Modelowanie dynamicznych zjawisk w planowaniu przestrzennym z wykorzystaniem ontologii formalnych

• Autorzy: Łukowicz J. , Iwaniak A. , Strzelecki M. , Kaczmarek I.

Warianty tytułu

EN

Modeling of dynamic phenomena in spatial planning with the use of formal ontology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zarówno gospodarka przestrzenna jak i planowanie przestrzenne maja charakter multidyscyplinarny oraz odnoszą się do dynamicznie zmieniającej się rzeczywistości. Decyzje projektowe oddziałują na spójność systemu środowiska przyrodniczego. Poprawa jakości zarządzania przestrzenią zależy od wypracowania lepszych metod planowania i przewidywania skutków przekształceń przestrzennych dla środowiska. Takie możliwości dają ontologie oparte na logice opisowej (Description Logic) i związanych z nim systemami wnioskowania. Ontologie mogą być wzbogacane o dodatkowe systemy formalne. Autorzy prezentują sposoby budowania ontologii dziedzinowych dla planowania przestrzennego uzupełnionych przez konstrukcje logiki temporalnej. Jako rezultat, analizy relacji przestrzennych będą rozszerzone o badanie relacji czasowych. Modele czasoprzestrzenne z konstrukcjami logiki temporalnej mogą być przedmiotem wnioskowania wykorzystującego tzw. reasonery (resoning engines). Czasoprzestrzenne reprezentacje są oferowane przez tzw. ontologie wyższego rzędu, w tym przypadku ontologie fundamentalne (formalne). Do tych ontologii można zaliczyć GFO, BFO, DOLCE, OCHRE i inne. Takie ontologie są użyteczne dla modelowania danych przestrzennych z uwzględnieniem ich dynamiki i zmian. Czynią one możliwe przewidywanie scenariuszy przekształceń przestrzennych i przewidywania przyszłego stanu zagospodarowania oraz środowiska.

EN

Spatial management and spatial planning both have a multidisciplinary nature and refer to dynamically changing reality. Design decisions can affect the integrity of the environmental system. Improvement of spatial management depends on better methods of planning and forecasting about the environmental effects of development change. Such approach is offered by ontologies, based on Description Logics (DL) and related to them inference systems. Ontologies can be enriched with additional logical systems. The authors present a way of building domain ontologies for spatial planning supplemented by structures of temporal logic. As a result, the analysis for exploring the topological relations between spatial objects will be extended to include temporal relationships. Spatiotemporal models with temporal logic structures could be a subject of inference process, performed by reasoner engines. Spatiotemporal representations are offered by so-called upper ontologies in this case group of fundamental ontologies. The set of such ontologies includes GFO, BFO, OCHRE and others. Such ontologies are useful for modeling of spatial data with focus on their dynamics of changes. They make possible a prediction of scenarios of expected spatial transformation and forecasting a future state of spatial development and environmental conditions.

Słowa kluczowe

PL

ontologia; modelowanie; planowanie przestrzenne; logika opisowa; ontologia formalna; model czasoprzestrzenny

EN

ontology; modeling; spatial planning; description logic; formal ontology; spatio-temporal model

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 12, z. 1(63)
• Strony: 81--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Łukowicz J.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki

autor

Iwaniak A.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki
• Wrocławski Instytut Zastosowań Informacji Przestrzennej i Sztucznej Inteligencji

autor

Strzelecki M.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki

autor

Kaczmarek I.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Geodezji i Geoinformatyki

Bibliografia

• 1. Allen. J.F., 1983: Maintaining knowledge about temporal intervals. Commun. ACM, 26(11): 832-843.
• 2. Berman, M.L., 2009: Modeling and Visualizing Historical GIS Data. Harvard University, http://www.fas.harvard.edu/ ~chgis/work/docs/papers/CGA_Wkshp2009_Lex_9apr09.pdf
• 3. Bittner, T., Donnelly, M., Smith, B., 2009: A spatio-temporal ontology for geographic information integration. International Journal of Geogr.Inf.Science, Vol. 23: 765-798.
• 4. Gerevini, A., Nebel, B., 2002: Qualitative Spatio-Temporal Reasoning with RCC-8 and Allen’s Interval Calculus: Computational Complexity. Proc. 15th ECAI02: 312–316
• 5. Grenon, P, 2003: BFO in a Nutshell: A Bi-categorial Axiomatization of BFO and Comparison with DOLCE, IFOMIS REPORTS.
• 6. Grenon, P, Smith, B. 2004: SNAP and SPAN: Towards Dynamic Spatial Ontology. Spat.Cog.Comp., Vol. 4: 69-104.
• 7. Gruber, T., 1995: What is an Ontology? International Journal of Human-Computer Studies, Vol. 43, Issues 4-5: 907-928.
• 8. Guangfa, L.I.N., Wanli Huang, Huixian Jiang, Youfei C.H.E.N., 2005: A Methodology of modelling object history oriented to spatio-temporal reasoning. Proceeds. of the Intern. Symp. on Spatio-temporal Modeling, etc..., Vol. 2005
• 9. Gutierrez, C., Hurtado, C.A., Vaisman, A., 2007: Introducing Time into RDF. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, Vol. 19, No. 2, 207 p.
• 10. Hahmann T., 2013: A Reconciliation of Logical Representations of Space: from Multidimensional Mereotopology to Geometry. www.cs.toronto.edu/~torsten/ publications/Hahmann_PhD_thesis.pdf
• 11. Herre, H., 2010: General Formal Ontology (GFO) A Foundational Ontology for Conceptual Modelling. Media, Vol. 2, Issue: 15: 1-50.
• 12. Li, Y.D., Tong, X.H.,Liu, M L., 2008: A Unified Version-Based Spatio-Temporal Data Model. Archives: 103-108.
• 13. Masolo, C., Borgo, S., Gangemi, A., Guarino, N., Oltramari, A., Schneider, L., 2003: The WonderWeb Library of Foundational Ontologies. WonderWeb Deliverable D17, Preliminary Report.
• 14. Quak, W., de Vries M., 2011 : Topological and temporal modeling in GML. http://www.gdmc.nl/publications/2005/ Topological_Temporal_Modelling_GML.pdf
• 15. Renz, J., Nebel. B., 1999: On the complexity of qualitative spatial reasoning: A maximal tractable fragment of the Region Connection Calculus. Artificial Intellig., Vol. 108: 69-123.
• 16. Schneider, L. 2003: Designing foundational ontologies. The object-centered high-level reference ontology OCHRE as a case study. Proceeds. of the 22nd International Conference on Conceptual Modelling: 91-104.
• 17. Bayes OWL Reference. http://www.csee.umbc.edu/~ypeng/BayesOWL/manual/index.html
• 18. BFO The Basic Formal Ontology (BFO). http://www.ifomis.org/bfo
• 19. BFO Basic Formal Ontology wersja 2.0. http://purl.obolibrary.org/obo/bfo/2012-07-20/bfo.owl
• 20. DOLCE - Descriptive Ontology for Linguistic and Cognitive Engineering. http://www.loa.istc.cnr.it/
• 21. GFO General Formal Ontology (GFO). http://www.onto-med.de/ontologies/gfo/
• 22. PR-OWL: A Bayesian extension to the OWL Ontology Language. http://www.pr-owl.org/