地理信息系统定义十篇

发布时间:2024-04-25 20:38:12

地理信息系统定义篇1

关键词:信息系统;边界;定义;系统概况图

一、引言

任何一个系统都有一个边界的问题。边界问题就是确定系统和相邻系统交接部分,哪些元素属于本系统,哪些元素属于相邻系统。对一般的物质性系统,其边界通常比较容易通过物理的方法确定,以物理的形式表达。小区边界可以以围墙或街道划分;企业边界可以用围墙,也可以用业务范围划分等等。但对信息系统的边界,学术界一直没有一种权威的定义和表示方法。其难度主要在于信息系统是一个融于物质系统的特殊系统,其本身既包含有一定的物质成分,又包含一些非物质成分。同时,所有这些成分几乎都又融于其相邻的系统中,难以单独分割。

信息系统边界的定义对于分析与设计信息系统都十分重要。有了明确的边界就知道了信息系统分析与设计的范围,可以更好地分析与设计信息系统的内部流程、信息处理方式、信息组织方式;同时,也可以更好地确定与设计信息系统与外部信息系统的信息联系。特别是在企业信息系统多个子系统分析与设计的过程中,子系统的边界的确定对于整个信息系统的信息流程优化等方面具有举足轻重的意义。

本文将应用现有的关于信息系统的知识,按照作者对信息系统边界的理解进行归纳定义;同时,在此定义下探讨信息系统边界的表示方法。

二、信息系统边界的定义

在许多关于信息系统的教科书和论文中,都提及信息系统边界的概念,但均未对之有明确的定义。关于边界的概念,应该有这样一些内涵:边界是用于划分系统与其他系统,特别是相邻系统关系的一种方法;边界应该能说明那些元素是属于本系统的,那些元素不是本系统的,是属于系统外部环境的;边界的划分除了能界定本系统的元素外,还应能界定与表示本系统对外的输入与输出,即本系统与环境的关系。

为了更科学的定义信息系统的边界,首先来分析信息系统的特殊性。其特殊性包括:信息系统涉及到的两个最基础概念――信息与系统,国内外专家学者仍有不同观点与看法,这就使得我们对它的认识存在一定的局限性和主观性。目前大家认同的信息系统构成要素中,如计算机、网络、数据库、软件、人员、信息流程、信息处理方法等,特别是有形的要素,许多并不仅仅扮演信息系统元素的角色,同时还扮演了其他系统的要素。如信息系统的工作人员,其同时可能又是生产系统的工作人员;信息系统的计算机,可能同时又用于生产控制,扮演着生产系统元素的角色。这样就使得我们在划分信息系统的构成元素时,几乎不可能从物理上将其进行分割。信息系统一般都是某种物质系统内的一个子系统,但其又完全融入大系统之中,几乎不可能进行有形的分割。就如人体的肉体系统与血液、神经系统的关系,要完全把血液与神经系统从肉体系统中分割出来是不可能的,只能进行示意。这就使得我们通过有形的方式来准确表示信息系统及其边界几乎完全不可能。信息系统具有比一般系统更复杂的边界关系,既有物理上的相关,又有信息上的相关。

根据上面的分析认为信息系统的边界可以从两个方面进行定义,一是通过界定其构成元素来区分它和环境的关系,二是通过界定其边界关系来区分它与环境的联系。这样,可以归纳出信息系统的边界定义为:信息系统的边界就是信息系统内部构成元素与外部有联系实体之间的信息关系的描述与分割。它并不需要在它们之间划一条物理边界,而只需要弄清它们之间信息输入与输出的分割。

基于上述定义,我们在实际应用信息系统边界的概念时就没有必要再用传统物理边界的概念进行思维。只需要把边界上的信息输入、输出表达完整、分割清楚即可。

三、信息系统边界的表示方法探讨

由于之前没有专门探讨信息系统边界表示方法的资料,我们可以从现有关于信息系统一般的表示方法入手进行分析。在信息系统的分析与设计过程中,表示信息系统主要有如下几种方法:功能层次结构图;系统结构图(硬件系统);信息(或数据)流程图。

前两种表示方法都着重于描述系统本身的构成;只有第三种方法不但描述了系统本身结构,同时还描述了系统与外部环境的信息联系。根据前面对信息系统边界的定义,显然,上述方法三比前两种方法更适合作为描述信息系统边界的方法。仔细分析信息(或数据)流程图的作用知道其本身并不是专门为描述信息系统边界而设计出来的方法,它的存在主要是为了更全面、系统地描述信息系统的信息(或数据)来源、处理、去向、存储等信息(或数据)流动细节。所以,这种方法并不是表示信息系统边界的最简约方法,更不是最恰当的方法。

在这里推荐一种我们在信息系统研究中常用的表示信息系统边界的最好方法,就是用“系统概况图”作为信息系统边界的描述工具(如图1)。这种方法可以简约地表示系统内部,但系统、全面地描述了信息系统与外部环境的信息联系。

四、结论

信息系统边界的定义对于分析与设计信息系统都十分重要。信息系统的边界的定义就是分割信息系统与外部环境的信息输入与输出。即在连接外部环境实体的信息中哪些信息是由信息系统内部产生而输出到外部环境实体的,哪些信息是由外部环境实体产生而输入到信息系统内部的。信息系统边界的表示方法不止一种,但系统概况图是表示边界的最好的方法。

参考文献:

1、薛华成.管理信息系统[m].清华大学出版社,2003.

2、黄梯云.管理信息系统(修订版)[m].高等教育出版社,2003.

地理信息系统定义篇2

【关键词】地理信息系统;地籍管理;业务功能模块

随着高科技的发展,地籍管理信息化已经得到高速发展,已经开始向智能化、集成化发展,使地籍管理成为一个完整的系统,它包括软件开发、硬件投资、人员培训等内容。这需要付出大量的人力和物力。这就使我国中西部地区的地籍管理也面临困境,因为经济实力也是制约地籍管理发展的瓶颈。在中西部地区大多数城市经济还比较落后,特别是广大地、县级市,要想独立投资开发一套完整的地籍信息系统已超出了他们的经济承受能力,可社会的发展又需要必须用现代化的手段来进行地籍管理,才能适应对地籍管理的需要,这就要求有一种经济、实用的系统来满足他们的需求。

1.我国地籍管理信息系统的意义

我国地籍管理工作是国土资源管理的重要内容,利用现代化技术手段,加强地籍管理,是实现我国国土资源管理的基础,地籍管理的现代化,是我国国土资源管理现代化的重要标志。我国地籍管理是土地部门的基础性工作,在土地部门的日常业务中起着举足轻重的作用。因此,地籍部门的工作影响着土地部门的正常运转,并直接关系到政府职能部门的形象问题。因此地籍部门实行“信息化工程”是广大土地部门提高办事效率的工具。现有地籍管理信息系统的显示与输出等交互过程,呈现给使用者的是地籍的空间信息、属性信息、土地数量信息、土地质量信息、法律信息等矢量与属性信息,对于这些交互过程的直观性缺少考虑和重视。事实上,地籍管理信息系统的操作使用者不仅仅是少数专业人员,对于关心地籍信息的大多数非专业人员来说,为方便操作和理解,系统的直观性应该予以关注。确切的说,地籍管理信息系统的交互环境愈接近实际环境,就有利于阅读和理解。从这个意义来说,未来地籍管理信息系统的交互环境将是虚拟现实技术支持下的地籍信息的三维描述与表达。二维虚拟地籍信息系统的建立将展现地籍管理的直观性,可以直观的了解土地利用情况。

2.地籍管理信息的系统总体框架

我国城镇地籍管理系统的总体框架由许多部分组成,在实际应用中可删、可加。本文在这里只介绍部分组成,以利于了解地籍管理信息系统的状况。

2.1地籍管理信息的硬件环境和网络环境

地籍管理信息的硬件环境和网络环境是整个地籍管理信息系统运行赖以依存的支撑体系,主要包括服务器、网络设备、操作系统、网络接入技术等。

2.2地籍管理信息的业务数据库群

地籍管理信息的业务数据库群主要是国土资源信息化过程中各个系统依赖的数据库,包括国土业务规则数据库、地籍数据库、办公数据库、土地利用现状数据库、档案数据库、建设用地数据库、基本农田保护区数据库等。本次系统建设主要涉及的地籍数据库中存放了地籍业务中存储的土地证书、权利人、登记卡等权属信息,同时也存储宗地、界址线、界址点等空间数据。同时在数据库中还包括项目信息、业务定义、表单定义等内容。

2.3地籍管理信息的业务支撑平台

地籍管理信息的业务支撑平台主要包括系统开发和运行时需要的支撑平台,包括国土政务平台、开发和运行平台、数据库平台、aRCSDe服务等各种基础平台。国土政务平台是一个各个子系统运行时必须的框架,各个子系统通过接口服务装配在该平台下,通过政务平台之间的通讯协议进行运行。

2.4地籍管理信息的业务子系统群

地籍管理信息的业务子系统群主要是在该框架内包括的各个子系统,包括地籍管理子系统、土地利用现状管理子系统、建设用地管理子系统、土地规划管理子系统、办公自动化子系统、档案管理子系统、执法监察管理子系统、信息子系统、土地储备管理子系统、数据交互子系统等一系列子系统。所有的子系统都是通过调用政务平台的公共接口服务进行运行,如地籍管理子系统中的业务流程流转情况都是通过政务平台工作流接口进行管理。所有的子系统对数据库的访问都是通过数据通讯组件进行。

2.5地籍管理信息的用户群

地籍管理信息的用户群主要包括国土资源局局领导、各处室成员、系统管理员、业务管理员、以及一些公众用户等,这些用户通过单点登录方式进行系统登录,政务平台系统根据统一权限管理对每个用户进行权限分配,使得每个用户登录系统后出现自己需要办理的业务项目。

3.应用地籍管理系统功能模块设计

3.1地籍管理信息的农村综合变更模块

地籍管理信息关于农村综合变更是土地详查系统内容重要组成部份,综合变更包括:图形变更及权属变更,而对于图形变更包括:图斑,线物,行政村,行政镇,地类界线,宗地,标志点,权属拐点等。属性变更指的是当图形发生变更后,相应属性会发生改变,如:地类,所属单位,面积,长度等变更。

3.2地籍管理信息的勘测定界模块

地籍管理信息主要指根据土地征用、划拨、出让、农用地转用、土地利用规划及土地开发整理复垦等工作的需要,界定项目用地范围、测定界址位置、调绘土地利用现状、计算用地面积的技术服务性工作,最后出土地定界图纸,图纸所注面积就属合法使用范围。可以提供直观的图表数据,是领导决策工作的重要依据。

3.3地籍管理信息的土地现状变更台帐模块

通过土地利用现状更新调查,对土地权属调查和土地利用分类调查,结合系统已有的土地利用台帐打印输出年度土地利用现状变更台帐和某个时期土地利用流量分析表;可以为国土资源管理部门清查土地利用类型、数量、分布和现状,更新土地利用基础图件,建立土地利用现状数据库,真正做到土地利用现状图、数据和实地三者相一致;可以利用现状变更台帐和土地利用流量分析表,可以方便国土资源管理部门科学的实施土地资源规划,有效监测耕地、建设用地及其它各类土地利用的动态变化。

3.4地籍管理信息的农村土地流量分析模块

地籍管理信息的土地流量分析是国土局必须进行的一项工作内容,主要针对土地的变更情况进行分析,通过土地流量分析可以对年度土地的变化情况及利用情况有总体的掌握,对于切实的保护耕地,保持耕地总量平衡,适当控制农用地转变建设用地规模及数量及土地利用总体规划的调整都起到重要的作用。

4.结语

功能模块的设计保证了系统对土地登记流程中的每一个环节通过计算机实施监控,加强工作进度监督,自定义办公流程中的各类表格、用户、岗位、权限及数据关联、流向关系,能够动态显示或跟踪宗地变更情况,对于提升国土部门的工作效率和工作质量具有重要意义。 [科]

【参考文献】

地理信息系统定义篇3

关键词 地理信息系统,计算机系统,空间数据库.

以计算机为核心的信息处理系统技术是二次世界大战后科技革命的主要标志之一.在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类.人类生存的地球这个三维空间中的万物无不与空间位置相关,如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统(geographicinformationsystem,简称GiS)产生和发展的原动力.GiS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用,极大地推动了社会生产力的发展,同时,也极大地刺激了GiS技术的迅速发展,使之成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一[1].国家科委将其列入九五重中之重科技攻关项目.mapGiS,ViewGiS,CitYStaR,GeoStaR等一批优秀国产GiS软件已经开始在许多领域得到广泛应用,成为国内GiS市场一支不可忽视的力量.

