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摘要:本文根据北京城市道路网的特点，构建城市坐标参考框架，实现地名实体在城市坐标参考框架的定性表达。选取在北京市重要的地名实体，组成了层次化的城市地标参照体系，利用四方位模型表达地名实体和地标之间的方位关系，并定性的表达地名实体和地标之间的方位关系、拓扑关系和距离关系，地名实体和地标之间空间关系构成了地名本体的关系集合。最后用三元组的形式对地名实体进行明确的形式化表达，构建城市地名本体的检索服务框架。
关键词:城市地名;地名实体;地名本体
0 前言
在现实生活中，人们更习惯使用地名而非地理坐标查找相关地理位置信息。目前，常用的地理知识库主要有地名库、地名辞典和地理本体。地理库和地名辞典解决地名二义性和模糊边界地名问题具有重要的应用，但是地名库和地理辞典利用记录地理实体的空间覆盖边界实现空间关系推理，效率低，不能满足快速信息检索的需求。因此，本文从城市空间认知角度出发，提出了基于地名实体属性特征和空间特征构建城市地名本体的方法。
1 城市坐标框架
城市坐标框架模型表征主方位以及城市的布局结构特点，空间关系中的方位关系的确定表征到目标实体、参考实体和参考框架。本文我们在北京城市坐标框架中对地名实体进行定性的表达。
1.1 北京城市坐标框架
以北京市天安门为城市的中心，由此穿过的长安街和中轴线犹如两条以此为原点的横纵坐标轴，将北京划分为四部分。北京城市坐标框架是在投影模型和圆锥模型的基础上设计了十二方向模型。如下图：
十二方向模型示意图
1.2 地名实体定性表达
我们采用三元组来对城市地名定位，其中：M表示环路的序号。D表示方向，12个方向为集合{NE，NM，NW，WN，NM，WS，SW，SM，SE，ES，EM，EN}。L表示与特定环路的拓扑关系，其取值为{U，O，I}，分别表示在某一环路的外部、环路上和内部，例如“首都师范大学位于西三环北路以内”，可以表示为<3，WN，I>。
在北京城市坐标框架中将天安门广场中心作为坐标原点(X0，Y0)，计算地名实体和坐标原点连线与正东方向之间的夹角θ，如果(k-1)*30-15<θ 地名所属环路计算可以通过地名在环路上投影的最大值来实现。令f=max{|r*cosθ|，r*sinθ|}，r0=0.如果ri-1 2 地名实体空间关系
定义地名实体除了在地里框架中定性表达之外，还包含着目标实体和城市内其它地理实体之间的关系。本文采地理实体和地标之间的关系来定义。
2.1 城市地标层次结构
城市地标是指在一定的城市地理区域范围内，对特定的认知人群同时在心理和地理意义上起着标志作用的城市空间形态。本文选取了北京三环内两个层次的部分地标即一级地标和二级地标。如下表所示:
一级地标 万寿桥、花园桥、普惠桥、莲花桥、右安南桥、洋桥、赵公口桥、灯市口、东四、北京站、前门、中国铁道科学研究院、万泉公园、国家体育总局、万寿桥
二级地标 万寿桥、花园桥、普惠桥、莲花桥、右安南桥、洋桥、赵公口桥、灯市口、东四北京站、前门、中国铁道科学研究院、明光小区、信诚居旅馆、前海、万泉公园、国家体育总局
地标的两级层次表
2.2 地标影响范围确立
一级地标和二级地标具有不同的吸引度和辐射影响范围，我们利用ArcGIS软件分别对一级地标采用的缓冲区半径分别为300，600，1100，对二级地标做的缓冲区为200，400，700。如图:
一级地标三级缓冲区 二级地标三级缓冲区
2.3 地名实体和地标空间关系
在本研究中地名实体和地标之间存在着空间关系主要有三种:方位关系、拓扑关系和距离关系。
3 地名实体属性特征
每个地名类别实体都具有自身的属性特征，因此我们用属性作为准确的描述定义类的重要内容，完整类属性的定义能够准确的表达地理语义、描述类与类之间的空间关系。
3.1 地名实体类别
