地下管线是城市物质流、能量流和信息流的主要通道,是城市重要的基础设施和“生命线”。近年来,随着“数字城市”建设的推进,地下管线地理信息系统正逐步成为支撑城市规划、建设和管理的核心信息化应用,并在城市地理信息共享中发挥日益重要作用。然而,城市中普遍存在的综合地下管线地理信息系统和众多面向管线权属单位的专业地下管线地理信息系统却异构明显,从而使得地下管线信息化应用的深入发展与管线共享之间的矛盾日益突出,究其原因,除了管线管理模式、管线数据模型、数据采集方法及精度要求等造成的共享困难外,管线系统认知不统一、管线信息要素分类不一致、管线要素描述不完备等管线空间语义问题是当前管线信息共享障碍的根源所在。鉴于此,面向地下管线地理信息语义共享的难题,本文深入分析了地下管线要素分类、空间数据、管线信息系统和管线知识规则,提出了城市地下管线本体“五元组结构”,并对其进行形式化表达研究,设计了地下管线本体库的结构,基于Jena框架构建了地下管线空间本体库,并以城市地下管线数据融合中管线数据匹配和管线数据知识推理为应用场景,验证了城市地下管线空间本体库的可用性。本文主要的研究内容及成果如下:（1）顾及综合、专业地下管线信息系统及地下管线地理信息公共服务平台的差异性,研究地下管线空间数据的异构原因、分析地下管线空间知识,提出地下管线本体“五元组结构”,并从概念、属性、关系、公理和实例等方面对其进行形式化表达,建立各类地下管线本体。（2）研究地下管线本体的结构化映射方法,设计城市地下管线本体库结构,并构建地下管线空间本体库;提出本体库知识推理应用体系框架,定义地下管线空间计算函数并建立管线推理规则。（3）面向城市地下管线数据融合中的管线数据匹配及知识推理应用场景,设计实验对本文构建的城市地下管线空间本体库进行应用评价。在数据匹配实验中采用基于本体库的语义相似度计算方法进行语义相似度计算,并将计算结果与基于语义距离相似度计算方法得出的结果进行对比分析;在知识推理应用实验中,构建各类地下管线规则,并将其应用到地下管线数据校验及合理性分析场景中。上述实验的结果表明该本体库可以提高语义相似性计算结果的准确度并在管线知识推理中得出有效的结果,验证了城市地下管线空间本体库的可用性。