本文将侧重从GiS技术的角度讨论GiS的定义、研究内容及研究动态.1.GiS的定义和研究内容1.1 GiS的定义

GiS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术.要给出GiS的准确定义是困难的,因为GiS涉及的面太广,站在不同的角度,给出的定义就不同.通常可以从4种不同的途径来定义GiS[2].(1)面向功能的定义.GiS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统.(2)面向应用的定义.这种方式根据GiS应用领域的不同,将GiS分为各类应用系统,例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等.(3)工具箱定义方式.GiS是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合.这种定义强调GiS提供的用于处理地理数据的工具.(4)基于数据库的定义.GiS是这样一类数据库系统,它的数据有空间次序,并且提供一个对数据进行操作的操作集合,用来回答对数据库中空间实体的查询.

我们认为,虽然GiS是一门多学科综合的边缘学科,但其核心是计算机科学,基本技术是数据库、地图可视化及空间分析(见图1);因此,可以这样定义:GiS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统.

虽然GiS使用了地图、可视化、数据库等技术,但与CaD系统、计算机地图系统、数据库系统等均有很大的区别.

CaD系统提供交互式的图形处理功能,以辅助象建筑、VLSi等人造对象的设计,其主要特点是设计者与计算机模型的交互.目前许多CaD开始支持对象的非图形性质,而GiS处理的数据大多来自现实世界,较之CaD的人造对象更为复杂,数据量更大.另外,CaD中的拓扑关系较为简单.更重要的是,GiS强调对空间数据的分析,CaD这方面的功能要弱得多.

计算机地图系统侧重于数据查询、分类及自动符号化,具有辅助设计地图和产生高质量矢量形式的输出机制.它强调数据显示而不是数据分析,地理数据往往缺少拓扑关系;另外,它与数据库的联系通常是一些简单的查询.

数据库系统是各种类型信息系统的核心.通用数据库侧重非图形数据的优化存储与查询,其图形查询与显示功能极为有限,其数据分析功能也很有限.然而,数据库的一些基本技术,如数据模型、数据存储、数据检索等,都在GiS中广泛采用,成为GiS的核心技术.

由此可见,GiS已经形成了一个独立的、具有鲜明特色的研究领域.GiS的研究内容很广泛,下面我们从输入、存储、操作和分析、输出4个方面来讨论GiS的研究内容.1.2 GiS的研究内容

(1)输入.地理数据如何有效地输入到GiS中是一项琐碎、费时、代价昂贵的任务,大多数的地理数据是从低质地图输入GiS.常用的方法是数字化和扫描.数字化的主要问题是低效率和高代价;扫描输入则面临另一个问题,扫描得到的栅格数据如何变换成GiS数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式.就这一领域目前的研究进展而言,全自动的智能地图识别短期内没有实现的可能;因而,交互式的地图识别是矢量化方法的一种较为现实的途径.市场上已有多种交互式矢量化软件出售.

目前GiS的输入正在越来越多地借助非地图形式,遥感就是其中的一种形式.遥感数据已经成为GiS的重要数据来源.与地图数据不同的是,遥感数据输入到GiS较为容易,但如果通过对遥感图象的解释来采集和编译地理信息则是一件较为困难的事情;因此,GiS中开始大量融入图象处理技术,许多成熟的GiS产品,如mapGiS中都具有功能齐全的图象处理子系统.

地理数据采集的另一项主要进展是GpS技术.GpS可以准确、快速地定位在地球表面的任何地点,因而,除了作为原始地理信息的来源外,GpS在飞行器跟踪、紧急事件处理、环境和资源监测、管理等方面有着很大的潜力.

(2)存储.GiS中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类,如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GiS的基本问题.在计算机高速发展的今天,尽管微机的硬盘容量已达到GB级,但计算机的存储器对灵活、高效地处理地图这类对象仍是不够的.GiS的数据存储却有其独特之处.大多数的GiS系统中采用了分层技术,即根据地图的某些特征,把它分成若干层,整张地图是所有层叠加的结果.在与用户的交换过程中只处理涉及到的层,而不是整幅地图,因而能够对用户的要求作出快速反应.

地理数据存储是GiS中最低层和最基本的技术,它直接影响到其他高层功能的实现效率,从而影响整个GiS的性能.基于微机平台的mapGiS能够快速、高效地处理多达上万幅的海量地图库,这不仅在国产GiS软件中处于领先地位,即使与国外同类产品相比仍是其中佼佼者,这与mapGiS较好地解决了地理数据的存储问题密切相关.

(3)地理数据的操作和分析.GiS中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段.对图形数据(点、线、面)和属性数据的增加、删除、修改等基本操作大多可借鉴CaD和通用数据库中的成熟技术;有所不同的是GiS中图形数据与属性数据紧密结合在一起,形成对地物的描述,对其中一类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数据,因而操作带来的数据一致性和操作效率问题是GiS数据操作的主要问题.

地理数据的分析功能,即空间分析,是GiS得以广泛应用的重要原因之一.通过GiS提供的空间分析功能,用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论,这对于许多应用领域是至关重要的.

GiS的空间分析分为两大类:矢量数据空间分析和栅格数据空间分析.矢量数据空间分析通常包括:空间数据查询和属性分析,多边形的重新分类、边界消除与合并,点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加,缓冲区分析,网络分析,面运算,目标集统计分析.栅格数据空间分析功能通常包括:记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析.

(4)输出.将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是GiS问题求解过程的最后一道工序.输出形式通常有两种:在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出.对于一些对输出精度要求较高的应用领域,高质量的输出功能对GiS是必不可少的.这方面的技术主要包括:数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换、出版印刷等.2 地理信息系统的发展动态

近年来地理信息系统技术发展迅速,其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求.另一方面,计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段,许多计算机领域的新技术,如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信息系统中[3].下面我们对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域作一介绍.2.1 GiS中面向对象(objectoriented)技术研究

面向对象方法为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合于人类思维模式的方法,面向对象的技术在GiS中的应用,即面向对象的GiS,已成为GiS的发展方向.这是因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐碎,面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直观、结构清晰、组织有序的方法,因而倍受重视[4].图2展示了面向对象的GiS的一般结构.

面向对象的GiS较之传统GiS有下列优点:(1)所有的地物以对象形式封装,而不是以复杂的关系形式存储,使系统组织结构良好、清晰;(2)以对象为基础,消除了分层的概念;(3)面向对象的分类结构和组装结构使GiS可以直接定义和处理复杂的地物类型;(4)根据面向对象late_binding(后编译)的思想,用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法,增强系统的开发性和可扩充性;(5)基于icon的面向对象的用户界面,便于用户操作和使用.

SmallworldGiS是目前面向对象GiS中最为典型的代表.一些传统的GiS也开始部分采用面向对象的技术,如aRC/inFo7.0,intergraph的tiGRiS,SYStem9,FaCet系统等.

面向对象的GiS也存在一些尚待进一步研究的问题:(1)大对象的操作仍受硬件条件的限制;(2)对象的独立性与颗粒度问题;(3)矢量和栅格数据统一的、支持动态拓扑结构和复合对象表示的面向对象的数据结构问题.2.2 时空系统(spatio_temporalsystem)

传统的地理信息系统只考虑地物的空间特性,忽略了其时间特性.在许多应用领域中,如环境监测、地震救援、天气预报等,空间对象是随时间变化的,而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用.过去GiS忽略时态主要是受器件的限制,也有技术方面的原因.近年来,对GiS中时态特性的研究变得十分活跃,即所谓“时空系统”[5].

地物除了具有三维空间中的空间性质外,如何刻画时间维的变化也十分重要.通常把GiS的时间维分成处理时间维(transactiontimedimension)和有效时间维(validtimedimension).处理时间又称数据库时间或系统时间,它指在GiS中处理发生的时间.有效时间亦称事件时间或实际时间,它指在实际应用领域事件出现的时间.

根据处理时间和有效时间的划分,可以把时空系统分为4类:静态时空系统(staticStsystem)、历史时态系统(historicalStsystem)、回溯时态系统(rollbackStsystem)和双时态系统(bitemporalStsystem).

(1)静态时空系统.它既不支持处理时间,也不支持有效时间,系统只保留应用领域的一种状态,比如当前状态.(2)历史时态系统.它只支持有效时间,这种系统适用于事件实际发生的历史对问题求解十分重要的应用领域.(3)回溯时态系统.它只支持处理时间,这种系统适用于信息系统的历史对问题求解十分重要的应用领域.(4)双时态系统.它同时支持处理时间和有效时间.处理时间记录了信息系统的历史,有效时间记录了事件发生的历史.

时空系统主要研究时空模型,时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析.目前比较流行的作法是在现有数据模型基础上扩充,如在关系模型的元组中加入时间,在对象模型中引入时间属性.在这种扩充的基础上如何解决从表示到分析的一系列问题仍有待进一步研究.2.3 地理信息建模系统(geographicinformationmodellingsystem,简称GimS)

通用GiS的空间分析功能对于大多数的应用问题是远远不够的,因为这些领域都有自己独特的专用模型,目前通用的GiS大多通过提供进行二次开发的工具和环境来解决这一问题.如aRC/inFo提供的进行二次开发的宏语言amL.二次开发工具的一个主要问题是它对于普通用户而言过于困难.而GiS成功应用于专门领域的关键在于支持建立该领域特有的空间分析模型.GiS应当支持面向用户的空间分析模型的定义、生成和检验的环境,支持与用户交互式的基于GiS的分析、建模和决策.这种GiS系统又称为地理信息建模系统.GimS是目前GiS研究的热点问题之一.

目前实现通用GiS空间分析功能与各种领域专用模型的结合主要有两种途径.(1)松散耦合式.即除GiS外,借助其他软件环境实现专用模型,其与GiS之间采用数据通讯的方式联系.(2)嵌入式.即在GiS中借助GiS的通用功能来实现应用领域的专用分析模型.上述两种方式总体上对用户定义自己的专用模型的支持程度都是不够的.目前的GiS离支持实现数据集定义、模型定义、模型生成和模型检验的全过程仍有相当大的距离.

GimS的研究有几个值得注意的动向.(1)面向对象在GiS中的应用.面向对象技术用对象(实体属性和操作的封装)、对象类结构(分类和组装结构)、对象间的通讯来描述客观世界,为描述复杂的三维空间提供了一条结构化的途径.这种技术本身就为模型的定义和表示提供了有效的手段,因而在面向对象GiS基础上研究面向对象的模型定义、生成和检验,应当比在传统GiS上用传统方法要容易得多.(2)基于icon的用户建模界面.建模过程中的对象和空间分析操作均以icon形式展示给用户,用户亦可自定义icon.用户在对icon的定义、选择和操作中完成模型的定义和检验.这种方法较之amL这类宏语言要方便和直观得多.(3)GiS与其他的模型和知识库的结合.这是许多应用领域面临的一个非常实际的问题,即存在GiS之外的模型和知识库如何与GiS耦合成一个有机整体.2.4 三维GiS的研究

三维GiS是许多应用领域对GiS的基本要求.目前的GiS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能,但这与真三维表示和分析还有很大差距.真正的三维GiS必须支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库,解决了三维空间操作和分析问题.主要研究的方向包括:(1)三维数据结构的研究,主要包括数据的有效存储、数据状态的表示和数据的可视化;(2)三维数据的生成和管理;(3)地理数据的三维显示,主要包括三维数据的操作,表面处理,栅格图象、全息图象显示,层次处理等.3 结语

地理信息系统定义篇4

(中信银行唐山分行 063000)

【摘要】目前,与会计信息化有关的研究课题多种多样,究其原因是随着社会的不断发展,人们对会计信息化的认识程度、研究视角和方法产生了一些变化,这些都推动了会计信息化的深入发展,并对其产生了深远影响。本文在“三论”的基础上对涉及会计信息化在发展中相应的定义进行了解析,以期对会计信息化的教学、研究以及会计信息化的发展起到进一步的推进作用。

【关键词】会计电算化 会计信息系统 会计信息化

一、研究背景

目前,与会计信息化有关的研究课题多种多样,主要有“计算机会计”“会计电算化”“会计信息系统”“电子商务会计”“会计信息化”等。究其原因是随着社会的不断发展,人们对会计信息化的认识程度、研究视角和方法产生了一些变化,这些都推动了会计信息化的深入发展,并对其产生了深远影响。

1978年,我国开始会计电算化;1981年,于长春召开的“财务、会计、成本应用电子计算机问题讨论会”标志着会计电算化理论与实践的起点。这次会议是财政部、中国会计学会和第一机械工业部一同召开,第一次使用“会计电算化”这一名称并替换了之前的“电子计算机在会计中的应用”。因此,大家从会计电算化的概念开始认识会计信息化。2005年,专家在中国会计学会会计电算化专业委员会年会上发表了“会计电算化”发展为“会计信息化”的观点,认为“会计信息化”是对“会计电算化”进一步发展的总结,对“会计电算化”的应用水平也起到了进一步加强的作用。

