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针对目前地质领域现有元数据建模技术无法满足地质领域知识概念表示、知识组织体系及元数据语义一致性等问题，借鉴本体思想，将本体理论引入到地质领域元数据建模中，采用一阶逻辑等值演算方法，将元数据扩展模型形式化定义为一个四元组，由地质术语集、地质术语定义集、属性定义集和实例集构成。并给出各元组间相互关系的形式化描述。最后，提出了建立地质领域元数据扩展模型的五步法来构建知识工程。将本体理论引入到地质领域元数据建模中来，可以把元数据模型中实体、属性和联系隐含的语义显式的表达出来，不仅为地质领域知识概念的表示和知识组织体系提供了内容标准，也为地质领域专用元数据标准的建立、地质领域多源数据的集成以及在语义一致性上解决历史数据整合与应用等方面提供了基础。