نقشه راه GIS

درخواست مشاوره

09120049370

8 صبح تا 12 شب

09120049370

Telegram Whatsapp Youtube
کاربرد جی ای اس

 

خلاصه

توسعه خودکار گردش‌های کاری تحلیل فضایی یکی از مزایای پیش‌بینی‌شده سرویس‌های وب است که عملکرد ژئوپردازش را ارائه می‌دهد. توسعه خودکار گردش کار به ابزاری برای ترجمه یک هدف کاربر به مجموعه ای از عملیات سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و ارزیابی تطابق بین داده ها و عملیات نیاز دارد. اگرچه اتوماسیون کامل هنوز دور از دسترس است، کاربران از دانش رسمی در مورد عملیاتی که در طول توسعه گردش کار در دسترس است بهره می برند. این مقاله پشتیبانی کاربر را در طول توسعه گردش کار بر اساس رویکرد اخیر به توضیحات عملیات گسترده ارائه می‌کند. بنابراین، پشتیبانی کاربر بر کشف عملیات در ابزارهای GIS و اعتبار سنجی زنجیره‌های عملیات تحلیل فضایی متمرکز می‌شود. دانش مورد نیاز در مورد عملیات در یک پایگاه دانش ذخیره می شود، که بر روی رویکردی بنام ژئواپراتورها استوار است و رویکرد ژئواپراتور را با هستی شناسی نوع داده برای توصیف رابط های ژئو اپراتورها و برای بیان محدودیت های ورودی های اپراتور جغرافیایی گسترش می دهد. مزایای پایگاه دانش برای ساخت یک گردش کار تصمیم گیری چند معیاره نشان داده شده است. این گردش کار شامل مجموعه ای از وظایف پیش پردازش برای مجموعه داده های ورودی و در نهایت محاسبه یک رستر فاصله هزینه است. بحث انتقادی در مورد پیچیدگی پایگاه دانش و مقایسه با رویکردهای موجود مکمل این مشارکت است. مزایای پایگاه دانش برای ساخت یک گردش کار تصمیم گیری چند معیاره نشان داده شده است. این گردش کار شامل مجموعه ای از وظایف پیش پردازش برای مجموعه داده های ورودی و در نهایت محاسبه یک رستر فاصله هزینه است. بحث انتقادی در مورد پیچیدگی پایگاه دانش و مقایسه با رویکردهای موجود مکمل این مشارکت است. مزایای پایگاه دانش برای ساخت یک گردش کار تصمیم گیری چند معیاره نشان داده شده است. این گردش کار شامل مجموعه ای از وظایف پیش پردازش برای مجموعه داده های ورودی و در نهایت محاسبه یک رستر فاصله هزینه است. بحث انتقادی در مورد پیچیدگی پایگاه دانش و مقایسه با رویکردهای موجود مکمل این مشارکت است.
کلید واژه ها: 

ژئوپردازش ; ژئو اپراتورها ; گردش کار تجزیه و تحلیل فضایی ; فراداده خدمات

 

1. معرفی

حجم، سرعت، تنوع و ارزش داده‌ها [ 1 ] چالش‌هایی برای داده‌های مکانی و زیرساخت‌های خدمات امروزی و برای تولید دانش در سراسر موضوعات و حوزه‌ها هستند [ 2 ، 3 ]. خدمات وب داده و ژئوپردازش به عنوان رویکردهایی برای خودکارسازی توسعه گردش های کاری تحلیل فضایی به منظور استخراج اطلاعات از داده ها [ 4 ، 5 ، 6 ] ترویج می شوند. چشم انداز اتوماسیون کامل هنوز دور از دسترس است زیرا ترجمه اهداف کاربر به یک سری عملیات تجزیه و تحلیل فضایی نیاز به دانش در مورد داده های مکانی و عملیات ژئوپردازش دارد که تا به امروز برای ماشین ها قابل دسترسی نبوده است [7, 8 ] .].
اخیراً پیشرفت هایی در زمینه ارائه پشتیبانی کاربر در طول توسعه گردش کار صورت گرفته است. پشتیبانی کاربر در این زمینه می‌تواند به ترجمه سؤالات فضایی به گردش کار، کشف داده‌ها و عملیات مناسب و اعتبارسنجی زنجیره‌های عملیات بپردازد. رویکردهای پیشنهادی اجزای مختلف فرآیند توسعه گردش کار را در مرکز خود قرار می‌دهند. مفاهیم اصلی اطلاعات مکانی [ 9 ، 10 ]، داده ها [ 7 ، 11 ]، عملیات [ 12 ، 13 ]، دانش حوزه [ 6 ] و تأیید گردش کار [ 14 ].
رویکردهایی که بر روی بازنمایی دانش در مورد داده ها، عملیات یا دانش دامنه کار می کنند باید این دانش را رسمی کنند. می توان انتظار داشت که در نهایت رویکردها باید برای ارائه پشتیبانی از همه جنبه های توسعه گردش کار ترکیب شوند. به منظور تسهیل ادغام رویکردها بعداً، ما ادعا می کنیم که چنین رسمی سازی ها باید عمومی باشند و طیف وسیعی از داده ها، عملیات یا مفاهیم دامنه را پوشش دهند. علاوه بر این، ابزارهای استاندارد باید برای بازنمایی دانش مورد استفاده قرار گیرند و راه‌های تولید رسمی‌سازی باید برای حمایت از مشارکت‌های جامعه مستند شود [ 15 ، 16 ].
با در نظر گرفتن این ادعاها، ما الزامات اطلاعات مربوط به عملیات ژئوپردازش را در طول فرآیند توسعه گردش کار تحلیل کردیم و یک پایگاه دانش را مفهوم‌سازی کردیم [ 17 ]. پایگاه دانش شامل توضیحات عملیات گسترده برای وظایف کشف و ترکیب عملیات ژئوپردازش است.
برای اینکه بتوانیم دانش موجود در پایگاه دانش را آزمایش کنیم، پایگاه دانش مفهوم‌سازی شده را به یک هستی‌شناسی بیان شده در زبان هستی‌شناسی وب (OWL) ترجمه کردیم. ما همچنین یک ابزار نمایشگر را پیاده سازی کردیم که به عنوان لایه میانی بین کاربر و پایگاه دانش عمل می کند. ابزار نمایشگر در جاوا پیاده سازی شده است و می تواند ورودی کاربر را به جستارهای SPARQL (پروتکل SPARQL و زبان پرس و جو RDF، [ 18 ])، که اطلاعات را از هستی شناسی بازیابی می کند، ترجمه کند. این دو پیشرفت در این مقاله ارائه شده است. آنها به ما این امکان را می دهند که مزایای شرح عملیات پیشنهادی و همچنین بازنمایی انتخاب شده از دانش را در ابزارهای استاندارد با استفاده از OWL و SPARQL آزمایش کنیم.
مزایای شرح عملیات توسعه یافته برای مورد استفاده خاص از توسعه یک فرآیند تصمیم گیری چند معیاره نشان داده شده است. ما پرس و جوهای اکتشاف مشخص و ارزیابی های مورد نیاز از زنجیره ابزارهایی را که توسعه دهنده گردش کار در زمینه مورد استفاده با آن مواجه می شود، استخراج می کنیم. مورد استفاده همچنین نمونه ای از کشف خودکار یک عملیات ژئوپردازش را نشان می دهد. کشف خودکار به ساخت یک جستجوی کشف بر اساس نتایج حاصل از ارزیابی انواع داده های تطبیق در ورودی های ارائه شده و مورد نیاز عملیات اشاره دارد.
ساختار مقاله به شرح زیر است؛ در بخش بعدی، بخش 2 ، کارهای مرتبط را بررسی می کنیم. در بخش 3 ، پایگاه دانش و عناصر آن را برای کشف و ترکیب معرفی می‌کنیم. بخش 4 سپس ابزار نمایشگر را ارائه می دهد و بخش 5 مورد استفاده و کاربرد ابزار نمایشگر را ارائه می دهد. در بخش 6 قبل از پایان مقاله، رویکرد ارائه شده را به طور انتقادی مورد بحث قرار می دهیم.

2. رویکردهای توسعه خودکار گردش کار

این بخش به بررسی کارهای مرتبط در زمینه رویکردهایی برای بهبود توسعه گردش کار می پردازد. پس از یک مرور کلی در مورد نقاط شروع مختلف رویکردهای مختلف، ما به عمق توضیحات عملیات گسترده برای پشتیبانی در طول توسعه گردش کار می رویم.