根据地名按类别划分为行政区域、非行政区域、群众自治组织、单位、水利、电力和通讯设施、建筑物、旅游纪念地、交通、陆地水系、陆地地形11大类73小类。
3.2 地名实体属性
属性主要有两类一类是数据属性和对象属性，是关于该类元素自己的定义，例如name 、Address等属性是数据属性;另一类属性是对象属性，表示两个类元素之间的关系的属性。
4 地名本体构建及其检索服务框架
在本文地名本体研究中，我们采用三元组的形式来定义每个具体的地名实体，然后用本体建模工具建立城市地名本体模型。
4.1 地名实体形式化表达
地名本体的概念集合包括地名实体在北京城市参考框架中的定位描述。三元组的形式如下:其中C是地理实体名称的集合;R是地理实体关系的集合;T是地理实体类型的集合。例如:C首都师范大学={3，wn，out}可以表达为首都师范大学在西三环北路外部。
在四方位空间关系的方向模型中，地理实体和地标之间的空间关系包括方位关系、拓扑关系和距离关系。空间关系为:R地名 ={l，d，t，D}，其中l代表该地名所参考的地标，d代表该地名和参考地标之间的方位关系，t代表该地名与地标之间的拓扑关系，D代表该地名和地标之间的距离关系。例如:R首都师范大学={huayuan_bridge，west，disjoint，near}可以表达为首都师范大学在花园桥西面很近的位置，与花园桥相离的关系。
4.2 地名本体构建
地名本体需要准确描述地名实体以及地名实体之间的关系，地名实体之间的关系包括语义关系和空间关系。语义关系是地名实体在概念层次上的关系;而空间关系是地名实体之间的在空间中的方位关系，拓扑关系以及距离关系。
4.3 地名检索服务框架
地名本体支持地名实体类型、属性和空间关系的查询，还支持地名实体之间空间关系的推理。地名信息检索服务需要以接口的形式对外提供地名检索功能。本研究主要采取的是本体文件的存储方式。
5 小结
本文研究北京城市地名实体在城市坐标框架中的定性表达方法，并构建了北京地标的层次化体系，将地名实体和地标之间的空间关系作为地名实体之间关系的集合。在此基础上，构建了北京地名本体，并且构建城市地名检索服务及其地名检索框架，实现地名信息检索智能化、人性化具有重要的意义。
[1]叶密.基于地理本体的信息检索[D].安徽:安徽大学,2010
[2]刘瑜,张毅. 广义地名及其本体研究[J]. 地理与地理信息科学,2007
[3]百度百科: http://baike.baidu.com/view/440795.htm
[4]王彬，徐秀珊，北京街巷图志.北京:作家出版社,2004
关键词:城市地名;地名实体;地名本体
0 前言
在现实生活中，人们更习惯使用地名而非地理坐标查找相关地理位置信息。目前，常用的地理知识库主要有地名库、地名辞典和地理本体。地理库和地名辞典解决地名二义性和模糊边界地名问题具有重要的应用，但是地名库和地理辞典利用记录地理实体的空间覆盖边界实现空间关系推理，效率低，不能满足快速信息检索的需求。因此，本文从城市空间认知角度出发，提出了基于地名实体属性特征和空间特征构建城市地名本体的方法。
1 城市坐标框架
城市坐标框架模型表征主方位以及城市的布局结构特点，空间关系中的方位关系的确定表征到目标实体、参考实体和参考框架。本文我们在北京城市坐标框架中对地名实体进行定性的表达。
1.1 北京城市坐标框架
以北京市天安门为城市的中心，由此穿过的长安街和中轴线犹如两条以此为原点的横纵坐标轴，将北京划分为四部分。北京城市坐标框架是在投影模型和圆锥模型的基础上设计了十二方向模型。如下图：
十二方向模型示意图
1.2 地名实体定性表达
我们采用三元组
在北京城市坐标框架中将天安门广场中心作为坐标原点(X0，Y0)，计算地名实体和坐标原点连线与正东方向之间的夹角θ，如果(k-1)*30-15<θ