学术和教学领域目前对“会计电算化”和“会计信息化”这两个概念同时使用。目前,学者们对会计电算化和会计信息化有两种主要的观念,一种观念是会计电算化是会计信息化发展的必经过程,另一种观念是会计信息化是会计电算化的进一步的发展阶段。这两种观念的模棱两可使得人们对其定义与关系疑惑丛生,由于搞不清这两者之间的概念和关系,只能盲从于现有的文献和教材,这一现象不仅导致企业对其自身的信息化程度定位不确切、教学概念不清晰、学术机构的研究和工作方向不明确,而且对我国会计信息化的健康发展产生了不利的影响。为了明确会计信息化教学、研究以及使会计信息化向着健康的方向发展,对与会计信息化相关的概念进行认真的剖析意义重大。

二、什么是“三论”

“三论”即系统论、控制论、信息论。“三论”推动了科学技术和思维的发展,对现代很多新兴学科的产生都起着不可忽视的作用,是其坚实的理论基础。系统论着重研究各种系统的共同特征,因此需要用整体的眼光看待事物,并用数学方法定量地描述其功能。控制论是跨及各类学科的一个交叉学科,主要研究控制与通信共同的一般规律,是综合各类科学系统的控制、信息交换、反馈调节的科学技术。信息论运用概率论与数理统计的方法从量的方面对信息进行研究,其研究的两大方面是信息传输和信息压缩。系统论、控制论、信息论相互作用又相互联系,三者是独立的学科,分别产生于现代科学的生物学、通讯和计算机这三个领域。系统论用整体的眼光揭示事物的一般规律,对系统概念进行界定;控制论对系统演变过程的规律性进行研究;信息论主要研究控制是如何实现的。因此,系统论的研究方法是信息论和控制论,而后两者是研究的基础。

我国从20世纪80年代至今对“三论”在会计中的应用的观点比较一致。吴水澎教授对会计中“信息系统论”与“管理活动论”进行了深入的研究,并认为这两者的概念及作用极为相似可以“合二为一”。李树林指出会计信息系统在实践上对“三论”的实施条件全部符合,会计信息系统是管理系统的重要子系统并兼具管理系统所具有的全部特点。中南财经大学的郭道扬教授运用“三论”的理念,在其会计控制论一文中指出会计是为人类实现控制社会经济而进行的一项基本活动。2008年,杨时展教授对会计信息控制论和反映论相互关系的评论被《会计之友》杂志转载。李端生等(2006)分析了现代会计信息系统与信息需求内容之间的矛盾,建议在会计信息系统的理念中建立“需求决定型”概念。程宏伟等(2007)基于系统模块角度研究价值链会计,深刻探讨了价值链会计。厦门大学管理学院的曾爱民和南星恒(2009)从广义的角度对会计信息系统的构架进行探讨。

综上所述,会计信息系统是现代化的管理信息系统中的重要子系统,它集“三论”中系统论、控制论和信息论的所有特点于一身,有利于人们研究会计信息系统,并统一了会计信息系统和会计信息化的相关概念,减少了不确定性和争论。

三、基于“三论”的会计信息化相关概念

我们要对会计信息化的自身含义和外延含义都进行深入的了解才能分析其相关概念,一般概念的思维形式反映了其对象的本质属性。以哲学的观点看,概念即为人类把所能感知的事物的共同本质特征抽象出来的概括。概念都具内涵和外延,并且随着主观、客观世界的发展而变化。概念一般用简明的语句说明其内涵。概念的逻辑方法是对其反映对象的特点或本质进行揭示。用一般定义概念的公式进行如下概念定义:被定义概念=种差+邻近属概念。其中,“种差”即与同属性范围下的其他概念之间的区别,也就是差异性;“邻近属概念”即对被定义对象所属的最小属性范围所界定的概念。

(一)基于“三论”的会计信息系统及其构成要素

会计把系统论、控制论和信息论结为一体,是管理信息系统的重要子系统之一,因此也称为会计信息系统(accountinginformationsystems,简称aiS)。会计信息系统的主要目的是系统论的整体最优,会计信息系统按模块讨论其集成性,集成业务处理、信息处理、实时控制和各模块间的层次结构等;将物流、资金流、人员流、控制流等一些重要的信息流联合在一起就形成了信息流的网,它们肩负着各自的任务存在于组织的全部活动中,通过i(input)-p(process)-o(output)〔o=p(i)〕模型可以分析会计信息的来源、会计信息的提供、会计数据的处理及利用过程;控制论主要实现会计信息的并进行反馈,基于i(input)-C(control)-o(output)〔o=C(i)〕模型对会计信息系统的运行进行反映,必要时还要进行有效的控制和调节,对会计信息系统的运行规律进行动态的控制和调节。

会计信息系统的广义信息加工和控制处理器的五大要素是m,t,o,S,i,由p和C构成。其中,m(management)确定了会计信息系统的运行规则和规范,是指会计方面的管理制度和法律,包括会计法、会计准则、会计制度、内部控制和审计等方面。

t(technology)反映了会计信息收集、加工、传输、利用和共享的手段和方法,是指会计信息处理及控制器依赖的基础和工具,包括珠算,钻孔机,计算机系统,其构成了会计信息系统的狭义的信息加工和控制处理器,会计信息系统在t发展的不同阶段分别被分为手工、机械和计算机会计信息系统。

o(organization)主要包括信息收集者、信息的处理加工者、信息者、信息使用者以及开发监审会计信息系统者等会计的利益相关者。

S(surrounding)是会计信息系统发展的环境基础,主要指会计信息系统所依赖的宏微观环境,如社会经济、技术等。

i(information)因素与以上四个因素共同称为会计信息系统的五大要素。

会计信息系统是以相关的会计准则、会计制度和会计法规为规范是管理信息系统的一个子系统,被企事业单位用来处理会计业务,对各类会计数据进行收集、传输、存储以及加工,对会计利益相关者输出会计信息并实时反馈,指导企业的经营、投资活动以及管理决策的信息系统。杨周南主编的《会计信息系统》一书中对计算机会计是这样定义的,计算机会计信息系统是组织对数据用信息技术的方法处理会计业务,为企业提供财务会计信息并管理控制企业经济活动的系统,因此是会计信息系统的发展阶段。以上对会计信息系统和计算机会计信息系统在符合定义公式和演绎推理逻辑思维的基础上进行了概念定义。

(二)基于“三论”的会计信息化

会计信息化是基于“三论”角度的计算机会计信息系统的会计信息化,包括会计信息化的过程、会计信息化的水平、会计信息化的作用和地位以及会计信息化的目的这四个方面,是计算机会计信息系统的构成过程。首先,会计与信息技术结合的过程即为会计信息化的过程,由于信息技术在会计中的运用使得会计的各要素都产生了影响,对会计模式进行了重建。其次,会计信息化水平是指对计算机会计信息系统的应用程度,会计软件的核心是计算机会计信息系统,综合反映了会计信息系统五大要素,体现了会计信息化发展水平。再次,会计信息通过会计信息的收集、加工、存储、提供和利用对经济活动进行影响,对企业决策和管理提供辅助建议,以此来反映、控制以及对会计信息系统的监审等会计功能。会计信息的作用和地位在会计信息化发展的前提下不断扩展、提高。最后,不断开发的信息技术和会计信息资源的充分利用是会计信息化的主要目的,其还有加强信息和知识的交流共享,实现最大的组织经济利息等目的。所以笔者认为,会计信息系统体现了会计信息化的程度,通过会计信息提高其在优化资源配置中的作用。由于信息技术在会计信息系统不同层次都有应用,会计信息一般被我们划分为会计电算化、会计管理信息化以及会计决策信息化三个方面。

1.会计电算化。会计电算化也被人们称为会计核算信息化,指在会计工作中使用以计算机为主体的信息技术,之前人们一直手工进行的是会计核算工作和会计信息的提供工作,而会计电算化产生后这些工作可用计算机代替,体现了会计的反映职能,操作计算机完成会计工作中的记账、算账和报账等程序。因此会计电算化把电子计算机和现代数据处理技术应用到会计工作当中,是会计核算信息系统对信息技术的应用过程。其目的是提高企业财会管理水平和经济效益,从而实现现代化的会计工作。

2.会计管理信息化。会计管理信息化主要体现了信息论的特点,会计工作不仅是生成、供应信息,而且也是利用信息并参与企业管理的一项活动。会计管理具有对自动提供的信息进行进一步加工,反映和控制组织的财务状况、经营成果,使利益相关者参与组织活动的预测和决策等职能。因为会计电算化是会计管理信息化的数据基础,所以会计核算层的信息化是会计管理信息化的重点。会计管理信息化主要指运用计算机、网络和通讯等信息技术重新建造会计管理模式,使现代会计管理信息系统成为技术和会计高度融合的、开放的信息系统。为了使会计利益相关者对信息资源的充分利用和研究开发,以会计信息优化资源配置,以此促进企业的长远发展和社会的不断进步。

3.会计决策信息化。会计决策的信息化主要是对会计决策和预测的信息化,把信息技术运用到会计决策信息系统中。会计决策信息化的基础是会计核算和会计管理信息化,主要体现在管理层运用会计核算数据参与企业决策并综合分析企业所在领域内其他企业经营和竞争状况、相关行业的经营数据、国内外大环境的经营数据,可以使企业明确自身的竞争优势,认清其核心竞争力,预测企业的发展并进行决策功能的信息化。

(三)电子商务会计

目前,学术界没有统一明确的概念来界定电子商务会计,笔者通过中国知网(cnki.net)检索了包含电子商务会计为主题的论文并查阅相关书本及资料,发现涉及电子商务会计概念的论文少之又少。宿静和苏亚民在《论电子商务会计的理论框架》一文中描述电子商务会计是关于电子商务与会计学彼此交叉作用的一种边缘学科。这种学科充分利用计算机硬件设备以及网络等现代工具和技术,将电子商务作为会计核算对象,利用远程数据进行在线报账,通过电子货币实现交易目的,同时对相关事项的监督和审计非常及时,是为在线理财和电子商务事项提供服务的会计信息系统。下一步,我们从被定义概念的科学性以及合理性方面来对上述概念进行分析。

根据普通意义上对概念进行定义的公式为:被定义概念=种差+邻近属概念。该公式中的“种差”即与同属性范围下的其他概念之间的区别,也就是差异性;“邻近属概念”即对被定义对象所属的最小属性范围所界定的概念。所以本文中的被定义概念为电子商务会计,而本文中对电子商务会计所应用到的邻近属概念即为会计学。也就是说,电子商务会计的属性还是会计学,可以说是会计学大类的一个细分学科;而电子商务就是上述公式中所言的种差,以区别于会计学大类下的其他细分学科。所以,我们可以认为,电子商务会计就是为电子商务活动服务的会计。但是倘若从另外一种角度剖析被定义概念,即从演绎推理逻辑思维方面来看,上述的被定义概念没有科学性,如何对上述的被定义概念进行界定有待继续深入探讨。比如从以下这种角度出发,假设电子商务会计是一种对会计信息通过电子商务模式进行采集和加工以及处理,则电子商务按理来说是临近属概念。也就是说,电子商务会计的本质属性还是电子商务,那么会计就成了上述被定义概念公式中的种差。如果电子商务会计的本质属性是电子商务,而会计是种差,则对应的会计信息以及提供与会计信息相关的服务即是商品以及提供的劳务。供应商以及消费者则分别与信息提供者以及信息使用者相对应,供应商和消费者通过买卖信息来进行交易,即利用电子商务系统来进行会计信息的交易。根据汉语的主语以及定语的语法规则,会计电子商务可以被认为是一种恰当的被定义概念。但是该被定义概念还有待从其他角度进行深入的研究讨论。根据宿静和苏亚民对电子商务会计的定义,我们不难看出,其先定义技术基础,即“计算机硬件设备以及网络等现代工具和技术”;接着定义基本内容,即“将电子商务作为会计核算对象,利用远程数据进行在线报账,通过电子货币实现交易目的,同时对相关事项进行实时的审计和监督”;最后定义目的,属于一种为电子商务事项以及在线理财提供服务的会计信息系统。虽然宿静和苏亚民关于对电子商务会计的定义从演绎推理逻辑思维角度来看是比较合理的,可是该定义仍然没有将基本内容以及目的方面涉及的逻辑思维要素表达清楚,不能够清楚地界定被定义概念的种差和临近属概念。同时,笔者也对其他关键词为电子商务会计的文献认真研读,从中得知大部分文献是基于电子商务对会计的影响进行研究,只有极少部分的文献研究电子商务会计的内涵和外延。因此电子商务会计这一概念还有待继续深入探讨。

四、结论

从上文的分析我们可以看出,目前大家对“会计电算化”“会计信息化”及“会计信息系统”等概念的界定都很清晰,而电子商务会计由于是新产生的学科,目前对于其概念的定义尚不明确,需进一步研究分析。从教学的视角来看,现在市面上有很多会计信息化方面的教材,各自的命名也多种多样,比较为大家熟知的有会计信息系统、会计信息化、会计电算化等一些名称,可谓百花齐放、百家争鸣。但是在教学的过程中,名称和概念太多会使得教师和学生双方无法适应,会产生教学概念模糊,缺乏说服力等问题,在学术研究领域无法统一大家的思想。通过分析笔者认为,与会计信息化相关教材名称的第一选择是“会计信息系统”,因为其从“三论”的角度结合了信息论、系统论和控制论的思想,符合会计信息化的概念。此外,若以电算化作为会计信息化教材的主要内容,则可以命名为会计电算化,如果把以电算化为主的教材一味地命名为会计信息化,会使教材有名无实。

参考文献

[1]杨周南.论会计管理信息化的iSCa模型[J].会计研究,2003(10).