2.1. توسعه گردش کار بهبود یافته

ArcGIS ModelBuilder و GRASS GIS Graphical Modeler ابزارهایی هستند که از توسعه گردش کار در GIS مستقر پشتیبانی می کنند. برای مثال، بررسی می‌کنند که آیا فرمت‌های داده و ویژگی‌های هندسی ورودی ارائه‌شده مناسب هستند یا خیر و در صورت شکست اجرا، پیام‌های خطا ارائه می‌دهند. اطلاعات مربوط به عملیات مورد نیاز برای این بازخورد در ابزار گردش کار موجود است. کاربران می توانند برای جزئیات بیشتر در مورد رابط و محدودیت های عملیات به یک مستند متنی گسترده مراجعه کنند. کشف ابزارها عمدتاً مبتنی بر کلمات کلیدی است یا سازماندهی عملیات ابزار در دست را دنبال می کند. به عنوان مثال، در مورد ArcGIS، ابزارها در جعبه ابزار و مجموعه ابزار سازماندهی می شوند.
پردازش چارچوب برای QGIS [ 19 ] به ادغام یکپارچه ابزارها از GRASS GIS، R و سایر کتابخانه ها در گردش کار می پردازد، که یک ویژگی متمایز در ابزارهای گردش کار ذکر شده در بالا است. هیچ یک از ابزارهای ذکر شده رابطی برای کشف عملیات با حاشیه نویسی مستقل از ابزار عملیات geoprocessing یا رسمی کردن محدودیت های عملیات قابل دسترسی توسط ماشین فراهم نمی کند. این توسعه عملکرد توصیه برای عملیات ژئوپردازش و توانایی جستجوی عملیات در میان ابزارهای ایجاد شده GIS را محدود می کند.
انتقال نوع پشتیبانی ارائه شده توسط ابزارهای گردش کار از GIS ایجاد شده به ابزارهای سرویس گرا هنوز به دست نیامده است. ابزارهایی مانند GeoBrain [ 20 ، 21 ]، GeoPW [ 22 ، 23 ]، ابزار CyberGIS [ 24 ] یا محیط RichWPS [ 25 ] وجود دارند که محیط های سرویس گرا را برای توسعه گردش کار فراهم می کنند. آنها به طور کلی خدمات پردازش وب (WPS) را که از مشخصات رابط استاندارد شده پیروی می کنند یکپارچه می کنند [ 26]] یا خدمات عمومی REST. رابط های سرویس به خودی خود اطلاعات نحوی در مورد ورودی و خروجی عملیات ارائه می دهند که در ابزارهای مختلف برای زنجیره خدمات استفاده می شود. با این حال، اطلاعات نحوی به تنهایی منجر به محدودیت هایی در مورد کشف، بازخورد در طول ترکیب، و اعتبار سنجی زنجیره های خدمات می شود [ 12 ، 17 ، 27 ].
بهبود فرآیند توسعه گردش کار از دیدگاه های مختلف مورد تحقیق قرار گرفته است. از جمله ترجمه سوالات فضایی به عملیات [ 28 ]، توضیحات معنایی داده های مکانی به منظور تعریف اینکه کدام عملیات را می توان به طور معقولی روی داده ها اعمال کرد [ 7 ، 11 ]، هستی شناسی های دانش دامنه که از ترجمه خودکار یک کار کاربر به عملیات [ 6 ]، توضیحات گسترده از عملیات ژئوپردازش [ 12 ، 13 ، 29 ]، و تأیید گردش کار قبل از اجرا [ 14 ، 30]]. این رویکردها در بخش زیر مورد بحث قرار می گیرند. توضیحات عملیات گسترده با جزئیات بیشتر در بخش 2.2 مورد بحث قرار گرفته است .
KuhnandBallatore [ 9 ] زبانی را برای محاسبات فضایی توسعه داد که از مفاهیم اصلی اطلاعات مکانی [ 10 ] برای ترجمه یک مسئله فضایی به یک گردش کار تجزیه و تحلیل استفاده می کند. انگیزه کار آنها انتزاعی از اصطلاحات و مفاهیم GIS است که به مشکل فضایی که کاربران در واقع سعی در حل آن دارند، ربطی ندارد. زبان محاسبات فضایی باید به عنوان یک لایه میانی بین کاربران و ابزارهای GIS موجود قرار گیرد. شرح عملیات GIS از ابزارهای مختلف GIS قدیمی، همانطور که در کار ما ارائه شده است، می تواند در ایجاد پیوند بین اجزای زبان و عملیات GIS برای اجرا مفید باشد.
اثر استاش و همکاران. [ 7 ] به تحلیل فضایی معنادار برای موارد درون یابی و تجمع می پردازد. بر اساس یک چارچوب هستی‌شناختی پیچیده، هدف کار آن‌ها این است که استنباط کنند که آیا داده‌های ورودی داده‌شده اجازه استفاده از یک عملیات درون‌یابی را می‌دهند یا خیر. تمرکز بر مناسب بودن مجموعه داده ها برای وظایف داده شده در کار Scheider و همکاران ادامه یافته است. [ 11 ] و ScheiderandTomko [ 31 ]. در هر دو مقاله، هدف مربوط به تاریخچه تولید مجموعه‌های داده و قابلیت استفاده از مجموعه داده‌ها برای وظایف تحلیل است.
العارقی و همکاران. [ 6] رویکردی برای ترکیب خدمات مکانی خودکار مبتنی بر مدل‌سازی دامنه توسعه داد. مدل دامنه شامل خدمات خاص دامنه، توضیحات آنها و طبقه بندی خدمات است. این طبقه‌بندی حاوی دانشی در مورد روابط بین خدمات است و امکان ارائه راه‌حل‌های مختلف برای ترکیبی از خدماتی که وظیفه‌ای در دست دارد را فراهم می‌کند. این رویکرد برای یک مورد استفاده از افزایش سطح دریا نشان داده شده است. انتخاب نهایی عملیات تحت تأثیر محدودیت هایی است که توسط کاربر تعیین می شود. این رویکرد به طور قابل توجهی با رویکردهای قبلی متفاوت است. پرسش‌های باز به این موضوع مربوط می‌شوند که چگونه مدل‌های دامنه را می‌توان با توجه به تنوع دامنه‌ها و وظایف ایجاد کرد و اینکه آیا محدودیت‌های گردش کار به گردش‌های کاری خاص بستگی دارد یا ماهیت مشابهی در سراسر گردش کار دارد.
ترکیب گردش‌های کاری و تأیید آن‌ها با استفاده از تکنیک‌های مختلف از علوم رایانه، مانند برنامه‌ریزی هوش مصنوعی [ 32 ] یا توضیحات خدمات معنایی بر اساس OWL-S [ 33 ] کار شده است. لوتز و همکاران [ 30 ] عملکرد خدمات را به عنوان قوانین بیان کرد و از زنجیره عقب [ 34 ] برای تولید ورودی های مورد نیاز برای ارضای قوانین استفاده کرد. این آثار قبلی مجموعه‌ای از رویکردها را برای استفاده از توضیحات عملیات گسترده ارائه می‌کنند. این مقاله بر اساس تجزیه و تحلیل نیازمندی‌های شرح عملیات خاص برای فرآیند توسعه گردش کار تحلیل فضایی است و هدف آن توسعه رسمی‌سازی عمومی و توسعه‌پذیر عملیات ژئوپردازش است.