定义地名实体除了在地里框架中定性表达之外，还包含着目标实体和城市内其它地理实体之间的关系。本文采地理实体和地标之间的关系来定义。
2.1 城市地标层次结构
城市地标是指在一定的城市地理区域范围内，对特定的认知人群同时在心理和地理意义上起着标志作用的城市空间形态。本文选取了北京三环内两个层次的部分地标即一级地标和二级地标。如下表所示:
一级地标 万寿桥、花园桥、普惠桥、莲花桥、右安南桥、洋桥、赵公口桥、灯市口、东四、北京站、前门、中国铁道科学研究院、万泉公园、国家体育总局、万寿桥
二级地标 万寿桥、花园桥、普惠桥、莲花桥、右安南桥、洋桥、赵公口桥、灯市口、东四北京站、前门、中国铁道科学研究院、明光小区、信诚居旅馆、前海、万泉公园、国家体育总局
地标的两级层次表
2.2 地标影响范围确立
一级地标和二级地标具有不同的吸引度和辐射影响范围，我们利用ArcGIS软件分别对一级地标采用的缓冲区半径分别为300，600，1100，对二级地标做的缓冲区为200，400，700。如图:
一级地标三级缓冲区 二级地标三级缓冲区
2.3 地名实体和地标空间关系
在本研究中地名实体和地标之间存在着空间关系主要有三种:方位关系、拓扑关系和距离关系。
3 地名实体属性特征
每个地名类别实体都具有自身的属性特征，因此我们用属性作为准确的描述定义类的重要内容，完整类属性的定义能够准确的表达地理语义、描述类与类之间的空间关系。
3.1 地名实体类别
根据地名按类别划分为行政区域、非行政区域、群众自治组织、单位、水利、电力和通讯设施、建筑物、旅游纪念地、交通、陆地水系、陆地地形11大类73小类。
3.2 地名实体属性
属性主要有两类一类是数据属性和对象属性，是关于该类元素自己的定义，例如name 、Address等属性是数据属性;另一类属性是对象属性，表示两个类元素之间的关系的属性。
4 地名本体构建及其检索服务框架
在本文地名本体研究中，我们采用三元组的形式来定义每个具体的地名实体，然后用本体建模工具建立城市地名本体模型。
4.1 地名实体形式化表达
地名本体的概念集合包括地名实体在北京城市参考框架中的定位描述。三元组的形式如下:
在四方位空间关系的方向模型中，地理实体和地标之间的空间关系包括方位关系、拓扑关系和距离关系。空间关系为:R地名 ={l，d，t，D}，其中l代表该地名所参考的地标，d代表该地名和参考地标之间的方位关系，t代表该地名与地标之间的拓扑关系，D代表该地名和地标之间的距离关系。例如:R首都师范大学={huayuan_bridge，west，disjoint，near}可以表达为首都师范大学在花园桥西面很近的位置，与花园桥相离的关系。
4.2 地名本体构建
地名本体需要准确描述地名实体以及地名实体之间的关系，地名实体之间的关系包括语义关系和空间关系。语义关系是地名实体在概念层次上的关系;而空间关系是地名实体之间的在空间中的方位关系，拓扑关系以及距离关系。
4.3 地名检索服务框架
地名本体支持地名实体类型、属性和空间关系的查询，还支持地名实体之间空间关系的推理。地名信息检索服务需要以接口的形式对外提供地名检索功能。本研究主要采取的是本体文件的存储方式。
5 小结
本文研究北京城市地名实体在城市坐标框架中的定性表达方法，并构建了北京地标的层次化体系，将地名实体和地标之间的空间关系作为地名实体之间关系的集合。在此基础上，构建了北京地名本体，并且构建城市地名检索服务及其地名检索框架，实现地名信息检索智能化、人性化具有重要的意义。
[1]叶密.基于地理本体的信息检索[D].安徽:安徽大学,2010
[2]刘瑜,张毅. 广义地名及其本体研究[J]. 地理与地理信息科学,2007
[3]百度百科: http://baike.baidu.com/view/440795.htm
[4]王彬，徐秀珊，北京街巷图志.北京:作家出版社,2004