據(jù)和本體的異構(gòu)問題、空間信息資源服務(wù)的組合問題建立了相關(guān)的共享應(yīng)用參考模型，并以實(shí)例的形式討論了模型的實(shí)現(xiàn)方法，驗(yàn)證了模

4、型的可行性、有效性和優(yōu)勢(shì)。
　　本文的主要工作有：
　　（1）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(diǎn)和應(yīng)用要求，認(rèn)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(biāo)，因此對(duì)于空間信息資源規(guī)劃不應(yīng)局限于對(duì)數(shù)據(jù)資源、業(yè)務(wù)資源等的規(guī)劃，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)信息共享技術(shù)的發(fā)展，對(duì)空間信息資源的服務(wù)資源進(jìn)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(wù)規(guī)

5、劃、數(shù)據(jù)規(guī)劃、服務(wù)規(guī)劃和應(yīng)用規(guī)劃的方法，以建立業(yè)務(wù)資源目錄體系、數(shù)據(jù)資源目錄體系、服務(wù)資源目錄體系等空間信息資源的目錄體系。同時(shí)為在智慧城市建設(shè)中推動(dòng)和指導(dǎo)空間信息資源的有效應(yīng)用，提出應(yīng)當(dāng)建立空間信息資源共享應(yīng)用的相關(guān)參考模型，包括業(yè)務(wù)應(yīng)用、本體構(gòu)建、本體匹配、服務(wù)分類、服務(wù)組合等相關(guān)參考模型。
　?。?）建立了智慧城市空間信息業(yè)務(wù)應(yīng)用參考模型。針對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程對(duì)空間信息資源利用的不足，根據(jù)空間信息資源對(duì)業(yè)務(wù)流程的作用層次和智慧城

6、市對(duì)業(yè)務(wù)流程的要求，從理論角度對(duì)空間信息在業(yè)務(wù)流程中的約束作用做了較為深入的分析。為強(qiáng)化突出空間信息在業(yè)務(wù)流程中的自動(dòng)化和優(yōu)化作用，提出了在業(yè)務(wù)流程的運(yùn)轉(zhuǎn)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(guān)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(shí)現(xiàn)方法，然后用一個(gè)實(shí)例驗(yàn)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(gòu)是阻礙智慧城市空間信息應(yīng)用的巨大障礙，而本體是則解決信息異構(gòu)的重要方法。但是隨著本體建立的越來越多，又產(chǎn)生了大量的異構(gòu)本體，而本體匹配則是解決本體異構(gòu)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(gè)數(shù)學(xué)模型，一個(gè)是本體匹配結(jié)果權(quán)重確定模型，一個(gè)是本體匹配結(jié)果優(yōu)化模型?；谙嚓P(guān)的研究，本文提出了一種新的本體匹配相似度集成權(quán)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(diǎn)，提出一種新的本體匹配優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，然后利用蛙跳算法（SFLA）算法實(shí)現(xiàn)了該匹配優(yōu)化模型。最后本文用Ontology Alignment Evaluation Initiative（OAEI）中的競(jìng)賽本體對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證，證明了該本體匹配模型的有效性和優(yōu)勢(shì)。
　?。?）建立了空間信息服務(wù)組合參考模型。Web服務(wù)是實(shí)現(xiàn)信息共享的非常重要的技術(shù)，然而單個(gè)的原子服務(wù)功能單一，無法滿足復(fù)雜應(yīng)用的需求，因此必須把多個(gè)相關(guān)服務(wù)

9、組合起來。本文將空間信息服務(wù)組合分類兩類：空間信息服務(wù)自身的組合、空間信息服務(wù)與其他信息服務(wù)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(wù)為例，提出了一種新的服務(wù)組合和分析模型。首先對(duì)地理實(shí)體、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)及空間信息服務(wù)進(jìn)行了理論分析和形式化建模，并對(duì)三者之間的信息流進(jìn)行了分析。然后本文基于Petri Nets和服務(wù)代數(shù)建立了物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、空間信息服務(wù)模型和它們之間的服務(wù)組合模型，對(duì)各類服務(wù)組合模型進(jìn)行了深入分析。最后本文通