2.2. توضیحات عملیات توسعه یافته

OGC WPS توضیحات سرویس نحوی را ارائه می دهد. یک فرآیند دارای عنوان، توضیحات، شناسه و فراداده اختیاری و همچنین پارامترهای ورودی و خروجی است. ورودی ها و خروجی ها می توانند داده های پیچیده یا داده های تحت اللفظی باشند که دوباره دارای عنوان، چکیده، شناسه و ابرداده هستند. خود داده ها در برچسب wps:Format با mimeType (مثلاً ‘text/xml’)، رمزگذاری (مثلاً ‘UTF-8’) و طرح (به عنوان مثال ‘ http://schemas.opengis.net/) مشخص می شوند . gml/3.2.1/feature.xsd‘). همچنین می توان انواع داده های داده های تحت اللفظی و همچنین مقادیر مجاز را مشخص کرد. بازخوردی که می تواند در طول اجرای WPS ارائه شود شامل: ورودی‌های زیاد، خروجی‌های زیاد، اندازه داده‌های بیش از حد، نوع داده ورودی که با الزامات فرآیند مطابقت ندارد و موارد مشابه. بازخورد بر عناصر نحوی رابط متمرکز است. وظیفه ای مانند کشف سرویس به شدت با توضیحات رابط نحوی پشتیبانی نمی شود، زیرا عملیات های مختلف می توانند عناصر ورودی یکسانی داشته باشند یا عملیات مشابه می توانند ورودی ها و خروجی های متفاوتی داشته باشند [ 12 ]. ماهیت عمومی توصیفات OGC WPS مورد انتقاد قرار گرفته است، زیرا کاربران و همچنین مشتریان نرم افزار در درک الزامات داده های ورودی و تفسیر خروجی سرویس با مشکل مواجه هستند [ 35 ، 36]].
در مشخصات رابط WPS 2.0 فعلی، توسعه بیشتر پروفایل های WPS برای بهبود مستندسازی سرویس ها پیشنهاد شده است [ 26 ]. این پروفایل ها برای پیوند دادن پیاده سازی های خاص عملکرد به مفاهیم به منظور غلبه بر عدم قطعیت اجرا طراحی شده اند [ 37 ]. نمایه‌های WPS ممکن است مستندات یک پیاده‌سازی را ارائه دهند، اما (هنوز) مستقیماً به یک مخزن که یک نقطه دسترسی مرکزی برای کشف خدمات پردازش جغرافیایی باشد، مرتبط نیستند.
جایگزینی برای پروفایل های WPS، توصیف های عملیاتی معنایی یا توسعه یافته [ 12 ، 13 ، 29 ] است که تمرکز این کار است. کار بر روی توضیحات عملیات گسترده به طور کلی مستقل از یک مشخصات سرویس خاص است و هدف آن استفاده از هستی شناسی برای توصیف عملیات ژئوپردازش و داده ها به طور کلی است [ 12 ، 13 ، 29 ]. رویکردهای مختلف برای توصیف عملیات گسترده در [ 17 ] بررسی شده است . در اینجا، ما بر روی کار فیتزنر و همکاران تمرکز می کنیم. [ 13 ] به عنوان آخرین رویکرد برای کشف عملیات بهبود یافته بر اساس توضیحات عملیات گسترده.
فیتزنر و همکاران [ 13 ] روشی را برای ارزیابی پرس و جوهای کشف در هستی شناسی های عملیات ترسیم شده با استفاده از زبان برنامه نویسی منطقی Datalog توسعه داد. رویکرد آنها عناصر نحوی رابط های عملیات را همراه با محدودیت های مربوط به ورودی و خروجی عملیات در نظر می گیرد که به عنوان پیش و پس شرط مشخص می شوند. خود عملیات با یک کلمه کلیدی نشان داده می شود. در مثال آنها کلمه کلیدی “همپوشانی” است. در مثال ارائه شده توسط فیتزنر و همکاران. [ 13]، کاربر به دنبال عملیات همپوشانی روی چند ضلعی ها می گردد که اطمینان می دهد که سیستم های مرجع مختصات (CRS) دو چند ضلعی ورودی با CRS چند ضلعی خروجی عملیات همپوشانی یکسان هستند. این پرس و جو کاربر بر اساس یک توضیح سرویس ارزیابی می شود که ورودی ها را مانند درخواست کاربر مشخص می کند، اما اطمینان نمی دهد که چند ضلعی حاصل همان CRS ورودی ها را دارد. در این مثال، پرس و جو موفقیت آمیز نیست زیرا درخواست و آگهی مربوط به CRS خروجی مطابقت ندارند.
فیتزنر و همکاران [ 13 ] نشان داد که شرح عملیات توسعه یافته از کشف با در نظر گرفتن محدودیت های ورودی و خروجی پشتیبانی می کند. با این حال، آنها بر توسعه مکانیزم پرس و جو از عملیات و هستی شناسی های نوع داده تمرکز کردند. با بهترین دانش نویسندگان، آنها هستی شناسی عملیات را به تعداد بیشتری از عملیات گسترش ندادند و روی رویکردی برای ایجاد درخواست های کاربر در رسمی سازی مورد نیاز کار نکردند. ما کار آنها را در یک سری راه گسترش می دهیم. به جای تمرکز بر کشف، کل فرآیند توسعه گردش کار را در نظر می گیریم و پایگاه دانشی را ارائه می دهیم که مجموعه قابل توجهی از عملیات ژئوپردازش را پوشش می دهد.

3. یک پایگاه دانش ارائه توضیحات عملیات گسترده

در این بخش، یک پایگاه دانش ارائه می‌کنیم که شامل توضیحات عملیات گسترده است که از فرآیند توسعه گردش کار پشتیبانی می‌کند. پایگاه دانش در کار قبلی [ 17 ] مفهوم سازی شده است. مشارکت‌های ارائه‌شده در این مقاله، تحقق پایگاه دانش پیشنهادی در Protégé OWL و پیاده‌سازی یک نمایش‌دهنده ( بخش 4 ) است، که مجموعاً امکان آزمایش توضیحات عملیات ( بخش 5 ) را می‌دهد. در ادامه به طور خلاصه به معرفی پایه دانش و دانشی که در مورد عملیات ژئوپردازش دارد می پردازیم.
پایگاه دانش برای پشتیبانی از کشف از طریق کاربر، ارزیابی زنجیره عملیات و پیش بینی کشف خودکار عملیات طراحی شده است. اکتشاف مستلزم حاشیه نویسی عملیات ژئوپردازش با قطعات مختلف اطلاعات مربوط به کاربران است. ارزیابی ترکیبی از عملیات مستلزم دانش در مورد رابط ها و محدودیت های عملیات است. کشف خودکار به امکان استفاده از نتایج حاصل از ارزیابی ترکیبی از عملیات برای صدور پرس و جو برای عملیات خاص مانند تبدیل فرمت داده یا تبدیل مختصات اشاره دارد. برای تحقق این قابلیت ها، پایگاه دانش ارائه می دهد ( شکل 1 ):

  • مفاهیم عملیات ژئوپردازش،
  • دسته بندی عملیات ژئوپردازش،
  • روابط بین عملیات، و
  • یک هستی شناسی نوع داده برای تعیین رابط های عملیات از جمله محدودیت ها.
مفاهیم، ​​دسته بندی ها و روابط بین ژئوپراتورها برای حاشیه نویسی عملیات برای کشف آنها استفاده می شود. این بخش از پایگاه دانش بر اساس کار براونر [ 15 ] است. براونر [ 15 ] یک اصطلاحنامه ژئواپراتور را در سیستم سازماندهی دانش ساده SKOS [ 38 ] به دنبال تجزیه و تحلیل گسترده ای از دیدگاه های احتمالی در عملیات ژئوپردازش توسعه داد. اصطلاحنامه ژئو اپراتور شامل حدود 40 ژئو اپراتور از ArcGIS و GRASS GIS است و در مرورگر geooperator ( http://purl.org/net/geooperators) پیاده سازی شده است.(آخرین دسترسی در 03 فوریه 2017))، که از مرور وجهی عملیات در ابزارهای GIS پشتیبانی می کند. در نتیجه مرور وجهی ترکیبی از مفاهیم و دسته‌ها را برای جستجوهای هدفمند فراهم می‌کند. ویژگی خاص این رویکرد، گنجاندن تطابقات مرتبط با عملیات از یک GIS یا عملیات از ابزارهای مختلف GIS قدیمی است.
اصطلاحنامه SKOS ارائه شده توسط Brauner [ 15 ] به یک هستی شناسی OWL با استفاده از Protégé OWL ترجمه شده است تا بیانگر رویکرد geooperator را افزایش دهد و ادغام پسوندهای مورد نیاز را تسهیل کند. همچنین حدود 40 ژئواپراتور موجود در اصطلاحنامه به OWL ترجمه شدند. ما یک مفهوم اضافی را در هستی شناسی OWL خود وارد کردیم. مفهوم عملکردی نشان داده شده در جدول 1 . این مفهوم باید از جستجو برای عملکرد خاص GIS پشتیبانی کند و بر اساس عملیات GIS جهانی شناسایی شده توسط آلبرشت [ 39] است.]. برای تحقق ارزیابی‌ها در طول ترکیب عملیات، رویکرد ژئواپراتور اولیه با هستی‌شناسی نوع داده‌های فضایی و توصیفات واسط ژئوپراتورها، که در بخش‌های زیر توضیح داده می‌شود، گسترش یافته است.

