题目：基于Web服务的GIS空间关系服务研究与实践

网络技术的发展和人们对地理信息需求的增加，要求地理信息系统(简称GIS)要由传统的集中、封闭系统逐渐向分布式、开放网络环境下易于集成的地理信息服务的方向发展。作为GIS发展方向之一的万维网地理信息系统(简称Web GIS)通过在Web上为用户提供信息发布、数据共享、交流协作，从而使得GIS的功能通过WWW得以扩展，有力的推动了GIS的社会化进程。但Web GIS在推动地理信息广泛应用的同时，也存在着许多局限性，比如：无法实现跨平台和异构空间数据互操作，系统开发、调试和维护困难，GIS基本功能资源不能共享等。Web服务理论的提出，尤其是Web服务和GIS的结合，为解决传统Web GIS中存在的问题提供了可能，为解决空间地理信息的共享和互操作问题提供了很好的解决方案。
GIS空间对象间的空间关系是GIS研究对象的主要组成部分，空间关系的存取、计算和分析构成了GIS的标志性特征。作为GIS最为基础性的理论之一，空间关系一直是GIS领域与相关学术界研究的热点。构建基于Web服务理论的GIS空间关系服务可以使此GIS基本功能得到极大程度的重用和共享，在解决空间地理信息共享、互操作和集成问题的同时，也可以改变GIS的开发和使用方式，大大降低GIS开发的成本。
本文主要对GIS空间关系服务进行研究与实践，论文研究内容和所做的工作主要有：
(1)阐述了本文的研究背景和研究意义，分别对地理信息Web服务的研究现状和空间关系研究现状进行了分析和概述。
(2)对地理信息Web服务进行了简要的概述，包括Web服务相关理论及其关键技术；地理信息Web服务的定义，体系结构及其意义；地理信息Web服务规范等。
(3)对基于本体的空间关系推理进行研究，在对空间对象、空间关系和本体等基本概念介绍的基础上，通过对空间关系推理中的通用核心本体SRC-Ontology进行扩展，使其成为可用的规则，用于基于本体的空间关系推理中。在确定区域间的拓扑关系判断方面，通过细化得到了点、线、面三类空间实体之间的六大类(点/点、点/线、点/面、线/线、线/面、面/面)共43种空间拓扑关系的拓展描述。在简单模糊区域间的拓扑关系判断方面，按照SRC-Ontology空间关系描述框架，通过引入数学形态学中的膨胀算子来描述简单模糊区域的宽边界，在不考虑两个简单模糊区域的先后顺序的前提下，得到了两个简单模糊区域间的28种空间拓扑关系。同时在方向关系判断方面，也对基于本体的空间方向关系推理进行了形式化描述。
(4)本文在研究空间目标之间的空间关系时，无论是确定区域间的空间关系研究，还是模糊区域间的空间关系研究，我们都在空间拓扑关系推理的过程中加入空间方向关系的推理，这二者之间的组合推理使得空间推理更加的准确和有效，达到快速判断地理空间目标之间空间关系的目的，在多方面空间关系组合推理方面进行了有益的探讨。

(5)设计了空间关系服务总体框架，利用Java语言对本体库、SWRL、Jess推理引擎进行了整合，部署实现了GIS空间关系服务的发布，并通过实际数据和实验数据对服务进行了测试。