Modelowanie dynamicznych zjawisk w planowaniu przestrzennym z wykorzystaniem ontologii formalnych

Jaromar Łukowicz
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji
Instytut Geodezji i Geoinformatyki
Polska

Adam Iwaniak
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji
Instytut Geodezji i Geoinformatyki

Wrocławski Instytut Zastosowań Informacji Przestrzennej i Sztucznej Inteligencji
Polska

Marek Strzelecki
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji
Instytut Geodezji i Geoinformatyki
Polska

Iwona Kaczmarek
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji
Instytut Geodezji i Geoinformatyki
Polska

Streszczenie

Zarówno gospodarka przestrzenna jak i planowanie przestrzenne maja charakter multidyscyplinarny oraz odnoszą się do dynamicznie zmieniającej się rzeczywistości. Decyzje projektowe oddziałują na spójność systemu środowiska przyrodniczego. Poprawa jakości zarządzania przestrzenią zależy od wypracowania lepszych metod planowania i przewidywania skutków przekształceń przestrzennych dla środowiska. Takie możliwości dają ontologie oparte na logice opisowej (Description Logic) i związanych z nim systemami wnioskowania. Ontologie mogą być wzbogacane o dodatkowe systemy formalne. Autorzy prezentują sposoby budowania ontologii dziedzinowych dla planowania przestrzennego uzupełnionych przez konstrukcje logiki temporalnej. Jako rezultat, analizy relacji przestrzennych będą rozszerzone o badanie relacji czasowych. Modele czasoprzestrzenne z konstrukcjami logiki temporalnej mogą być przedmiotem wnioskowania wykorzystującego tzw. reasonery (resoning engines). Czasoprzestrzenne reprezentacje są oferowane przez tzw. ontologie wyższego rzędu, w tym przypadku ontologie fundamentalne (formalne). Do tych ontologii można zaliczyć GFO, BFO, DOLCE, OCHRE i inne. Takie ontologie są użyteczne dla modelowania danych przestrzennych z uwzględnieniem ich dynamiki i zmian. Czynią one możliwe przewidywanie scenariuszy przekształceń przestrzennych i przewidywania przyszłego stanu zagospodarowania oraz środowiska

Słowa kluczowe:

ontologia; modelowanie; planowanie przestrzenne; Description Logic; ontologia formalna; model czasoprzestrzenny

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia

Allen. J.F., 1983: Maintaining knowledge about temporal intervals. Commun. ACM, 26(11): 832-843.

Berman, M.L., 2009: Modeling and Visualizing Historical GIS Data. Harvard University, http://www.fas.harvard.edu/ ~chgis/work/docs/papers/CGA_Wkshp2009_Lex_9apr09.pdf

Bittner, T., Donnelly, M., Smith, B., 2009: A spatio-temporal ontology for geographic information integration. International Journal of Geogr.Inf.Science, Vol. 23: 765-798.

Gerevini, A., Nebel, B., 2002: Qualitative Spatio-Temporal Reasoning with RCC-8 and Allen’s Interval Calculus: Computational Complexity. Proc. 15th ECAI02: 312–316.

Grenon, P, 2003: BFO in a Nutshell: A Bi-categorial Axiomatization of BFO and Comparison with DOLCE, IFOMIS REPORTS.

Grenon, P, Smith, B. 2004: SNAP and SPAN: Towards Dynamic Spatial Ontology. Spat.Cog.Comp., Vol. 4: 69-104.

Gruber, T., 1995: What is an Ontology? International Journal of Human-Computer Studies, Vol. 43, Issues 4-5: 907-928.

Guangfa, L.I.N., Wanli Huang, Huixian Jiang, Youfei C.H.E.N., 2005: A Methodology of modelling object history oriented to spatio-temporal reasoning. Proceeds. of the Intern. Symp. on Spatio-temporal Modeling, etc..., Vol. 2005.

Gutierrez, C., Hurtado, C.A., Vaisman, A., 2007: Introducing Time into RDF. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, Vol. 19, No. 2, 207 p.

Hahmann T., 2013: A Reconciliation of Logical Representations of Space: from Multidimensional Mereotopology to Geometry. www.cs.toronto.edu/~torsten/ publications/Hahmann_PhD_thesis.pdf

Herre, H., 2010: General Formal Ontology (GFO) A Foundational Ontology for Conceptual Modelling. Media, Vol. 2, Issue: 15: 1-50.

Li, Y.D., Tong, X.H.,Liu, M L., 2008: A Unified Version-Based Spatio-Temporal Data Model. Archives: 103-108.

Masolo, C., Borgo, S., Gangemi, A., Guarino, N., Oltramari, A., Schneider, L., 2003: The WonderWeb Library of Foundational Ontologies. WonderWeb Deliverable D17, Preliminary Report.

Quak, W., de Vries M., 2011 : Topological and temporal modeling in GML. http://www.gdmc.nl/publications/2005/ Topological_Temporal_Modelling_GML.pdf

Renz, J., Nebel. B., 1999: On the complexity of qualitative spatial reasoning: A maximal tractable fragment of the Region Connection Calculus. Artificial Intellig., Vol. 108: 69-123.

Schneider, L. 2003: Designing foundational ontologies. The object-centered high-level reference ontology OCHRE as a case study. Proceeds. of the 22nd International Conference on Conceptual Modelling: 91-104.

Źródła internetowe

Bayes OWL Reference. http://www.csee.umbc.edu/~ypeng/BayesOWL/manual/index.html

BFO The Basic Formal Ontology (BFO). http://www.ifomis.org/bfo

BFO Basic Formal Ontology wersja 2.0. http://purl.obolibrary.org/obo/bfo/2012-07-20/bfo.owl

DOLCE - Descriptive Ontology for Linguistic and Cognitive Engineering. http://www.loa.istc.cnr.it/

GFO General Formal Ontology (GFO). http://www.onto-med.de/ontologies/gfo/

PR-OWL: A Bayesian extension to the OWL Ontology Language. http://www.pr-owl.org/