3.1. هستی شناسی نوع داده

در [ 17 ] یک ویژگی نوع داده مکانی که واژگانی را برای مشخص کردن رابط‌های ژئوپراتورها و برای بیان محدودیت‌های آنها فراهم می‌کند، معرفی شد. این بر اساس طرحواره های سازمان استاندارد بین المللی (ISO) برای داده های برداری [ 40 ] و پوشش ها [ 41 ] است. این مشخصات نوع داده مکانی به هستی شناسی نوع داده تبدیل شده و با هستی شناسی ژئواپراتور پیوند داده شده است. شکل 2تصویر ساده شده ای از هستی شناسی نوع داده را نشان می دهد. کلاس اصلی هستی شناسی نوع داده کلاس ‘Spatial Object’ است که شامل زیر کلاس های Spatial Collection و Raster است. هر شی فضایی با ویژگی‌های شی به کلاس‌های «ویژگی» و «هندسه» مرتبط می‌شود، که به نوبه خود، اطلاعات موضوعی و مکانی را نشان می‌دهند که به شی فضایی متصل شده‌اند. ویژگی ها را می توان با ویژگی های اضافی مانند توصیف، مقیاس اندازه گیری، واحد اندازه گیری و نوع داده تکمیل کرد. کلاس هندسه، که شامل کلاس‌های هندسه برداری مختلف، یک کلاس هندسه شطرنجی، و یک کلاس پاکت یا جعبه مرزی است، به سیستم مرجع مختصات مرتبط است. یک کلاس برای پارامترهای غیر مکانی عملیات، هستی شناسی نوع داده را تکمیل می کند. پارامترهای غیرمکانی تنظیمات ژئوپراتورها را مشخص می کند مانند پارامتر تبدیل جغرافیایی عملیات پروژه. آنها می توانند اختیاری باشند و می توانند یک نوع داده اختصاص دهند. توصیف ویژگی‌ها، هندسه‌ها و پارامترها اجازه می‌دهد تا مشخصات دقیق داده‌های ورودی و خروجی ژئوپراتورها و پیش‌شرط‌ها و شرایط پس از آن‌ها را مشخص کند.بخش 3.2 ).

3.2. رابط های ژئو اپراتورها

هستی شناسی نوع داده برای تعیین رابط های ژئوپراتورها استفاده می شود. کلاس “Interface” از زیر کلاس های ورودی، خروجی، پارامتر، پیش شرط و پس شرط تشکیل شده است ( شکل 1 ). شرایط پیش و پس به محدودیت‌های ژئوپراتورها اشاره دارد که علاوه بر مشخصات ورودی‌ها باید در نظر گرفته شوند. پیش شرط ها عملکرد صحیح عملیات را در حین اجرا تضمین می کند. این محدودیت ها عموماً به ویژگی های موضوعی و هندسی ورودی و پارامترهای عملیات مربوط می شود. شرایط پس از آن به نوع خروجی مورد انتظار اشاره دارد که زمانی که عملیات زنجیره ای می شود اطلاعات مربوطه است.
بیان محدودیت ها با پرس و جوهای SPARQL فرم ASK انجام می شود تا بررسی شود که آیا یک الگوی پرس و جو دارای راه حلی است که از قدرت بیانی OWL استفاده می کند یا خیر. در نتیجه، آنها ابزاری را برای آزمایش اینکه آیا ورودی ارائه شده به یک ژئو اپراتور واقعاً الزامات عملیات را برآورده می کند، فراهم می کنند. آزمایش محدودیت ها مستلزم آن است که ورودی های خاص با رابط عملیات مطابقت داده شود، که در ابزار نمایشگر ارائه شده در بخش 4 انجام می شود . عبارات SPARQL برای تست های مورد نیاز در دو ویژگی نوع داده پیش شرط ها و شرایط پس از آن ارائه شده است که توسط ابزار demonstrator قابل خواندن است:

  • Has_expression : این ویژگی شامل عبارات SPARQL از محدودیت ها است.
  • Has_message : این ویژگی حاوی یک پیام است که ترکیبی از متن و عبارات SPARQL است که می تواند در ابزار demonstrator ارزیابی شود.
در ادامه، سه فرمول نمونه از پیش شرط ها را در هستی شناسی به همراه نمونه ای از ارزیابی این محدودیت ها و پیام ارائه شده به کاربر نشان می دهیم ( شکل 3) .). در مثال عملیات clip، هندسه clip_inputs باید زیرمجموعه هندسه clip_features باشد. به عنوان مثال، نقاط را می توان با نقاط، خطوط، و چند ضلعی برید، اما چند ضلعی ها را فقط می توان با چند ضلعی برید. عملیات پروژه تنها در صورتی می تواند کار کند که CRS مجموعه داده ورودی شناخته شده باشد یا پارامتری با CRS ورودی ارائه شده باشد. باز هم، این محدودیت به عنوان یک پرس و جو SPARQL فرموله می شود که می تواند بر اساس ورودی ارائه شده به عملیات ارزیابی شود. در مثال سوم، محدودیت تضمین می کند که مجموعه داده شطرنجی ارائه شده به عملیات شطرنجی به چند خط دارای عدد صحیح نوع داده است.
شرایط پس از عملیات به شکلی مطابق با پیش شرط ها بیان می شود. به عنوان مثال، شرط پس از عملیات clip بیان می کند که clip_output دارای همان نوع هندسه و CRS با clip_input است. پیش‌شرط‌ها و پس‌شرط‌ها بخشی ضروری از دانش در مورد عملیات ذخیره‌شده در پایگاه دانش هستند که امکان ارزیابی زنجیره‌های عملیاتی احتمالی را فراهم می‌کند. مکانیسم ارزیابی در بخش 4 ارائه شده است .

