随着海洋立体探测技术的不断发展,人们获得并累积了丰富的海洋流场时空数据信息,其数据格式多源异构,数据内容丰富多样。海洋时空数据组织模型的研究是海洋GIS的重要研究课题之一。基于异源异构的海洋数据,用统一的语义框架实现海洋流场时空数据组织,进行海洋流场语义信息共享和迁移规律分析,对人类深层认知海洋具有重要意义。本文分析了海洋时空数据组织研究进展,针对海洋流场语义异构问题,依据本体论思想,以海洋流场现象的时空过程为研究对象,进行了海洋流场的时空语义分析、语义建模及形式化表达。首先对现有的海洋流场时空对象概念进行了研究,归纳提出海流现象的概念语义关系和海流对象在专题领域、时空方面的一般本体属性;分析提出海洋流场时空过程的基本特征,即海洋流场时空过程具有很强的连续性、一定的周期性、较强的关联性以及普遍的时空多尺度性等特点,基于拓扑理论和本体思想,对海洋流场过程对象的时空关系进行分析,并对海洋流场时空过程的简单过程和复杂过程进行分析定义,提出了基于五元组的海洋流场简单时空过程本体结构和四元组形式的海洋流场复杂时空过程本体结构,对复杂过程与简单过程之间的复合形式进行了研究,实现了海洋流场时空过程数据的组织;最后应用OWL(Web Ontology Language)本体描述语言进行了海洋流场时空语义的形式化表达与存储,在Protege本体建模工具中,实现了海洋流场时空本体库的建立、可视化展示及简单的时空推理验证。本文基于本体的海洋流场时空语义建模方法建立了系统化、结构化的海洋流场时空过程本体,实现了对海洋流场时空对象概念、属性、关系的形式化表达,使海洋流场时空数据共享成为可能。本体强大的知识分析能力和OWL高效地语义表达能力为海洋流场知识概念的表述提供了有力的理论和技术支持。已建成的海洋流场时空语义描述体系与本体结构模型表明,基于本体的海洋流场时空数据组织方法能够有效地描述与组织海洋流场时空语义信息,为研究海洋时空语义表达、时空潜在信息挖掘共享与互操作提供了一种参考思路。