地理信息系统定义篇5

关键词:情境感知;信息推送;本体;SpaRQL

中图分类号:G252.62文献标识码:aDoi:10.11968/tsygb.1003-6938.2015071

abstractCurrentwebservicetechnologiestogetherwiththeadvancesinmobiledeviceshavesignificantlyincreasedthedevelopmentofcontext-awareservices.RelyingontheSemanticwebtechnologies,thispaperoffersarule-basedarchitecturesupportingdeliveryofcontextualizedinformation.thecorefunctionalityisfulfilledbytherelevanceassessmentruleengine,whichcanre-configurethebehaviorofthesystembyspecifyingthedifferentrulesets.itdefinesanontology-basedcontextmodel,whichformalizesthecontextfromdifferentinformationsourcesandcharacterizesthecontextualsituationsofmobileusers.Qualitativeevaluationresultsthatthearchitecturehasthegeneralityandadaptability;thuscanassistmobilepolicetotakedecisionsduringtheiractivities.

Keywordscontext-aware;informationdelivery;ontologies;SpaRQL

1引言

当今的移动用户需要随时随地获取信息,以协助他们更有效的完成的日常活动。网络服务技术的迅速发展和移动设备的广泛应用,极大的提高了为用户“随时随地”提供所需服务或是信息的能力。同时,用户对自适应的信息服务的需求也越来越迫切。比如,处理突发事件的警察需要获取特定情境下执行任务相关的信息,以保证他们在快速改变的环境中能及时做出正确的行动和决策。如何设计出开发具有自适应性的、情境感知的系统架构,已经成为迫切需要解决问题。

与室内的办公环境不同的是,移动用户的情境特征是由不同类型的变量所决定的。既包括时间、地点和速度这样可以从传感器获得的外部情境,也包括与用户当前活动或是目标有关的内部情境[1]。为了能满足用户在当前情境下的信息需求,面向情境感知的应用系统不仅需要及时的感知情境的变化,更重要的该系统要能够为用户推送用于支持其进行决策的信息。对于处理突发事件的应急人员,其所处的情境具有势态演化迅速的特点,因此决策信息的时效性和预测性显得尤其重要。进行有关面向移动用户的情境感知服务的研究,对于丰富和发展现有的决策支持系统,具有重要的理论和应用价值[2]。

虽然已经有大量的研究致力于情境信息的获取、建模和管理,并将成果应用于情境感知服务,如交通导航和虚拟导游。但是,目前使用最多的情境因素仍然是用户的位置信息[3]。很少有研究将地理位置与用户所从事的活动类型这两方面综合起来描述情境的特征。此外,根据我们的文献调研,多数面向突发事件管理的信息系统[4],并不能很好的满足应急人员在特定情境下的信息需求,也不能解决如何根据动态的情境实时判定出信息相关性的问题。

本文的研究重点是利用语义网与本体技术,设计一个基于规则的情境感知信息推送架构,并依据此架构开发出能够根据用户情境实时的判定信息相关性的系统,并以处理突发事件的警察为应用实例,对系统的可配置性和自适应性进行了评估。

2情境感知应用研究概述

情境(Context)可以定义为:“用来描述一个实体特征的任何信息。这个实体可以看成是与用户和应用程序交互过程相关的人、地点或实物(包括用户和应用程序本身)[5]”。情境既包含能标识用户个人特征的静态信息,如性别、年龄、职业等;也包括能表示用户所处环境特征的动态信息如时间、位置、温度等。在人机交互领域,情境也包括用户的状态、心理、经验等内部因素,以及用户的知识结构和选择交互方式的偏好[6]。对信息系统而言,如何从海量数据中筛选出相关信息,情境起着至关重要的作用。一般说来,四个比较重要的情境变量包括地点(location),特征(identity),活动(activity)和时间(time)。在本研究中我们着重分析上述四个比较重要的情境因素之间的语义关系。

情境感知(Context-aware)通常也被称为“上下文感知”[7]。上下文感知计算是对设备、上下文、物理环境等构成的计算环境进行管理、协调和调度,建立实体对象间互操作的基础,为应用开发提供统一的框架和应用程序接口[8]。近年来,有关情境感知应用的研究发展迅速。由最初基于位置感知的应用(location-basedservices),即考虑用户所处的地理位置,如智能博物馆导览[9],发展到能够为用户提供个性化或者增强服务的人机交互系统[10]。以智能会议室(smartmeetingroom)的应用为例,当系统检测到有一份重要的电子邮件需要用户马上阅读时,系统应该根据用户当前的情境(开会中)以及用户所携带的移动设备(如smartphone)做出判断,将此邮件转发到手机上,并通过震动提醒用户阅读。如果系统判断出用户是单独待在会议室,就可以选择语音提示用户阅读邮件,并可以由用户选择是否显示在大屏幕上。目前,越来越多的研究关注于针对大规模场景建立一个情境感知架构[11],从而对情境数据进行分类和特征化,以便支持多种类型情境感知的应用。如‘Beaware!’的系统原型设计[12],可为道路交通管理中的操作人员提供用于决策支持的情境信息,帮助其分析潜在的不利于交通安全的因素,从而及时避免交通事故的发生。

非常规突发事件具有态势演化迅速、影响面广泛的特点。将情境的概念引入传统突发公共事件的应急管理机制中,把情境与突发事件管理相结合,有助于为应急决策提供有效的信息保障[13]。通过对情境演变过程的刻画、分析,揭示非常规突发事件的演变规律,能够为应急决策模式提供理论指导[14]。目前,发达国家的科研机构已经在非常规突发事件应急响应的机制方面进行了多年的研究,建立了一些较有影响的应急管理系统[15]。在国内,随着突发公共事件的增多,国家在突发事件应用研究和体系建设方面已相应的设置了规划项目进行支持[16]。许多高校和研究机构有关应急管理系统的课题也受到众多项目的资助。如,2013年度国家社会科学基金重大项目“面向突发事件应急决策的快速响应情报体系研究”[12],主要围绕突发事件的辅助决策支持,根据突发事件信息流的特点,构建能够快速反应的情报体系。该文的研究成果可应用于快速响应情报体系中的信息处理与组织。

3情境感知信息推送系统架构

基于大量用户实例,我们对目标用户(即应对突发事件的警察)的信息需求进行了问卷调研,并由此归纳出设计情境感知系统架构的基本需求[17]。首先,由于用户的信息需求与其所处的情境状态紧密相关,需要设计一个能够表示出用户活动、状态和当前事件关系的情境模型。其次,系统需要能够集成和利用来自不同信息源动态和静态的情境,包括来自传感器的数据(sensordata)、数据库中获取的个人背景信息(personalbackgroundinformation)等。最后,架构应该能够支持根据特定情境实时判断信息相关度系统的开发。

目前大多数的情境感知架构,比如SoCam[18](Service-orientedContext-awaremiddleware),偏重于对情境信息的获取、解释和发现,而并不能很好的解决如何根据演化的情境,为移动用户推送能够支持其活动的相关信息。依据从需求调研中归纳的设计策略,本文提出了情境感知架构CiDa(ContextualizedinformationDeliveryarchitecture)。CiDa的主要组件和相互工作的原理如图1所示:

(1)信息条目库。该模块存储来自不同信息源的信息项。所有的信息项都以RDF数据模型进行组织,表示出信息中所包含的事实属性。在对信息进行事实抽取、分类后,以RDF三元组的最后模型表示出信息项的重要属性。具体包括:所报道的事件,事件的发生地点和时间,与事件有关的主体,信息的类型和来源。

以一条报告了‘肇事司机有过激行为’的信息为例,此信息描述的主体(describedobject)是一位叫“Bob”的司机(身份,identification),涉及一起交通事故(有关事件,involvedevent)。以上事实可以由两个RDF三元组表示为:(“aggressiveactionmsg”_:describedobject“Bob”)(“Bob”_:involvedevent“Carincident”)。

(2)情境数据库。情境数据库主要对三种类型的情境信息进行组织和建模。包括从传感器和观测器获得的已感知的情境(sensedcontext);由目标用户指定的情境,如警察在移动设备上输入的信息(manuallyenteredcontext);以及从以上两种情境或是已有数据库中推断出的情境(deducedcontext)。本文提出了基于本体的情境模型对以上类型的情境进行组织,具体将在下文中阐述。

(3)规则库。规则库包含若干规则集。在语义网规则语言SwRL1(SemanticwebRuleLanguage)的基础上,为了通过规则的执行,达到为特定的用户/消息组(user/messagepair)计算累计相关度值的目的,我们定义了相应的规则语言。一个规则公理由前提(Body)和结论(Head)组成;规则前提定义了一系列的判定条件,当判定条件都满足时,依据规则结论中指定的值,更新相关信息条目对特定用户的相关度。例如,当Rule1.1中指定的一系列条件都满足时,包括信息的类别、所描述的主体,主体和事件的关系、用户的任务与事件的关系,以及时间的限定,与目标事件相关的导航信息,对于准备出发处理事件的用户来说,其相关度值增加“5.0”。

Rule1.1:infotype(?msg,naviinfo)&describedevent(?msg,?event)&istargetedBy(?event,?user)&engagedin(?user,?task)&describedLoc(?msg,?loc)&isDestinationof(?loc,?user)&inphaseof(?user,Departure)&reporttime(?msg,?reporttime)&starttime(?task,?starttime)&[?reporttime≥?starttime-30m]=>updateRating(+5.0)

(4)相关性评估规则引擎。规则引擎RaRe(RelevanceassessmentRuleengine)是系统中的关键模块,它可以通过指定不同的规则集,对系统的行为进行重新配置。RaRe在执行规则库中规则的同时,考虑存储在情境数据库中的信息,从而完成了对信息项相关性进行判断的核心功能。

规则引擎主要有三个模块组成[19]:①规则编译器(ruleparser),②查询语言生成器(querygenerator);③查询语句评估器(queryevaluator)。具体来说,规则编译器使用JavaCC生成规则的解析器,从而为查询语言生成器提供抽象语法树(aSt)。依据mRRL语法规则,查询语言生成器将生成的aSts转换为SpaRQL检索语句,并将这些语句提供给查询语句评估器。最后,由查询语句评估器使用Sesameapi执行检索语句。

基于情境感知的信息推送系统架构工作流程是:首先,将代表目标事件和背景信息的事实存储在信息条目库中。其次,根据RDF数据模型,对来自不同信息源的情境信息进行组织,并存储在情境数据库中。然后,当有新的情境信息被接收到时,触发规则引擎以便执行规则库中规则集。每一条规则相应的被翻译为SpaRQL查询语句。规则引擎将所有被执行的规则所指定的相关度值进行累积,为特定用户/消息组计算出最终的相关度值。随后,对在信息条目库中记录的相关度值进行更新。最后,依据相关度对信息项进行排序,相关度较高的消息将会实时的推送给目标用户。

本文所提出的情境感知架构CiDa有两个重要的特征:其一是能够利用基于本体的模型表示出用户所处动态环境的情境特征,特别是能揭示出用户当前活动内部情境变量之间的语义关系。其二是自适应性。可以通过指定不同的规则集对系统的行为进行不同的配置,从而达到适应不同情境需求的目的。根据我们所定义描述性的规则语言,开发者只需要花费较少的时间,就可以对规则集进行扩展和修改,实现在不同场景和领域中的应用。

4基于本体的情境模型

目前,大多数的情境模型只注重列举一些情境概念[20],如用户偏好、移动设备或地点。但是,在构建这些情境时,很少有模型能表示出情境变量之间的动态关系。我们所提出的基于本体的情境模型,不仅可以突破只考虑时间和地点这些外部情境因素的限制,还能进一步揭示出用户所从事的活动、目标事件和相关主体这些情境变量之间的语义关系。该模型包含一个一般性的本体和一个领域本体。

(1)一般性的本体。具有通用性的情境本体,可以抽象的表示出移动用户当前情境的上层概念。如图2所示,一般性的本体定义了包括用户、时间、地点、事件和任务在内的情境概念。

我们定义的一般性本体可以用来描述移动用户所处的情境,构建的概念可以在不同的应用领域进行扩展和重用。处理突发事件的警察,往往以管理或是控制某一目标事件为目的,并在特定的地点采取活动。因此,用户所执行的任务是由目标事件驱动的。当由于事态的发展变化引起用户所处的情境发生改变时,情境模型能反应出用户的活动是如何在外界事件的影响下动态进行的,从而实时的表示出用户的信息需求。