4. یک نمایش دهنده برای اعتبار سنجی پایگاه دانش

تعامل بین کاربر و پایگاه دانش برای کشف و ترکیب عملیات از طریق ابزاری مدیریت می شود که در حال حاضر به صورت نمایشگر موجود است. کاربر با رابط کاربری ابزار تعامل می کند تا درخواست خود را توصیف کند، که متعاقباً به پرس و جوهای SPARQL ترجمه می شود ( شکل 4)). این ابزار در جاوا 8 با استفاده از چارچوب apache Jena برای مدیریت RDF پیاده سازی شده است. این ابزار دارای چارچوبی است که از عملکردهای اصلی دسترسی به پایگاه دانش، صدور پرس و جو و سایر عملیات عمومی مانند رمزگشایی پیام های پیش شرط پشتیبانی می کند. علاوه بر این، مکانیسم‌های الگوی پرس و جو ارائه شده است که به کاربران بدون تخصص SPARQL اجازه می‌دهد تا با استفاده از توابع ساده جاوا، پرس‌و‌جوهای جدید را تشکیل دهند. در نهایت این ابزار با استفاده از فایل‌های پیکربندی سفارشی‌سازی را ارائه می‌دهد، که در اصل امکان استفاده از پایگاه‌های دانش دیگر را با شرط پیروی از طرحی مشابه با پایگاه دانش پیشنهادی فراهم می‌کند.
اولین مجموعه از اقدامات پشتیبانی شده توسط ابزار، کشف و انتخاب ژئوپراتورها است. رابط کاربری برای این کار کاربر شبیه رویکرد مرورگر وجهی مرورگر geooperator اصلی است [ 15 ]. شکل 5توالی مراحلی را نشان می دهد که فرآیند کشف را با استفاده از نمادهای نمودار فلوچارت محقق می کند. به ویژه، کاربران با مجموعه ای از فیلترها، از جمله مفاهیم ژئواپراتور، دسته ها و محدودیت های ورودی/خروجی ارائه می شوند. همراه با فیلترها، مکانیسم‌های جستجوی پیچیده‌تری مانند تطبیق کلمه کلیدی یا جستجوی عملیات‌های جغرافیایی مرتبط با یک اپراتور خاص ارائه می‌شوند. کاربران می توانند به صورت انعطاف پذیر گزینه های مربوطه را برای جستجوی خود انتخاب کنند و این ابزار پرس و جوی مناسب را برای صدور ایجاد می کند. علاوه بر پرس و جوی SPARQL که تولید می‌شود، یک تابع جاوا شباهت رشته‌ای را بین کلمات کلیدی ارائه شده و عملیات‌گرهای جغرافیایی که از طریق کوئری SPARQL شناسایی شده‌اند آزمایش می‌کند (نمونه ارائه شده در شکل 10 ) .
با توجه به نتایج پرس و جو، یا لیستی از اپراتورهای جغرافیایی نشان داده می شود که فیلترهای مشخص شده توسط کاربر را برآورده می کند، یا از کاربران پیام هشداری دریافت می شود که پیشنهاد می کند معیارهای جستجو مجدداً مشخص شوند.
مجموعه دوم اقدامات مربوط به ترکیب ژئو اپراتورها با داده های ورودی به عنوان بخشی از ترکیب عملیات است. این عملکرد شامل یک ارزیابی مرحله‌ای است که آیا ورودی داده‌شده الزامات یک رابط جغرافیایی خاص را برآورده می‌کند یا خیر. همانطور که در شکل 6 نشان داده شده استترکیب یک گردش کار شامل سه مرحله است. راه اندازی، ارزیابی و اتصال بالقوه ابتدا کاربر یک geooperator را راه اندازی می کند. با استفاده از فرآیند کشف، کاربر یک ژئو اپراتور را انتخاب می کند و ورودی ها و پارامترهای مورد نیاز را بر اساس رابط عملیات انتخاب شده ارائه می دهد. پس از آن، ورودی ها و پارامترهای داده شده پس از بررسی سه سطحی، که شامل تعداد ورودی ها، انواع داده ها و پیش شرط ها است، ارزیابی می شوند. همانطور که گفته شد، یک عبارت SPARQL از پیش شرط ها در هستی شناسی از طریق ویژگی داده has_expression موجود است.. به این ترتیب، پایگاه دانش شامل تمام دانش مورد نیاز برای آزمایش اینکه آیا یک ژئو اپراتور می‌تواند با توجه به برخی داده‌های ورودی به درستی عمل کند، می‌باشد. اگر عدم تطابق بین ورودی و رابط رخ دهد یا نقض برخی از پیش شرط ها تشخیص داده شود، کاربر پیامی دریافت می کند. این پیام شامل جزئیات مربوط به آزمون ناموفق است و در حین پرواز توسط برنامه تولید می شود. پیام‌های مربوط به پیش‌شرط‌ها ممکن است به فرمول‌بندی‌های دقیق‌تری نسبت به عدم تطابق مربوط به داده‌های ورودی نیاز داشته باشند. به همین دلیل، پیش‌شرط را می‌توان به یک ویژگی داده به نام has_message پیوند داد، که طرحی از پیام را ارائه می‌کند که با مورد خاص سازگار است.
اگر مرحله ارزیابی با شکست مواجه شود، کاربر می تواند ورودی داده شده را مجدداً مشخص کند یا با مرحله تنظیم مجدد شروع کند، یا ابزار می تواند عملیات را به طور خودکار کشف کند. در صورت ارزیابی موفقیت آمیز، خروجی ژئوپراتور فعلی تولید می شود. شایان ذکر است که اگر مستندات اپراتور جغرافیایی با استفاده از خاصیت has_expression شرایط پس را مشخص کند ، خروجی بر این اساس فرمت می شود.
در صورتی که مرحله ارزیابی در نقطه‌ای که انواع ورودی‌ها ارزیابی می‌شوند با شکست مواجه شود، ابزار می‌تواند کشف خودکار عملیات را صادر کند ( شکل 7) .). کشف خودکار هنوز در ابزار نمایشگر اجرا نشده است، اما مفهوم این قابلیت در دسترس است. در مورد کشف خودکار، اطلاعات مربوط به ورودی مورد نیاز یک عملیات و ورودی ارائه شده توسط کاربر از قبل در دسترس ابزار است و می تواند به یک جستجوی کشف ترجمه شود. این جستجوی اکتشافی عملیاتی را جستجو می کند که انواع داده ها را در صورت نیاز تغییر می دهد و تبدیل فرمت مفهومی عملکردی را برآورده می کند. عملیات به‌دست‌آمده به‌عنوان توصیه‌هایی به کاربر ارائه می‌شود، که می‌تواند تصمیم بگیرد یکی از عملیات پیشنهادی را در گردش کار قرار دهد. تفاوت اصلی بین کشف خودکار و دستی این است که در صورت کشف خودکار، سیستم فیلترهای مورد نیاز را برای مفهوم عملکردی و ورودی و خروجی عملیات را برای پرس و جو انتخاب می کند.
پس از مرحله ارزیابی، کاربر می تواند فرآیند ترکیب را به پایان برساند یا با ضمیمه کردن توالی با ژئوپراتورهای اضافی ادامه دهد. پس از انتخاب عملیات بعدی، ابزار خروجی تولید شده را در داخل ذخیره می کند تا از آن به عنوان ورودی برای عملیات بعدی استفاده کند. در این مرحله، کاربر باید انتخاب کند که خروجی تولید شده به کدام یک از ورودی های موجود ژئوپراتور جدید اختصاص داده شود. توجه داشته باشید که در صورت وجود عدم تطابق آریتی بین ورودی عملیات جدید و خروجی عملیات قبلی، از کاربر خواسته می شود که هر ورودی یا پارامتر اضافی را ارائه دهد. در نتیجه، ابزار دانشی را که در مورد یک عملیات به دست آورده است در زمینه گردش کار به موارد زیر منتقل می کند.

5. از Case و Application استفاده کنید

بخش 5 یک مورد استفاده از فرآیند توسعه گردش کار را معرفی می کند و مزایای شرح عملیات گسترده را برای وظایف در طول توسعه گردش کار نشان می دهد. مورد استفاده ای که ما به آن نگاه می کنیم یک فرآیند تصمیم گیری چند معیاره در زمینه برنامه ریزی مسیر حمل و نقل برای یک بزرگراه در لهستان است که توسط Keshkamat و همکاران توسعه داده شده است. [ 42 ]. پیاده سازی این گردش کار در ArcGIS توسط Brauner [ 15 ] ارائه شده است که در اینجا به عنوان مرجع برای گردش کار استفاده می شود.

5.1. مورد استفاده: فرآیند تصمیم گیری چند معیاره

هدف از گردش کار برنامه ریزی مسیر حمل و نقل مورد بررسی، تعیین یک مسیر ممکن برای یک بزرگراه از طریق شمال شرقی لهستان است. انتخاب مسیر پیشنهادی باید بر اساس معیارهایی با در نظر گرفتن کارایی حمل و نقل، اکولوژی، اثرات اجتماعی، ایمنی و هزینه های اقتصادی بهینه شود [ 42 ]. در فرآیند تصمیم گیری، کارشناسان لایه های اطلاعاتی را با هزینه ها وزن می کنند. سپس لایه‌های وزنی به منظور تعیین مسیر با کمترین هزینه بین شهر بودزیسک و ورشو روی هم قرار می‌گیرند [ 15 ].
توسعه یک گردش کار تحلیل فضایی از طریق یک متخصص GIS شامل کشف، ترکیب و اجرای عملیات تجزیه و تحلیل فضایی [ 4 ] است. ما فرض می کنیم که متخصص GIS در ابتدا یک مفهوم گردش کار در ذهن دارد که اهداف و شرایط تجزیه و تحلیل را تعریف می کند و انتخاب عملیات را هدایت می کند [ 17 ]. با نگاهی به استفاده از فرآیند تصمیم گیری چند معیاره برای برنامه ریزی مسیر حمل و نقل، مفهوم گردش کار ممکن است شبیه نمایش در شکل 8 باشد . قبل از محاسبه کمترین هزینه، داده های مورد نیاز باید از قبل پردازش، طبقه بندی مجدد، و در یک رستر وزنی ترکیب شوند، که منجر به پیشنهاد یک مسیر بزرگراه از طریق لهستان می شود.
پیش پردازش داده های ورودی شامل یک سری عملیات است که توسط توسعه دهنده گردش کار بر اساس ویژگی های داده های ورودی انتخاب می شود. توسعه‌دهنده گردش کار نیز توالی عملیات را بر اساس تخصص خود تنظیم می‌کند. مراحل پیش پردازش جاده های مجموعه داده برداری و جنگل مجموعه داده های شطرنجی به عنوان نمونه در شکل 9 نشان داده شده است . به طور کلی، عملیات پیش پردازش زیر در گردش کار اعمال می شود:

  • پروژه: داده های پروژه در سیستم مرجع مختصات مورد استفاده در گردش کار،
  • کلیپ: داده های کلیپ به منطقه مورد مطالعه در دست،
  • نمونه‌برداری مجدد: نمونه‌برداری مجدد داده‌های شطرنجی با وضوح مورد نیاز،
  • ویژگی به شطرنجی: تبدیل ورودی داده های برداری به شطرنجی.
در طول فرآیند توسعه گردش کار، کارشناس عملیات مربوط به وظایف در دست را به شیوه ای تکراری کشف می کند و عملیات را با توجه به تجربه خود و زمینه تجزیه و تحلیل زنجیره ای می کند. بدین ترتیب، مفهوم گردش کار مشخص شده و با عملیات اضافی تکمیل می شود. برای کار ما سؤالاتی است که توسعه‌دهنده گردش کار هنگام حرکت به سمت گردش کار مشخص و بازخوردی که سیستم می‌تواند برای پشتیبانی از وظایفش ارائه دهد، مهم است. جستجوهای اکتشاف خاص توسعه‌دهنده گردش کار می‌تواند:

  • عملیات ArcGIS مانند پروژه، نمونه‌برداری مجدد، طبقه‌بندی مجدد و غیره را کشف کنید.
  • کشف عملیات برش برای داده های شطرنجی و برداری ارائه شده توسط ArcGIS.
  • عملیات مورد نیاز برای تولید ورودی برای عملیات مسیر هزینه، یعنی عملیات فاصله هزینه را کشف کنید.
علاوه بر کشف، زنجیره عملیات نیز باید انجام شود. یک سیستم با دانش در مورد عملیات می تواند ارزیابی کند که آیا تعداد و نوع ورودی های ارائه شده به یک عملیات مناسب است و آیا پیش شرط های عملیات برقرار است یا خیر. علاوه بر این، با توجه به عدم تطابق انواع بین ورودی ارائه شده و ورودی مورد نیاز عملیات، می توان عملیات را توصیه کرد. نمونه هایی که از مورد استفاده به دست می آیند عبارتند از:

  • بازخورد در مورد اینکه آیا ورودی های عملیات کلیپ پیش شرط مربوط به هندسه ورودی ها را برآورده می کند (به عنوان مثال، چند ضلعی ها را فقط می توان با چند ضلعی برش داد).
  • بازخورد در مورد اینکه آیا خروجی جاده های بریده شده می تواند مستقیماً به عنوان ورودی برای عملیات پروژه استفاده شود یا خیر.
  • بازخورد مبنی بر اینکه خروجی عملیات پروژه را نمی توان مستقیماً به عملیات طبقه بندی مجدد مرتبط کرد.
  • پیشنهاد ابزار feature_to_raster در بین پروژه مراحل و طبقه بندی مجدد جاده ها.

5.2. مزایای دانش در مورد عملیات در طول توسعه گردش کار

با در نظر گرفتن مثال های خاص از مورد استفاده در بخش 5.1 ، ما در اینجا مزایای دانش در مورد عملیات ذخیره شده در پایگاه دانش را نشان می دهیم. ما ورودی‌هایی را که توسعه‌دهنده گردش کار به ابزار نمایش‌دهنده ارائه‌شده در بخش 4 ارائه می‌دهد ، توضیح می‌دهیم که پرس‌و‌جوها را به SPARQL ترجمه می‌کند و آنها را در پایگاه دانش ارزیابی می‌کند.
جستجوهای کشف با هدف یافتن عملیاتی هستند که برخی از عملکردهای تعریف شده را ارائه می دهند، در GIS انتخاب شده پیاده سازی می شوند، بر روی قالب های داده مشخص کار می کنند و به ابزارهای خاص مربوط می شوند. همه این اطلاعات در مورد عملیات GIS را می توان به عنوان فیلتر در ابزار نمایشگر ما تنظیم کرد. فیلترهای ارائه شده مفاهیم، ​​کلمات کلیدی، انواع داده ها و شباهت بین عملیات هستند. مثال های خاص مربوط به مورد استفاده به کشف پروژه، کلیپ و عملیات مربوط به عملیات مسیر هزینه اشاره دارد. شکل 10ورودی ارائه شده توسط کاربر در رابط کاربری ابزار demonstrator و پردازش این ورودی از طریق ابزار را نشان می دهد. در یک روش دو مرحله ای، ابتدا کوئری SPARQL بر اساس فیلترهای انتخاب شده تولید می شود و سپس یک تابع تشابه رشته ای کلمه کلیدی ارائه شده به کاربر را با لیست ژئوپراتورهای حاصل از پرس و جو مقایسه می کند.
پس از کشف، عملیات را می توان به هم متصل کرد که به موجب آن خروجی یک عملیات به ورودی عملیات بعدی تبدیل می شود. همانطور که در بخش 4 توضیح داده شد ، یک سری مراحل ارزیابی بر اساس زنجیره عملیات انجام می شود. مثال‌های زیر بازخوردی را نشان می‌دهند که می‌توان در زمینه مورد استفاده به کاربر ارائه داد. مثال در شکل 11بر پیش پردازش مجموعه داده جاده ها تمرکز دارد. توسعه‌دهنده گردش کار با برش دادن مجموعه داده و نمایش آن به طرح مورد نیاز شروع می‌کند. در مرحله بعدی، او عملیات طبقه بندی مجدد را انتخاب می کند که منجر به عدم تطابق نوع بین ورودی های برداری ارائه شده و ورودی های شطرنجی مورد نیاز می شود. با توجه به نتیجه ارزیابی، ابزار یک کشف خودکار را آغاز می کند و به کاربر توصیه می کند که عملیات feature_to_raster را به گردش کار اضافه کند ( شکل 12 ). عملیات feature_to_raster یک ورودی برداری را به یک خروجی شطرنجی تبدیل می کند که به عنوان عملیات میانی در گردش کار مورد نیاز است. این عملیات قسمت پیش پردازش مجموعه داده جاده ها را تکمیل می کند.
مثال‌ها نشان می‌دهند که ابزار نمایشگر از فرمول‌بندی پرسش‌ها برای کشف و ارزیابی محدودیت‌های عملیات پشتیبانی می‌کند. با توجه به دانش موجود در پایگاه دانش، بازخورد می‌تواند به توسعه‌دهنده گردش کار ارائه شود، و در موارد خاص می‌توان کشف خودکار عملیات ژئوپردازش را آغاز کرد.

6. نتیجه گیری و کار آینده

توصیف عملیات گسترده وسیله ای برای ارائه اطلاعات در مورد عملیات ژئوپردازش است که از اطلاعات موجود از طریق توصیفات رابط نحوی [ 12 ] و همچنین عملکرد ارائه شده در سازندگان مدل تثبیت شده فراتر می رود. هدف این مقاله نشان دادن چه پشتیبانی اطلاعات ذخیره شده در پایگاه دانش برای کشف و ترکیب عملیات است. به طور خلاصه، پایگاه دانش از موارد زیر پشتیبانی می کند:

  • جستجوی ساختار یافته برای ژئوپراتورها بر اساس مفاهیم و ترکیبات آنها،
  • کشف ژئو اپراتورها از ابزارهای مختلف GIS،
  • بهره برداری از روابط بین اپراتورهای جغرافیایی در داخل یا بین ابزارها،
  • زنجیره‌بندی صحیح نحوی عملیات ژئوپردازش از طریق بازخورد در صورت نقض محدودیت‌های عملیات،
  • کشف خودکار ژئوپراتورها در مواردی که عدم تطابق نوع بین عملیات شناسایی می شود.
پرس و جوهای کشف پیچیده که در کار قبلی [ 13 ] معرفی شده اند را می توان با پایگاه دانش از طریق ترکیب دانش درباره ژئوپراتورها، ارائه شده توسط مفاهیم و دسته ها، با توضیحات رابط آنها، بازتولید کرد. پایگاه دانش ما کارهای قبلی را در موارد زیر گسترش می دهد. تعداد ژئو اپراتورها از تعداد عملیات مستند شده در کار قبلی بیشتر است [ 12 ، 13 ]، اطلاعات بیشتری مانند روابط بین عملیات در دسترس است و بازخورد حاصل از ارزیابی محدودیت ها را می توان ارائه کرد. رسمی‌سازی SPARQL پیش‌شرط‌ها و پس‌شرط‌ها عمومی است و محدود به عملیات خاصی نیست.
ما همچنین پتانسیل پایگاه دانش را برای پشتیبانی از کشف خودکار ژئو اپراتورها نشان دادیم. کشف خودکار به تولید خودکار پرس و جوهای SPARQL زمانی اشاره دارد که عدم تطابق بین ورودی ارائه شده و عملیات در دست یافت شود. به طور خاص، ما بر مواردی تمرکز کردیم که در آن عدم تطابق نوع رخ می‌دهد و عملیات تبدیل مورد نیاز است (به عنوان مثال، تبدیل از داده‌های برداری به شطرنجی). اجرای کامل و ادغام کشف خودکار و توصیه عملیات به کاربران هنوز در دست بررسی است.
نسخه فعلی پایگاه دانش در OWL باید از یک سری موارد گسترش یابد. شرح محدودیت های عملیات باید با جزئیات بیشتری تحلیل شود و سطحی از جزئیات باید مشخص شود. این شامل ارزیابی هستی‌شناسی نوع داده و مناسب بودن آن برای گرفتن محدودیت‌های عملیات است. به طور بالقوه، ادغام با کار مرتبط در مورد رسمی سازی نوع داده می تواند سودمند باشد. بسته به زمینه ای که دانش در آن استفاده می شود، محدودیت های عملیات نیز می تواند با پیام های اطلاعاتی تکمیل شود. به عنوان مثال، در عملیات شطرنجی پروژه، یک نمونه‌گیری مجدد در طول نمایش داده‌های شطرنجی صورت می‌گیرد.
پایگاه دانش باید برای اپراتورهای جغرافیایی بیشتر گسترش یابد و به ابزار توسعه گردش کار مرتبط شود. در حالت ایده آل، توضیحات ژئواپراتور می تواند حداقل به صورت خودکار از اسناد موجود استخراج شود. Brauner [ 15 ] نشان داد که چگونه می توان توضیحات ژئواپراتور را در فایل های توضیحات خدمات تزریق کرد. علاوه بر امکان سنجی فنی گسترش توضیحات خدمات موجود، مستندسازی ژئوپراتورهای اضافی و نگهداری پایگاه دانش نیازمند مشارکت جامعه است [ 16 ].
هنگامی که پایگاه دانش در یک ابزار توسعه گردش کار ادغام می شود، استفاده از آن می تواند به مستندسازی گردش کار توسعه یافته در سطح مفهومی منجر شود. در این زمینه، سهم پایگاه دانش در رابطه با موضوعات تکرارپذیری و تکرارپذیری (به عنوان مثال، [ 43 ]) و ارتباط آن با هستی‌شناسی PROV-O [ 44 ] قابل بررسی است. یک مستند گردش کار مفهومی همچنین می‌تواند امکان ترجمه گردش کار از یک ابزار GIS به ابزار دیگر را فراهم کند، زیرا روابط بین عملیات در پایگاه دانش گنجانده شده است.