模型中所表示的情境变量的关系由属性(predicate)定义。例如,属性“istargetedBy”的定义域是“event”,值域是“User”,表示出了事件和用户之间‘哪一个事件由谁来处理’的关系;属性“isengagedin”的定义域是“User”,值域是“task”,表示出了用户和任务之间‘谁在从事哪一项任务’的关系;属性“isLocatedat”的定义域是“User”,值域是“Location”,表示出了用户和地点之间‘谁在何处’的位置关系;以及属性“happensat”的定义域是“event”,值域是“time”,表示出了事件和时间之间‘何事何时发生’的时间关系。

(2)领域本体。为了满足本文实例分析的需要,我们将一般本体中的概念和属性具体化,设计了能够适应于移动警察需求的领域本体。如图3所示,领域本体为用户类定义了警察这个子类,并为事件类定义了能够反映事件紧急程度的属性。对用户类的扩展还有为其定义了表示警察处于某一特定状态的属性,即‘inphaseof’。对相应类的扩展具体描述为:

①‘User’类有一个命名为‘policeofficer’的子类,以便描述出警察所处的情境状态(phase)。

②‘event’类有两个属性,即‘involvedobject’和‘emergencyLevel’。用这两个属性表示出参与事件的主体以及事件的紧急程度。

③‘task’类在一般本体中有两个子类,即‘Scheduledtask’和‘Derivedtask’。为了表示出目标主体和任务的类型,在领域本体中为该类定义了两个属性:‘targetedobject’和‘tasktype’。

④‘Location’类用于描述地理信息。该类在一般本体中的子类包括:‘Country’,‘City’and‘Street’。在领域本体中,更明确的表示出了事件的发生地(isSpotof)和用户的所在地(locatedat)。还定义了属性‘isnearby’来描述多个事件间地理位置的关系。

⑤‘time’类不仅可以表示事件发生或是任务执行的即时时间(instanttime),还可以表示事件和任务的持续时间(intervaltime)。

5基于规则的相关性判定系统评估

为了验证情境感知架构CiDa的有效性,我们开发了基于规则的相关性评定系统,并对系统的可配置性和适应性进行了评估。

数据集和规则集的定义。基于用户调研中所使用的交通事故和抢救伤员两个案例,我们分别构建了两个数据集Dc和Dp,分别包含590个和610个RDF三元组,用来描述一系列的消息和情境信息。例如,一条有关‘目击者证实司机Kees在事发前闯红灯’的消息如下图所示:

首先针对数据集Dc,定义了包含32条规则的初始规则集Rulc。其次为了能适应前溯用例的需要,对规则集进行增量式的扩展,即将适用于新场景的规则添加到现有规则集中,而不对当前已有的规则做改动。因此,数据集Dp的规则集Rulc+p,包含Rulc和20条新增的规则。

系统配置的策略。对系统进行评估的方法是基于不同的数据集和规则集而制定的。首先,评估系统的有效性,将初始规则集Rulc应用到相应的数据集Dc上。其次,为证实针对用例而制定的规则集,仍然能使系统适应于新的情境,将初始规则集Rulc应用到测试集Dp上。再次,为验证可以通过对规则集进行扩展,使系统行为适应前溯用例,将扩展后的规则集Rulc+p应用到测试集Dp上。最后,为进一步评估出为适用于前溯用例的向新增规则对后溯用例的影响,规则集Rulc+p也被应用到Dc上。

评估指标。针对系统所计算出的依据相关性排序的信息,选择前五条和前十条信息(top-5和top-10),在两个模式下:(1)宽松的(lenient)和(2)严格的(strict),对系统的查准率和查全率以及F-measure进行计算。根据在需求调研中的用户对信息条目相关性的判定,定义了标准集(goldstandard)。具体说来,在严格的(strict)评估模式下,我们将相关度值大于‘+3.5’的信息条目视为正确的信息,并产生了标准集GSstrict;而在宽松的(lenient)评估模式下,将相关度值不低于‘+2.0’的信息条目视为正确的信息,并产生了标准集GSlenient。

查准率和查全率以及F-measure的计算公式定义如下(α∈{strict,lenient},k∈{5,10}):

pa@k=,

Ra@k=,

Fa@k=2×.

评估结果。对系统在不同规则集和数据集上进行配置得出的评估结果如表1所示。可以看出,系统能达到0.95的查准率(p@5,Lenient)和1.00的查全率(R@10,Strict)。具体分析如下,(1)将初始规则集Rulc应用到数据集Dc上,查准率在0.40(p@10,Strict)和0.95(p@5,Lenient)之间;查全率在0.51(R@5,Lenient)和1.00(R@10,Strict)之间。(2)将Rulc应用到测试集Dp上,最大的查准率和查全率可以达到0.60(p@5,Lenient)和0.75(R@10,Strict)。(3)将扩展后的规则集Rulc+p应用到Dp上,查准率在0.25(p@10,Strict)和0.90(p@5,Lenient)之间;查全率在0.50(R@5,Lenient)和1.00(R@10,Strict)之间。(4)规则集Rulc+p在后溯用例上仍然可以达到0.95的查全率(p@5,Lenient)和1.00的查准率(R@10,Strict)。根据以上的评估结果,可以得到以下结论:

①系统可以为目标用户较为准确的选择出满足用户特定情境下需求的相关信息。

②为特定数据集所定义的规则不会只适用于既定的场景,在前溯用例上仍然能够提供合理的表现。

③通过对规则集进行扩展,开发人员可以较容易的使系统适应于新的场景和用例。

④新增加的规则在提高系统在前溯用例上表现的同时,不会很明显的影响系统在后溯用例上的结果。

6结语

本文利用语义网与本体技术,提出了一个具有可扩展性的情境感知系统架构。能够支持开发根据移动用户当前的情境推送相关信息的系统。利用一个基于本体的情境模型,表示出用户的活动任务、目标事件和外部情境因素间的语义关系。特别的,为了表示出危机管理中的情境特征,对一般性的情境本体进行了扩展,定义了领域本体,以适应于处理突发事件的应急人员的信息需求。架构的核心模块是一个支持相关性判定的规则引擎,可以通过执行不同的规则集,使系统的行为适应于不同用例和场景。

为验证架构的有效性,实现了一个基于规则的系统,可以根据警察所处的情境判定信息的相关度。依据处理小规模突发事件的案例,构建了用于系统评估的数据集和规则集,计算和分析了系统在不同配置下所能达到的查全率和查准率。定量的评估结果表明,系统能够根据警察所处的情境,及时准确的推送与其执行任务相关的、用以支持决策的关键信息。而且,开发者只需花费较少的时间对规则集进行扩展,就可以使系统适用于新的用例。

在今后的研究工作中,需要对架构CiDa进行扩展,设计一个能够预测出用户所处情境状态的推理机制[21]。具体实现一个能够从物理元件感知情境中推理出逻辑层面情境的模块,从而使情境感知更好的应用于突发事件预警中[22]。并且,还需要基于不同应用领域的数据,对架构的自适应性和可配置性做进一步的评估。

参考文献:

[1]mehrap.Context-awarecomputing:beyondsearchandlocation-basedservices[J].internetComputing,ieee,2012,16(2):12-16.

[2]苏新宁,朱晓峰.面向突发事件应急决策的快速响应情报体系构建[J].情报学报,2014(12).

[3]ChonJ,ChaH.Lifemap:asmartphone-basedcontextproviderforlocation-basedservices[J].ieeepervasiveComputing,2011(2):58-67.

[4]GlickJa,BarbaraJa.movingfromsituationalawarenesstodecisionsduringdisasterresponse:transitiontodecisionmaking[J].Journalofemergencymanagement(weston,mass.),2012,11(6):423-432.

[5]DeyaK,abowdGD.Cybreminder:acontext-awaresystemforsupportingreminders[C].HandheldandUbiquitousComputing.SpringerBerlinHeidelberg,2000:172-186.

[6]adomaviciusG,tuzhilina.Context-awarerecommendersystems[m].Recommendersystemshandbook.SpringerUS,2011:217-253.

[7]王立才,孟祥武,张玉洁.上下文感知推荐系统[J].JournalofSoftware,2012,23(1).

[8]戴江鹏.移动情境感知的人本普适计算研究[D].南京:东南大学,2011.

[9]Bihlerp,imhoffp,CremersaB.SmartGuideCasmartphonemuseumguidewithultrasoundcontrol[J].procediaComputerScience,2011(5):586-592.

[10]adomaviciusG,tuzhilina.Context-awarerecommendersystems[m].Recommendersystemshandbook.SpringerUS,2011:217-253.

[11]莫同,李伟平,吴中海,等.一种情境感知服务系统框架[J].计算机学报,2010,33(11):2084-2092.

[12]Baumgartnern,Retschitzeggerw.asurveyofupperontologiesforsituationawareness[C].proc.ofthe4thiaSteDinternationalConferenceonKnowledgeSharingandCollaborativeengineering,St.thomas,USVi.2006:1-9.

[13]陈祖琴,苏新宁.基于情景划分的突发事件应急响应策略库构建方法[J].图书情报工作,2014,58(19):105-110.

[14]文刘奕,刘艺,张辉.非常规突发事件应急管理关键科学问题与跨学科集成方法研究[J].中国应急管理,2014(1):12-17.

[15]许有志,杨吉江,王青.基于情境的突发公共事件应急管理系统研究[J].计算机与数字工程,2009,9(37):133-136.

[16]康伟.突发事件舆情传播的社会网络结构测度与分析――基于“11・16校车事故”的实证研究[J].中国软科学,2012(7):169-178.

[17]Hu,B.,Hidders,J.,andCimiano,p.towardscontext-basedinformationdeliverytopoliceofficers:aquestionnaire-basedrequirementselicitationstudy[C].proceedingsofthe7thinternationalConferenceoninformationSystemsforCrisisResponseandmanagement,2011:1-6.

[18]Gut,wangXH,pungHK,etal.anontology-basedcontextmodelinintelligentenvironments[C].proceedingsofcommunicationnetworksanddistributedsystemsmodelingandsimulationconference.2004:270-275.

[19]HuB,HiddersJ,Cimianop.aruleengineforrelevanceassessmentinacontextualizedinformationdeliverysystem[C].proceedingsofthe16thinternationalconferenceonintelligentuserinterfaces.aCm,2011:343-346.

[20]Strangt,Linnhoff-popienC.acontextmodelingsurvey[C].workshopproceedings,2004.

[21]Bikakisa,antoniouG.Rule-basedcontextualreasoninginambientintelligence[m].SemanticwebRules.SpringerBerlinHeidelberg,2010:74-88.

地理信息系统定义篇6

[关键词]通信设施;管理信息;系统开发;故障类型

[中图分类号]C931.6[文献标识码]a[文章编号]1672-5158(2013)06-0094-02

1前言

通信设施管理信息系统可以实现通信设施信息管理、监控、维护等目标,在整个通信工作中具有承上启下作用。系统的开发目的是将计算机与地理信息技术有机结合,构建新的系统可用于通信数据处理、信息查询、统计分析、服务等方面,从而保证系统在科学的系统管理下安全运行,提高了通信系统的工作效率。通信设施管理信息系统开发主要功能是促进通信管理信息化,使得通信部门做各项决策工作前,都有科学的通信设施信息系统做保障。该系统主要是对地理信息技术改进得到的,因此,此系统除了为通信部门决策提供依据外,还能准确地对综合地域情况有详细了解。

2系统结构及功能

2.1系统结构和软件条件

此系统主要是以单机版的结构类型为前提,基于此融合了mapinfo公司的地理信息系统组件,数据库管理系统是microsoffSQLServer2000,开发语言是microsoftVisualStudio2005C#。maps是mapinfo司向用户提供的具有强大地图分析功能的activeX控件产品。它是主要是建立在windows操作系统的基础上,所以可以兼容大部分普通的可视化开发条件,例如如Vc、Ⅷ等,maps囊括了所有工具、属性以及方法等基本设置要求,可以满足地理信息系统的最基本要求是极其简单的。

2.2系统重要功能介绍

该系统工虽然整个开发过程比较复杂,然而在实际操作过程中却极为便捷,这主要是因为其具有的功能强大,完全可以满足通信设施管理的全部功能需求,系统的重要功能介绍如下:第一,地图管理能够根据需要将地图打开、数据输入、重要信息备份等地图管理功能。第二,空间数据图形的显示和管理。通常分为分层叠加显示数据与预先定义图层显示数据两种,分层叠加显示数据是指系统将不同层次信息进行整理分析,并传输给下一阶段,经过逐层传递汇总到系统的综合信息处理处,再将各层信息全面处理,把运行结果显示在计算机屏幕上;而预先定义图层显示数据是指根据比例此,对图形的大小进行自动控制,可以结合实际需要对窗口进行一系列操作,保证图形显示效果最佳。第三,图形空间位置自动显示。应用空间定位系统,明确空间区域内的图形。第四,量算功能。此系统具有超强的量算功能,可以快速准确的捕捉图形的关键点坐标、计算出各种几何数据、不规则图形的面积等。第五,光缆井信息确定。由于光缆井信息具有复杂性以及多变性,因此以往对其确定时难度较大,且得出的数据有巨大误差,只能作为参考数据。此系统几乎对光缆井的全部信息都能精确确定,并且能对相关图表特殊标注。第四,光缆故障处理。当光缆某部分出现异常情况时,该系统能够快速做出放映,通过对光缆线路分析,结合输入位置和设备的距离,准确判断出故障出现地点。

3数据情况与数据库设计分析

3.1通信设施数据的基本构成

通信设施数据可以直接讲为需要者传递专题数据,例如基站分布,大客户分布,机房,营业厅,通信井等。其中通信井数据是提供方用全球定位系统采集。用户应当能识别圆井、方井、自建井、它方井、共建井。在不同类之间难免重叠,因而设计使往往把通信井信息进行人为界定,并进行预设编码方便辨别(如表1)。

3.2地下通信光缆数据的特性

通信管理单位往往只是对管道数据进行详细的记录备案,但对各条光缆在管道内如何铺设却模糊不清,因此要想提高系统处理数据的精确性,就必须对光缆的实际状况仔细调查。瞎报为光缆调查表应该包括的主要数据,仅供参考。

结合表格所示数据分析,能够找到建立井和光缆间的关联,制定详细的程序对路由研究,了解光缆的基本情况,从而有效降低人工输入光电缆的劳动量(如表2)。

3.3数据库设计

第一,属性数据库。它基础工作量相对较大,要组织人员进行实地数据搜集、整理目前资料、制定表格。数据库设计必须严格按照设计规范进行,本系统基于SQLServer2000构建而成。数据库中含有几类属性信息表:井信息表、基站信息表、重要用户信息表。属性特征表信息通过关系型数据库来实现,遵照规定标准执行。在空间数据与属性数据的接合方面,应使用特殊字段接合手段。现在用光缆井举例:把实地调查的井数据传送到系统中,那么提前编制的程序就会完成标号工作,可以输出不同井的信息,然后在将这些信息逐个接合,这样就实现了空间地理对象和数据库信息的完美结合。第二,多媒体数据库。此系统的组成极为复杂,不但含有基本数据,还能把各种多媒体数据转化成不同格式存储在系统中,也可以通关属性数据库实现空间地理对象与多媒体信息的有机结合。

4突出功能实施效果

基于地理信息系统的各种功能都可以在mapX5.0软件操控下完成二次开发,因此该系统的升级过程是比较简笞的。下面笔者结合系统中的光缆故障分析功能具体说明。

4.1光缆故障分析功能应用效果

通信光缆在整个信息系统中是最容易产生故障的部分,长期以来都是困扰通信管理部门的难题。现在采用此系统后,操作人员只需要在光缆任何位置安设仪器,那么就可以自动测出该点至光缆断口的距离,按照距离寻找故障位置及时修理。光缆在管道中铺设并不是有规则的沿着某方向,无规律性而言,这就增加了工人寻找断口的难度。光缆故障分析系统可以通过自动计算,精确断口出现地点,为光缆维修节省了大量时间,切实提高了工作效率。

4.2程序算法的数学形式分析

首先,使用者只需将鼠标任意选择一点,系统自定义为此点就是坐标面的原点;其次,随后把鼠标点投影到光缆的任何位置,那么利用相关数学公式就能推算出垂足点所在坐标,那么该点就是设备安放的位置;最后,推过一些列计算数据,最终确定数据分析结果。

5结束语

随着中国特色社会主义建设步伐继续前行,通信设施在国家基础设施中仍然会占有重要地位。通信设施管理信息系统开发工作直接决定了通信设施未来的发展方向,因此必须要给予其高度重视,除了汲取国外的先进经验外,还要鼓励从事此方面研究人员不断创新,从而为通信设施稳健发展打下基础。

参考文献

[1]赵晨,刘宏英,物联网在通信设施管理中的应用[J],卫星与网络,2010(12)

地理信息系统定义篇7

关键词:网格计算,集群系统,XmL,agent,web

1、引言

近年来,互联网得到了迅速的发展,网上信息资源愈来愈庞大,且信息具有量大、分散、异构等特性,因此,传统的web信息检索工具开始暴露出它性能低下的一面,具体体现在现有的信息检索工具对用户的要求常常是找出了几千甚至上万条记录,根本无法从中再细找,或者找到的内容和要找的内容不是一个专业领域的,造成信息无效的现象。但随着人们信息意识的增强,对信息内容及信息服务的需求也在不断的演变和发展,对获取信息的专业化、实效性等方面有了新的要求。如何针对专业领域定的用户群为他们提供专业的、度身量造的信息服务,使用户在尽可能短的时间内有效的找到最需要的信息内容是大家普遍关注的一个问题。本文利用网格计算、集群系统、XmL等技术设计了一个基于网格的面向专业内容的web信息检索体系结构,它能将地理位置分散的、异构的信息按地区按专业内容从逻辑上进行合理的组织和管理,为用户快速、有效地获取自己所需要的信息提供了一种方法。

2、基于网格的面向专业内容的web信息检索体系结构的设计

网格计算是近年来国际上兴起的一种重要信息技术,其目的是将网上各种资源组织在一个统一的大框架下,为解决大型复杂计算、数据服务和各种网络信息服务提供一个方便用户使用的虚拟平台,实现互联网上所有资源的全面连通,实现信息资源的全面共享。

为解决不同领域复杂科学计算与海量信息服务问题,人们以网络互连为基础构造了不同的网格,他们在体系结构,要解决的问题类型等方面各不相同,但网格计算至少需要具有三种基本功能:资源管理、任务管理、任务调度。本文设计的信息检索体系结构,围绕网格计算的基本功能及信息检索的特点,主要有以下三个层次组成:见图1

(1) 网格结点:结点是网格计算资源的提供者,本系统主要是由一系列的集群系统组成,它们在地理位置上是分布的,构成了一个分布检索群体,作为信息共享的基础结构平台。集群系统负责整个集群范围内的信息管理,维护和查询。

(2) 网格计算中间件:中间件是信息资源管理和用户任务调度、任务管理的工具。它是整个网格信息资源管理的核心部分,它根据用户的信息请求任务,在整个网格内负责信息资源的匹配、定位,实现用户任务到集群系统的映射。

(3) 网格用户层:主要为用户应用提供接口,支持用户对所需要的信息资源进行描述、创建、提交等。

本系统的主要思想是在逻辑上将地理位置分散的、异构的信息划分、组建成多个集群系统,集群系统对集群内的资源进行管理和任务调度,再利用网格中间件对各集群系统进行管理,从而形成对整个网格资源的管理,并对用户的信息需求进行统一的管理和调度。这种管理模型既可以尊重各个集群系统的本地信息管理策略,又可利用中间件在全局意义上对网格信息资源进行管理。

2.1集群系统的设计

由于web信息资源数量十分庞大,用户在利用现有搜索引擎检索信息时面临一个海量数据的查询问题,往往造成在消耗巨大的通信资源后依然存在资源查不准、查不全的问题。目前基于单一系统映射的web服务器集群系统能把若干服务器用局域网连接成一个整体,并使其从客户端看来就如同一台服务器在服务,这使得在逻辑上合并、组织地理位置分布的信息资源成为可能。因此本文首先考虑采用分布协作策略,将web信息资源按地区按专业内容分割,一方面使信息资源数量相对缩小,便于数据的组织、管理和维护,另一方面按专业内容易于制定一个公用的XmL规范,便于集群内各类信息资源的描述,从而可建立一个基于XmL的面向专业内容的信息集成系统。集群系统的具体结构见图2。

集群服务器主要由接口agent,基于专业内容的XmL信息集成系统、资源服务agent、资源agent等组成。其中接口agent根据任务提供的接口参数登记、接收、管理各种信息资源请求任务,并提供安全认证和授权。资源服务agent根据信息资源请求任务,利用XmL信息集成系统提供的数据,为用户提供实际的资源检索操作,并将检索结果信息发送给用户。资源agent用于向网格中间件提供本地信息资源的逻辑数据及接口参数。

下面主要说明基于专业内容的XmL信息集成系统的构造方法:

XmL(theeXtensiblemarkupLanguage)是w3C于1998年宣布作为internet上数据表示和数据交换的新标准,它是一种可以对信息进行自我描述的语言,它允许开发人员通过创建格式文件DtD(DocumenttypeDefinitions)定制标记来描述自己的数据,DtD规范是一个用来定义XmL文件的语法、句法和数据结构的标准。XmL使用普通文本,因此具有跨平台的优点,XmL的优点在于

(1)简单、规范性:XmL文档基于文本标签,有一套严谨而简洁的语法结构,便于计算机、用户理解;

(2)可扩展性:用户可以自定义具有特定意义的标签,自定义的标签可以在任何组织、客户、应用之间共享;

(3)自描述性:自描述性使其非常适用不同应用间的数据交换,而且这种交换是不以预先定义一组数据结构为前提,因此具有很强的开放性;

(4)互操作性:XmL可以把所有信息都存于文档中传输,而远程的应用程序又可以从中提取需要的信息。XmL数据是不依赖于某个特定的平台的应用,因此它为基于特定专业内容的表达提供了一种极好的手段,可以作为表示专业内容的语言。

目前人们研制web信息集成系统其基本方法可分成两类:存入仓库法(theware-housingapproach)和虚拟法(thevirtualapproach),可使用这两类方法利用XmL在数据组织和交换方面的优越性,采用格式文件DtD和XmL文档表示基于专业内容的集成模式和集成模式与资源之间的映射,建立基于XmL的web信息集成系统,其结构与获取信息的工作过程参见文献[2]。

2.2网格中间件的设计

图3所示的网格中间件的主要功能是

(1)消除不同用户与集群系统之间数据表达的差异,使信息资源数据对用户来说是透明的;

(2)管理、维护web上分布的各集群系统,网格中间件以关系数据库方式记录所有集群系统及其所包含的专业内容的逻辑信息,对关系数据库的操作可维护集群系统的分布式逻辑,使本结构在可变性和扩充性上具有柔性;

(3)接受用户的信息请求任务,能快速定位于满足要求的集群系统,通过对关系数据库的查询实现用户信息请求任务与集群系统的对应关系。

内部主要功能模块说明如下:

(1)接收agent模块:主要用于登记、接收、管理各种信息资源请求任务,并提供安全认证和授权。

(2)关系数据库及数据服务agent:关系数据库记录了所有集群系统及其所包含的专业内容的逻辑信息。数据服务agent提供集群系统对关系数据库的使用权限和对数据记录的增加、删除、检索和修改等操作。

(3)格式转换agent模块:提供用户信息资源请求文档与各集群系统中文档的格式转换功能。由于XmL是自定义的,各用户对同一数据有不同的表示方法(对信息资源描述存在差异)由于XmL文档中这种格式差异体现在与之相关的DtD/Schema上,因此经过格式转换,可使信息资源的格式对用户是透明的。

(4)XmL文档分析agent模块:提取格式转换后的XmL文档中各个标签,通过查询网格中间件中的关系数据库,实现用户信息请求任务与集群系统的对应关系,并得到满足条件的集群系统的相关信息,获取各集群系统的接口参数。

(5)发送agent模块:将转换过的信息资源请求XmL文档发送到相应的集群系统中。

其中agent技术是解决分布式智能应用问题的关键技术,agent是指能够自主地、连续地在一动态变化的、存在于其它系统中运行的、且不断于环境交互的实体。在系统中引入agent可使系统具有人的特征,代表用户完成用户的任务,并能动态适应环境的变化更好地满足用户的需求,提高信息检索的能力。

3、工作过程

要使本体系结构具有高协作性和互操作性,用户、网格中间件、集群系统以及其它agent等实体之间的通信是整个系统运转的关键。由于XmL为基于特定专业内容的表达提供了一种极好的手段,XmL是一种元语言,其严格的定义和规则集使人和机器都能更容易的阅读文档,因此本文将XmL集成到各部分的通信语言中,在用户发出的信息检索请求文档、网格中间件、集群系统之间的通信均利用XmL定义,这样做增强了通信的语义信息和灵活性并可以在多种平台使用,并且基于XmL的通信语言其通信内容的表达比其它方法更容易开发语法分析器。

具体的工作过程如下:

(1)请求、定位过程:由网格用户层向网格中间件发送用户的信息检索请求文档,描述网格接口参数、信息请求内容等,在接受agent进行身份确认及权限确认后,经文档格式转换agent模块、文档分析agent模块、发送agent模块处理后,定位于某些特定的集群系统服务器。

(2)应答、处理过程:集群系统服务器经验证、调用资源服务agent对信息集成系统进行查询后,将查询结果信息传输给用户。

4、结语

本文利用网格计算、集群系统、XmL在数据组织、交换、共享方面的优势,对大量分散、异构的面向专业内容的信息资源提供了一种有效组织和管理方法;并通过网格中间件,实现了信息资源的数据格式转换与快速定位,提高了信息检索的效果。本文仅提出了一个体系结构设计,对更为复杂的实际问题的适用性,还有待进一步的完善和改进。

参考文献:

[1]洪学海,许卓群,丁文魁.网格计算技术及应用综述[J].计算机科学,2003,30(8):1-5.