منابع

  1. یانوویچ، ک. هیتزلر، پی. زمین دیجیتال به عنوان موتور دانش. سمنت. Web IOS Press 2012 ، 3 ، 213-221. [ Google Scholar ]
  2. گور، الف. زمین دیجیتال: درک سیاره ما در قرن بیست و یکم . سخنرانی در مرکز علوم کالیفرنیا؛ مرکز علمی کالیفرنیا: لس آنجلس، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 1998. [ Google Scholar ]
  3. کراگلیا، ام. دی بی، ک. جکسون، دی. پسری، م. Remetey-Fülöpp، G. وانگ، سی. آنونی، ا. بیان، ال. کمبل، اف. اهلرز، ام. و همکاران Digital Earth 2020: به سوی چشم انداز دهه آینده. بین المللی جی دیجیت. زمین 2011 ، 5 ، 4-21. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  4. یو، پی. باومن، پی. باگبی، ک. جیانگ، ال. به سوی سرویس‌های GIS هوشمند. علوم زمین آگاه کردن. 2015 ، 8 ، 463-481. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  5. کیهله، سی. گریو، ک. Heier, C. الزامات برای نسل بعدی زیرساخت های داده های فضایی مبتنی بر وب مبتنی بر جغرافیا و هماهنگ سازی خدمات وب. ترانس. GIS 2007 ، 11 ، 819-834. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  6. العارقی، س. Lamprecht، A.-L. Margaria، T. ترکیب خدمات مکانی خودکار مبتنی بر محدودیت: گردش کار برای تجزیه و تحلیل اثرات افزایش سطح دریا. در مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی علوم محاسباتی و کاربردهای آن، پکن، چین، 4 تا 7 ژوئیه 2016.
  7. استاش، سی. شیدر، اس. پبسما، ای. کوهن، دبلیو. پیش‌بینی و تجمیع فضایی معنادار. محیط زیست. مدل. نرم افزار 2014 ، 51 ، 149-165. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  8. Laniak، GF; اولچین، جی. گودال، جی. وینوف، آ. هیل، م. گلین، پی. ویلان، جی. گلر، جی. کوین، ن. کور، م. و همکاران مدل سازی محیطی یکپارچه: چشم انداز و نقشه راه برای آینده محیط زیست مدل. نرم افزار 2013 ، 39 ، 3-23. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  9. کوهن، دبلیو. Ballatore, A. طراحی زبانی برای محاسبات فضایی. در AGILE 2015 ; Bacao, F., Santos, MY, Painho, M., Eds. Springer: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2015; صص 309-326. [ Google Scholar ]
  10. کوهن، دبلیو. مفاهیم اصلی اطلاعات مکانی برای تحقیقات فرا رشته ای. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2012 ، 26 ، 2267-2276. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  11. شیدر، اس. گرلر، بی. پبسما، ای. استاش، سی. مدلسازی تولید اطلاعات مکانی و زمانی. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2016 ، 30 ، 1980-2008. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  12. لوتز، ام. توضیحات مبتنی بر هستی شناسی برای کشف معنایی و ترکیب خدمات ژئوپردازش. Geoinformatica 2007 ، 11 ، 1-36. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  13. فیتزنر، دی. هافمن، جی. کلین، ای. توصیف عملکردی خدمات ژئوپردازش به عنوان پرس و جوهای دیتالوگ پیوندی. Geoinformatica 2011 ، 15 ، 191-221. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  14. چی، ک. گی، ز. لی، ز. گوو، دبلیو. وو، اچ. Gong, J. یک مکانیسم توسعه برای تأیید، محدود کردن و تقویت فراخوانی جریان های کاری پردازش جغرافیایی. ترانس. GIS 2015 . [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  15. Brauner, J. رسمی سازی برای ژئو اپراتورها – ژئوپردازش در زیرساخت های داده های مکانی. دکتری پایان نامه، دانشگاه فنی درسدن، درسدن، آلمان، 2015. [ Google Scholar ]
  16. هوفر، بی. براونر، جی. جکسون، ام. گرانل، سی. رودریگز، آ. نوست، دی. Wiemann, S. توضیحات عملیات فضایی – رویکردهای اخیر و بازخورد جامعه. بین المللی جی. اسپات. زیرساخت داده Res. 2015 ، 10 ، 124-137. [ Google Scholar ]
  17. هوفر، بی. جرم.؛ براونر، جی. برنارد، ال. به سمت یک پایگاه دانش برای حمایت از توسعه گردش کار ژئوپردازش. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2016 ، 31 ، 694-716. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  18. کنسرسیوم وب جهانی SPARQL 1.1 توصیه ; کنسرسیوم وب جهانی: کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا، 2013. [ Google Scholar ]
  19. گریزر، ا. Olaya, V. Processing: یک چارچوب پایتون برای ادغام یکپارچه ابزارهای geoprocessing در QGIS. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2015 ، 4 ، 2219-2245. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  20. Di, L. GeoBrain—یک سیستم ایجاد دانش جغرافیایی مبتنی بر خدمات وب. در مجموعه مقالات کنفرانس فناوری علوم زمین ناسا، پالو آلتو، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 22 تا 24 ژوئن 2004.
  21. کیو، اف. نی، ف. چستین، بی. هوانگ، اچ. ژائو، پی. هان، دبلیو. Di, L. GWASS: سیستم نرم افزار کاربردی وب GRASS مبتنی بر وب سرویس GeoBrain. محاسبه کنید. Geosci. 2012 ، 47 ، 143-150. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  22. یو، پی. گونگ، جی. دی، ال. یوان، جی. سان، ال. وانگ، Q. GeoPW: به سمت وب پردازش جغرافیایی. در یادداشت های سخنرانی در علوم کامپیوتر (شامل یادداشت های سخنرانی های فرعی در هوش مصنوعی و یادداشت های سخنرانی در بیوانفورماتیک) ؛ Springer: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2009; جلد 5886، صص 25–38. [ Google Scholar ]
  23. سان، ز. یو، پی. Di, L. GeoPWTManager: یک سیستم ژئوپردازش وب وظیفه گرا. محاسبه کنید. Geosci. 2012 ، 47 ، 34-45. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  24. وانگ، جی. پیرس، ام. ممکن است.؛ فاکس، جی. دانلان، ا. پارکر، جی. Glasscoe, M. استفاده از GIS مبتنی بر خدمات برای حمایت از تحقیقات زلزله و پاسخ به بلایا. محاسبه کنید. علمی مهندس 2012 ، 14 ، 21-30. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  25. بنزمن، اف. آلکاسر-لابرادور، دی. زیگنهاگن، دی. Roosmann, R. The RichWPS Environment for Orchestration. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2014 ، 3 ، 1334-1351. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  26. کنسرسیوم فضایی باز استاندارد رابط OGC WPS 2.0 ; سند OGC 14-065; کنسرسیوم فضایی باز: Wayland، MA، ایالات متحده آمریکا، 2015. [ Google Scholar ]
  27. کنسرسیوم فضایی باز حاشیه نویسی معنایی در استانداردهای OGC ; بهترین شیوه های OGC. کنسرسیوم فضایی باز: Wayland، MA، ایالات متحده آمریکا، 2012; پ. 59. [ Google Scholar ]
  28. واحدی، ب. کوهن، دبلیو. Ballatore, A. محاسبات فضایی مبتنی بر پرسش – مطالعه موردی. در داده های جغرافیایی در جهان در حال تغییر ; Sarjakoski, T., Santos, MY, Sarjakoski, LT, Eds. Springer: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2016; صص 37-50. [ Google Scholar ]
  29. لمنز، آر. گرانل، سی. ویتزیسک، ا. د بای، آر. گولد، ام. ون اوستروم، پی. ادغام توصیف های معنایی و نحوی به خدمات جغرافیایی زنجیره ای. محاسبات اینترنتی IEEE 2006 ، 10 ، 42-52. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  30. لوتز، ام. لوچی، آر. فریس-کریستنسن، آ. Ostländer، N. چارچوب توصیفی مبتنی بر قانون برای ترکیب خدمات اطلاعات جغرافیایی. در مجموعه مقالات دومین کنفرانس بین المللی معناشناسی جغرافیایی، مکزیکو سیتی، مکزیک، 29 تا 30 نوامبر 2007. صص 114-127.
  31. شیدر، اس. Tomko، M. دانستن اینکه آیا روش های تحلیل مکانی-زمانی برای مجموعه داده ها قابل اجرا هستند یا خیر. در مجموعه مقالات نهمین کنفرانس بین المللی هستی شناسی رسمی در سیستم های اطلاعاتی (FOIS 2016)، Annency، فرانسه، 6-9 ژوئیه 2016; صص 67-80.
  32. فرنقی، م. منصوریان، ع. برنامه ریزی بلایا با استفاده از ترکیب خودکار خدمات وب OGC معنایی: مطالعه موردی در پناهگاه. محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2013 ، 41 ، 204-218. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  33. یو، پی. دی، ال. یانگ، دبلیو. یو، جی. ژائو، پی. ترکیب خودکار زنجیره‌های خدمات وب جغرافیایی مبتنی بر معناشناسی. محاسبه کنید. Geosci. 2007 ، 33 ، 649-665. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  34. کوستر، یو. استرن، م. König-Ries, B. طبقه بندی مسائل و رویکردها در ترکیب سرویس خودکار. در مجموعه مقالات اولین کارگاه بین المللی ترکیبات خدمات مهندسی (WESC05)، آمستردام، هلند، 1 دسامبر 2005.
  35. جونز، آر. کورنفورد، دی. سرویس پردازش Bastin، L. UncertWeb: آسان‌تر کردن مدل‌ها برای دسترسی به وب. ترانس. GIS 2012 ، 16 ، 921-939. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  36. لوپز-پلیسر، FJ; Rentería-Agualimpia، W.; بیجار، ر. مورو مدرانو، روابط عمومی؛ Zarazaga-Soria، FJ در دسترس بودن استاندارد geoprocessing OGC: بررسی واقعیت مارس 2011. محاسبه کنید. Geosci. 2012 ، 47 ، 13-19. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  37. مولر، ام. پروفایل سلسله مراتبی خدمات ژئوپردازش. محاسبه کنید. Geosci. 2015 ، 82 ، 68-77. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  38. مایلز، ای. Bechhofer، S. SKOS مرجع سیستم سازماندهی دانش ساده. توصیه ؛ کنسرسیوم وب جهانی: کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا، 2009. [ Google Scholar ]
  39. Albrecht, J. Universal GIS-Operations-A Task-oriented Systematization of Task-oriented of Independent-Structure-Data GIS Functional GIS که منجر به یک زبان مدل سازی جغرافیایی می شود . ISPA—Mitteilungen: Vechta، آلمان، 1996; جلد 23، ص 1–94. [ Google Scholar ]
  40. سازمان بین المللی استاندارد. ISO 19107: اطلاعات جغرافیایی – طرح واره فضایی ; سازمان بین المللی استانداردسازی: ژنو، سوئیس، 2003. [ Google Scholar ]
  41. سازمان بین المللی استاندارد. ISO 19123: اطلاعات جغرافیایی – طرح واره برای هندسه پوشش و توابع . سازمان بین المللی استانداردسازی: ژنو، سوئیس، 2005. [ Google Scholar ]
  42. کشکمت، اس اس; Looijen, JM; Zuidgeest، MHP فرمول‌بندی و ارزیابی جایگزین‌های برنامه‌ریزی مسیر حمل‌ونقل: یک سیستم پشتیبانی تصمیم فضایی برای پروژه Via Baltica، لهستان. J. Transp. Geogr. 2009 ، 17 ، 54-64. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  43. Ostermann، FO; Granell, C. پیشرفت علم با VGI: تکرارپذیری و تکرارپذیری مطالعات اخیر با استفاده از VGI. ترانس. GIS 2015 . [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  44. کنسرسیوم وب جهانی PROV-O: توصیه هستی شناسی PROV . کنسرسیوم وب جهانی: کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا، 2013. [ Google Scholar ]
Ijgi 06 00040 g001 550
شکل 1. عناصر پایگاه دانش برای حاشیه نویسی عملیات geoprocessing، به عنوان مثال، geooperators.
Ijgi 06 00040 g002 550
شکل 2. مشخصات نوع داده در هستی شناسی نوع داده تعبیه شده است.
Ijgi 06 00040 g003 550
شکل 3. عبارات SPARQL از پیش شرط های عملیات کلیپ، پروژه و رستر به چند خط.
Ijgi 06 00040 g004 550
شکل 4. تعامل بین کاربر، ابزار نمایشگر و پایگاه دانش.
Ijgi 06 00040 g005 550
شکل 5. فلوچارت برای کشف و انتخاب دستی ژئوپراتورها.
Ijgi 06 00040 g006 550
شکل 6. نمودار جریان برای ترکیب گردش کار.
Ijgi 06 00040 g007 550
شکل 7. فلوچارت برای کشف و انتخاب خودکار ژئوپراتورها.
Ijgi 06 00040 g008 550
شکل 8. مفهوم گردش کار فرآیند تصمیم گیری چند معیاره. داده ها با رنگ آبی، عملیات به رنگ قرمز و الزامات و شرایط با رنگ سبز نمایش داده می شوند.
Ijgi 06 00040 g009 550
شکل 9. پیش پردازش جاده های داده برداری و جنگل های مجموعه داده شطرنجی.
Ijgi 06 00040 g010 550
شکل 10. پرس و جوهای کشف فرموله شده توسط کاربر و معادل های SPARQL آنها.
Ijgi 06 00040 g011 550
شکل 11. بازخورد ارائه شده به توسعه دهنده گردش کار که بر روی زنجیره عملیات برای پیش پردازش مجموعه داده جاده ها کار می کند.
Ijgi 06 00040 g012 550
شکل 12. پیش پردازش نهایی مجموعه داده جاده ها از جمله عملیات پیشنهادی feature_to_raster.
جدول
جدول 1. مفهوم عملکردی به مفاهیم حاشیه نویسی ژئوپراتورها اضافه شده است.

;کاربردهای GISمقالات

آموزش کاربردی ArcGISالهام ابراهیم زادهکاربرد جی ای اسکاربرد جی ای اس در زمین شناسیکاربردهای GIs در زمین شناسی

بدون نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همواره حمایت دانشجویان عزیزمان همراه ما بوده و این سببب شده که گامی محکم به‌سوی ایجاد یک مرجع برای آموزش GIS برداریم. با این امید که بتوانیم قدردان حمایت شما بزرگواران باشیم.

  • خانه
  • آموزش
  • فیلم آموزشی
  • تماس با ما
  • درباره ما
  • وبلاگ
  • سمنان /خیابان کاشانی/ساختمان فناوری اطلاعات/پ 8
  • 09120049370