地理信息系统定义篇8

摘要:SCoR模型是标准的供应链流程参考模型,它使企业间能够准确地交流供应链问题,客观地评测其性能,确定性能改进的目标,并影响今后供应链管理软件的开发。而SCoR模型的实施是非常重要的环节。在模型的实施中加入GiS技术,使供应链的部分信息图形化、直观化,并与企业eRp系统实现数据交互,可以大大扩展SCoR模型的功能。本文简介了SCoR模型,介绍了基于mapinfo地理信息平台的SCoR模型支持系统的相关研究及应用实现,为SCoR模型的改进和完善做了一次很好的尝试。

关键词:SCoR;供应链;mapinfo;电子地图

abstract:SCoRmodelisthestandardsupplychainoperationsreferencemodel.itcanmakeenterprisesaccuratelyexchangesupplychainproblems.italsocangiveanobjectiveevaluationoftheirperformance,setthegoalofimprovingtheperformanceandimpactthedevelopmentoffuturesupplychainmanagementsoftware.thefunctionoftheSCoRmodelcanbegreatlyextendedbyaddingtheGiStechnology.itcanmakepartofthesupplychaininformationgraphicandvisual,alsoexchangedatawitheRpsystemsoftheenterprise.thispapermainlyintroducestherelativeresearchandapplicationsoftheSCoRsupportsystembasedonmapinfoGiSplatform.itisagoodattemptfortheimprovementoftheSCoRmodel.

Keywords:SCoR;supplychain;mapinfo;electronicmap

供应链系统就是产品从原材料到最终满足客户需要的全过程,是物流过程、信息流过程和价值流过程的集成。因此供应链的运作对于企业有十分重要的意义。SCoR模型作为第一个标准的供应链流程参考模型、供应链的诊断工具,为企业提供了一个很好的借鉴。借助SCoR模型研究、改进企业的供应链系统,成为提升企业竞争力的一个有效手段。

对于SCoR模型的实施,一些学者图解了配置层,研究了模型实施需要满足的条件,概括了模型实施的相关步骤。SCoR模型的运作紧密地将供应商、核心企业和用户联系起来,它们共同为满足客户需求服务。文章提到,SCoR并不是软件,而是在一定信息化基础上对原有的管理方法进行优化,并在必要时对某些软件模块进行简单改造。但是没有描述如何用信息技术改造、支持SCoR模型。为了更好地计划和实施每个流程,SCoR模型还提供了一个内部的支持系统,对供应链管理的基础工作进行了定义。主要功能表现在:为基本流程的建立提供支持;对基本流程中各类信息进行管理;控制并改善基本流程的运作质量。文章介绍了9种支持元素,包括规章建立和管理、业绩评估、信息系统与数据管理、库存管理、资产管理、运输管理、供应链网络管理、遵守法规管理、特殊元素。关于信息系统与数据管理,文章提出,在供应链运作过程中,需要收集有关信息,并且加以整理、分析,用以支持各基本流程中的计划和执行过程。包括:采购信息、库存信息、运输信息等。这些信息极大地促进了各环节的运作能力以及各环节之间的协调性。因此,有必要对SCoR模型中信息系统与数据管理进行研究,结合先进的信息技术进行计算机上的实现,以软件的方式支持应用SCoR模型的企业。

在SCoR模型的使用中,地理信息图、物料流动过程图等都是模型的实施中一些必不可少的基础图件。本文提出将GiS技术应用于SCoR模型,利用mapinfo软件开发方面的强大功能,研究SCoR模型的支持系统,给出了支持系统的框架和电子地图的建立过程。信息化的支持系统使得SCoR模型的效率大大提高,具有十分重要的现实意义。

1SCoR模型及改进

1.1模型简介

供应链作业参考模型SCoR(Supply-ChainoperationsReference-model)是一个跨行业的标准供应链参考模型和供应链的诊断工具,提供了全面准确地优化各种规模和复杂程度的供应链所必须的方法。SCoR模型包含一整套流程定义,测量指标和比较基准,这些描述工具和思想方法帮助企业理解供应链的运作过程,客观地评测其性能,确定性能改进的目标,并开发流程改进的策略。目前的最新版本为8.0版。

SCoR模型按流程定义可分为三个层次,每一层都可用于分析企业供应链的运作。在第三层以下还可以有第四、第五层等更详细的属于各企业所特有的流程描述层次。其中,第一层是过程定义层,第二层是过程配置层,第三层是过程分解层,在SCoR外有第四层作业执行层,即过程单元分解层。

SCoR模型的第一层描述了五个基本流程:计划、采购、制造、配送和返回。它定义了供应链运作参考模型的范围和内容。企业通过对第一层SCoR模型的分析,可根据一系列供应链运作性能指标做出基本的战略决策。第二层配置层由一些核心流程类型组成。企业可选用该层中定义的标准流程单元构建它们的供应链。企业通过自身特有的供应链业务过程配置,可以选择核心业务过程构建其实际的供应链,并实施其运作策略。第三层过程分解层对第二层中的过程类的详细过程单元信息进行描述。这一层定义了企业成功取得竞争优势的能力,包括定义和分解流程元素,规定每一个流程元素需要哪些信息输入,并期望哪些信息输出,对流程性能进行评测等。第四层是作业执行层对流程元素作了更进一步的分解。该层定义了获得竞争优势的实践,对已配置的特定供应链进行实施,为了适应业务变化的环境,对实施方案不断进行调整。

1.2模型的实施和改进

SCoR模型的实施过程,可以分为:分析竞争基础;配置供应链;对绩效水平、实际运作和系统进行统筹安排;实施供应链流程和系统的管理等四个阶段。

在供应链的配置阶段,创建供应链结构需要一些准备工作。首先确定参与供应链管理的业务单位。在一张模拟各个业务单位的分布地图上,标出采购、生产、配送和退货流程所涉及各实体的地理位置,不仅应标出某个企业的位置,还应标出供应商和客户的位置。然后将主要的物流过程用箭头在相应组织之间标出。之后再用分类流程指定各位置所处的采购、生产、配送和退货流程及其之间的联系,表示出计划类流程和执行类流程之间的分配,抽象出供应链过程。 

这里就涉及到使用地图或者模拟分布图。此类商业地图不仅标识出企业自身与上下游企业的地理位置分布,更具有战略意义和研究价值。传统的标记图只能单一的表示出各个标记点固定的关系,不利于使用和修改。如果在这张图上不仅能体现各个业务单位的详细信息,实现标记点之间的距离计算等扩展功能,而且能与其他企业资源管理系统相连,则大大提升了企业的运作效率,也为SCoR模型提供了补充和支持。GiS技术的不断完善,使电子地图的应用越来越广泛。在GiS技术支持下的SCoR模型,在功能性、易用性等方面不断改进。

2基于mapinfo的支持系统的研究

2.1系统的原理

地理信息系统(GeographicinformationSystem,GiS)是一种基于计算机的工具,把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。mapinfo是美国mapinfo公司的桌面地理信息系统软件,是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。作为GiS技术的开发平台,mapinfo依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能,极具实用价值。mapinfo提供一整套功能强大的工具来进行复杂的商业地图化、数据可视化和GiS功能。通过mapinfo可连接本地及服务器端的数据库,创建地图和图表以揭示数据行列背后的真正含义。也可以定制mapinfoprofessional以满足用户的特定需要。

SCoR模型在供应链的分析设计等方面发挥着重大的作用。而支持系统将供应链的设计、配置阶段完全信息化。支持系统的电子地图能直观地显示供应链上企业的地理位置、属性信息以及企业间的距离、运输路线等,大大方便了供应链设计、选址等方面的决策,加快了工作进度。

许多企业都有专门的管理系统,但是大多数系统之间没有信息的联系。企业管理系统中大量属性数据是以表格形式存储的,缺少对地理位置等空间数据的掌握,数据缺乏直观性。SCoR模型的支持系统,不仅可以对供应链上各企业的信息进行查询,而且可以实现与现有资源管理系统的连接,在信息管理方面实现了空间数据和属性数据的有效结合。

本系统基于VisualBasic6.0开发环境,通过mapX组件控制和编辑mapinfo格式的空间数据,并通过aDo(activeXDataobjects)与access表相连,用SQL语句访问并管理属性数据,在空间数据库与属性数据库之间通过两者对应的关键字建立关联。因为系统应用于供应链管理,所以系统平台应提供系统接口支持,用于现有企业其他管理系统,如eRp系统进行连接和数据交换。整个系统总体结构如图1所示。

2.2系统的功能

2.2.1支持供应链设计

在供应链的设计和再造方面,我们可以应用SCoR模型支持系统画出供应链的地理分布图、处理过程图。通过支持系统对企业信息的整合,我们可以方便地对供应链进行规划、选址等。从物流系统分析入手,做出未来的供应链地理分布图和处理过程图,选择最佳的地理位置和运送方案,对供应链进行设计和优化。

2.2.2信息的可视化和查询

电子地图将整个供应链的全图或局部专题地图显示出来,使用户能直接了解需要查询对象的地理位置,达到信息可视化效果。用户可以通过浏览电子地图查看各个企业的信息,通过功能的扩展,还可以进一步了解企业各个部门的相关数据。用户也可通过查询部门的信息得到相关企业、部门的空间信息,从而实现企业空间信息与属性信息之间的统一管理。

2.2.3信息的统计分析

基于mapinfo开发的电子地图能够精确地在屏幕上查询、分析与其相应的地理数据库信息。除了实现地图基本功能,包括实现地图显示、放大、缩小等地图浏览和图层操作外,在比例尺配置好的前提下,通过地图可以进行企业之间距离的计算以及相关的成本计算,以便企业对供应链进行优化。还可以将统计的结果制作成直观化的专题地图,方便结果的比较。

2.2.4数据输入、输出与维护

通过支持系统,可以在系统之间实现所需信息和资源的共享及各类数据资料的及时更新。供应链管理是一项连续的工作,为保证数据的实用性,系统需要具备便捷的数据输入、输出功能,及时对空间数据和属性数据进行更新。在电子地图的修改和维护方面,可以迅速地制定出企业特需的菜单、按钮盒或对话框等,还可以调用其它软件中的程序,使电子地图的功能不断扩展,提高企业经济效益。

3支持系统的应用实现

3.1软件环境和数据准备

地理信息系统平台采用mapinfoprofessional7.0SCp中文版,数据库管理系统选用安装、维护都比较简单的microsoftaccess,便于使用和节约成本。为提高系统效率,采用对access数据库和mapinfo支持非常完备的VisualBasic6.0可视化开发环境。

将一幅地图扫描成栅格图像并以JpG格式保存,用mapinfo打开选中的栅格图像。然后选取几个控制点对图像进行配准。配准时控制点选择的原则是:个数的确定要考虑比例尺及精度要求,一般以每幅图输入3~4个控制点为宜;点的分布分散且均匀并能控制整个图面。

3.2地图的编辑

因为属性数据结构有差异,因此一个图层上只能放置一种类型的地图要素,并分层定义地理实体的属性字段名称、类型、大小等。在mapinfo中新建多个图层,将不同类型的地物存储于不同的表中。电子地图系统的文件是以mapinfo文件格式存储的,其属性是以表的形式体现,在表中存储某一类型的信息方便以后的查询。在创建表的字段时,根据具体的需要设置不同的字段。表和字段的命名具有一定的规范化便于操作和使用。在创建完所有的图层之后,就可以进行叠加分析,如图2所示。从叠加图层中可以分析各图层要素之间的相互关系,并进行显示和计算。例如,单击表示企业的图标,就可以弹出属性信息对话框,显示出企业的名称、人数等一系列信息。数据处理完成后,在图上增加注记和图例。最后进行地图的整饰,包括颜色的搭配、图层视野设置、字体的设置等工作,使地图看起来美观大方。保存时需要将其保存到一个工作空间。因为小范围的地图不容易配准,现仅用中国地图作为示例。

3.3支持系统与外部数据库的连接

SCoR模型支持系统可以动态联接关系型数据库。在客户服务器(ClientServer)的网格环境中,通过SQLDataLinK数据联接软件包提供的QeLiB、oDBC接口,可以同远程服务器联接,直接读取oracle、SQLBase等十几种大型数据库中的数据信息。

为实现对外部数据库的调用和查询,在VisualBasic6.0中的models中定义以下函数模块:

publiccnasnewaDoDB.Connection

publicrsasnewaDoDB.Recordset

publicstrSQLasstring

cn.ConnectionString="pRoViDeR=SQLoLeDB"&_ 

";SeRVeR="&Servername&";database="&DBname

cn.open,Userid,Userpsw

rs.activeConnection=cn

rs.openstrSQL

publicSubKeysetRecordset(rsasaDoDB.Recordset,strSQLasString)

onerrorGotoerrorhandler

Screen.mousepointer=vbHourglass

rs.activeConnection=cn

rs.Source=strSQL

rs.CursorLocation=adUseClient

rs.openstrSQL,adopenKeyset,adLockoptimistic,adCmdtext

Screen.mousepointer=vbDefault

exitSub

errorhandler:

’DisplayaDoerrorcn

Screen.mousepointer=vbDefault

onerrorResumenext

endSub

strSQL="insertintocolorstruct(suitcode,structid,colorcode)values(?苁&trim(Left(trim(Combo1),inStr(CStr(Combo1.text),"")-1))&","&trim(ListView1.Listitems.item(i).text)&","&trim(ListView1.Listitems.item(i).Subitems(2))&?苁)"

cn.executestrSQL

strSQL作为一个字符串变量,用SQL语句就可以实现查询。rs用来存放查询出的数据内容。cn也是一个对象,可以执行insert,update,delete等语句,直接就可以修改数据库内容。

这样就实现了对企业eRp等数据库的查询调用,将地图所标识的供应链上企业的各项信息,包括产量、销售额等,及时快速地反映给SCoR模型的用户,为数据的采集和企业的决策创造了有利条件。

地理信息系统定义篇9

1、地理科学在科学体系中的地位

钱学森在20世纪80-90年代逐步完成了总结全人类研究的科学体系。概括起来分11个门类、5大巨系统、4项建设,下面分别表述原著与解解的内容。

钱学森将当今人类对科学知识的体系,分为数学科学、自然科学、地理科学、社会科学、建筑科学、军事科学、人体科学、思维科学、行为科学、系统科学与美学11个体系。对上述人类知识体系解读,可以将自然科学、社会科学和地理科学作为客体世界的主要研究对象;而人体科学、思维科学和行为科学作为人类主体的主要研究对象;建筑科学界于客体与主体科学之间;军事科学实际上是指谋略科学(包括经济、政治、军事等),是在掌握所有科学基础上的智慧较量;美学是纵贯于各个学科的;数学科学与系统科学是横贯于各个学科的。

在五个开放的、复杂巨系统中,地理系统与星系系统、社会系统、人体系统、人脑系统并列,其中的物理、地理、事理、人理、脑理中的“理”都是指研究的“规律”。

钱学森提出的社会主义总体设计部中,除了政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设外,特别提出地理建设,笔者将其修改为地理系统工程,并增加了人口、科教、城镇、资源、灾害、产业。

2、地理信息科学

随着航天技术的迅猛发展,来自外层空间的遥感、遥测、定位、通讯信息海量地增加;随着计算机技术的迅猛发展,处理与解决这些海量数据的能力大幅度地提高。地理信息系统、地理专家系统、管理信息系统、辅助决策系统应运而生,使得地理信息科学首先获得发展的机会。正是地理信息科学这门用高新技术武装起来的技术科学的发展,带动了整个地理科学的建立与发展。

随着遥感信息的大量获取,数学家以模式识别为工具对遥感信息进行图像处理与分类,使用的数学工具主要是数理统计的方法,把遥感信息看成是没有成因关系的随机变量;物理学家则把获取遥感的物理过程视为遥感信息的成因,因此采用反演的方法,使用辐射传输方程为主的数学工具,事实上不承认地理现象的不确定性;大多数地理学家将遥感信息当成系列成图的基础信息,快速、准确地制作系列地图。地图是符号系统,其信息量远不可与遥感信息量比较,地图学家把遥感信息转化成符号系统的系列图谱。遥感信息模型则是将地理复杂现象中的非遥感信息转变为归一化的影像信息,与遥感信息一起用方程、统计与相似准则结合,也即演绎逻辑、归纳逻辑与类比逻辑结合;确定性与不确定性(包括随机的不确定性、模糊的不确定性、灰色的不确定性、分形的不确定性)辩证统一;图像与方程(一个像元或一个图斑、一个方程)耦合;抽象思维与形象思维互动而建立起来的一种地理复杂信息模型[7-9]。这种信息模型只有在遥感技术的推动下才有可能产生。这种信息模型是遥感信息与地理信息连接的纽带。

3、地理系统工程

地理系统工程当前尚未被广泛认识,已经认识到的也仅仅是系统工程在地理学中的应用。当地理信息科学中的模型在实践中应用时,必然会涉及地理系统工程的可操作性。地理遥感复杂信息模型的建立,可以进行定量预报和回溯,因此为地理系统工程打下了工程的基础。国民经济的主战场主要包括人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等8个方面,这8个方面是互动的。中国的人口问题、西部开发问题、21世纪水资源问题、能源问题、洪旱灾害问题、环境问题、生态农业问题、城镇体系问题、基建布局问题、产业结构动态调整问题以及相互之间的协调发展问题,无不属于地理系统工程。

地理现象是复杂现象,地理系统是开放的复杂巨系统。当研究西部开发时,如果国家各个部门各行其是,石油开发只考虑石油开采与输送管道;交通只考虑公路建设;铁路只考虑铁路建设;水利只考虑南水北调问题;城镇建设只考虑城市规划等,那么整体的西部地区有可能产生许多事倍功半的现象,例如修了公路没有物资运输;城市居民结构不尽合理;劳动力与产业结构不配套等。钱学森的社会主义总体设计部就是要把地理系统工程与政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设系统地结合起来,地理系统工程仅是其中的一个子系统。而人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业是地理系统工程中的子系统。

4、理论地理科学

地理信息科学一方面可以进一步为地理系统工程提供研究方法与手段;另一方面又为理论地理科学提供技术基础。从遥感信息模型发展到地理复杂信息模型再到地理数学[8],为理论地理科学奠定了坚实的基础。

理论地理科学中首要的是建立开放的复杂巨地理系统的理论;其次是地理类比的广义相似理论;第三是一般地理复杂模型理论与地理数学;第四是地理数学在部门地理―部门子地理系统工程与区域地理―区域地理系统工程中的应用。理论地理科学如果不能指导部门子地理系统工程的研究和区域地理系统工程的研究,那么就失去了理论意义。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑,研究理论地理科学也是空想,然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术,理论地理科学的建立指日可待。

5、地理科学在可持续发展信息社会中的作用

地理学的发展经历了“地理环境决定论”、“人类中心主义”,然后达到了地理科学的可持续发展的阶段。地球上人类消耗的资源、能源是极其不平衡的,按照发达国家的水平,一个地球是满足不了全人类的需求的。可持续发展只有在信息社会中才能实现,人类一方面需要依靠科学技术开发资源,如太阳能的利用,靠基因工程使绿色植被更多地利用太阳辐射,靠纳米技术直接转化太阳能为电能;另一方面是靠信息技术节省资源、能源,如天地信息一体化网络系统就是信息社会的重要支柱之一,靠航天技术获取外层空间信息源,靠计算机技术建立信息网络。由此可见,地理信息科学在可持续发展信息社会中的作用。随着地理信息科学的发展,地理系统工程与理论地理科学的发展,将为国民经济的主战场做出重要的贡献。

由上分析,可见地理科学与地理信息科学已经被广泛共识,地理系统工程与理论地理科学的发展尚不够充分,因此本刊更名为“地理与地理信息科学”是适时的,是既有继承性又有发展性的;是既有前瞻性又有现实性的。在这里我们希望地理科学界的同仁,切不要轻视技术,高新技术恰恰是新理论、新应用的强大推动力。

参考文献:

[1]钱学森,等.论地理科学[m].杭州:浙江教育出版社,1994.1-325.

地理信息系统定义篇10

如今,我们已经习惯于使用搜索引擎来帮助定位信息和解决问题。但大多数现有的信息检索系统和万维网搜索引擎都忽略了查询主体(人)的不同以及查询发生环境的不同。这种不加区分的一般的相关性使得用户必须进行更多的过滤才能找到满足当前任务或环境的信息需求。为了让搜索引擎可以更快更好地满足我们的信息需求,下一代搜索面临着新的挑战。它不仅需要考虑查询主体(人)的偏好以及所处的环境与任务,也需要借助计算机帮我们做一些智能的推理。因此,下一代搜索引擎必须能够有效地处理和集成语义信息以达到这个目的。

语义万维网有如下特点:首先,语义万维网并不是一个革命性的全新的网络,相反,它是一个对现在的万维网的一个自然的扩展;其次,语义万维网和当前的万维网最大的不同在于其上的信息具有明确给定的意义;第三,语义万维网对社会的影响在于它能够使得电脑可以通过网络和人们进行更好的协同工作。

因此,基于语义万维网技术的语义搜索是应对下一代搜索引擎挑战的一个非常有潜力的方法。

信息检索与信息抽取

信息检索领域是语义搜索诞生的地方,有很多语义搜索的工作,涵盖了非形式化方法、形式化方法和集成化的方法。在非形式化方法中,主要以LSi、pLSi以及像HaL语义空间模型这样的统计和概率分析方法为语义搜索的代表。这一类方法是通过分析索引项和文档的出现频度来建立单词和文档的语义表示。另外一类更直接的非形式化方法是利用单词去歧义技术对单词语义进行直接的获取、表示和处理,从而期望提高传统信息检索的效果。和以上完全的非形式化方法不同,在信息检索领域,还有一些形式化和集成化的语义搜索方法。

在信息抽取方面,web-KB项目是较早利用机器学习和信息抽取技术根据本体从万维网上抽取语义信息的工作。给定一个本体,一些训练样本,web-KB试图通过机器学习的方法来获得语义信息。而Knowitall项目的工作具有和web-KB项目类似的目标。该项目希望通过从万维网中抽取语义信息来获得一个庞大的知识库,从而可以用来进行更好的搜索甚至构造一个真正的人工智能系统。

自然语言理解与关键字查询接口

在自然语言理解领域,研究人员希望通过深入分析自然语言文本来获得完整的、复杂的语义信息。这种分析通常包括对文本进行完整的词法、语法和语义处理。该领域的语义搜索通常使用形式化的方法来表示语言中的完整的、复杂的语义信息并根据这种表示来进行查询处理。

这方面比较早的研究是通过手工或者通过机器学习的方法从自然语言中获取概念图的语义表示,将文档和查询转化成概念图的形式进行语义的匹配。在进行查询的时候,对于普通用户来说,他们和基于形式化逻辑的语义查询之间存在一定的鸿沟,一些研究人员提出了不少方法来试图缩短这个鸿沟:Bernstein等人提出了受限查询语言以及有指导的自然语言查询接口。

而通过关键字查询接口来自动为用户提供形式化语义查询的推荐是一种简单而有效的方法。SemSearch和onto-Look是较早利用关键字作为查询输入的语义搜索引擎,它定义了一些翻译模版,然后尝试将用户输入的关键字映射到查询语句的三元组中的主语、谓语或宾语。但它的时间复杂性随着关键字个数成指数式增长,所以很难在实际应用中用到。

数据库与知识库

从数据库的角度,有相当多的系统和方法试图解决如何有效存储和查询语义信息的问题。Sesame是这方面的一个著名系统。它较早地实现了用数据库对RDF数据的存储和查询。DLDB试图能够更多地回答owL的数据上的推理和查询。当前,DLDB仅支持对父子类关系和父子属性关系进行推理。所以其支持的推理能力是非常有限的。比DLDB更进一步,instanceStore使用了更加深入的推理与分析,进行了更多的预先计算,能够以数据库为基础完成对大规模实例数据的查询和推理。

如果说从数据库角度出发的工作实现的推理能力都比较有限(因为受到关系数据库本身的关系模型的限制),那么在知识表示、知识库等领域中的研究,则最大程度实现了推理能力。基于描述逻辑的Racer和FaCt推理系统被开发了出来。它们可以出色地完成对描述逻辑,特别是其类别、属性和关系部分的推理。但是,它们通常难以处理大规模的实例数据。

语义万维网

SHoe和owLiR是语义万维网方面较早的工作系统。它们是利用万维网网页上的标注过的语义信息来提高信息检索能力的尝试。并为用户提供一个可视化的本体驱动的查询界面,同时支持一些简单的推理,使得用户既可以检索文本,同时也可以增加语义约束,所有同时满足关键字检索和语义约束的网页被作为结果返回给用户。

tap项目是斯坦福大学、iBm研究中心和万维网标准化组织w3C的语义web活动组共同参与的研究和开发项目。该系统首先将用户的查询映射到一个或多个该知识库中的概念或实例,这一步可以通过对知识库中的字符串标签的模糊匹配得到。之后,该方法在知识库中找出和被识别的概念或实例相关的一个子图。从搜索结果来说,用户不仅可以看到和查询相关的网页,而且还可以直接地看到被搜索目标的结构化的语义信息。从而使得用户不用再阅读大量网页,就可以直接获得很多相关的语义信息。