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OF4OSM:将OpenStreetMap的Folksonomy引用此版本:安东尼·霍比特。OF4OSM:一个元模型,用于在一个新的本体中构建OpenStreetMap的大众分类。计算。格勒诺布尔阿尔卑斯大学,2017年。法语。NNT:2017GREAM044。电话:01683028HAL ID:电话:01683028https://theses.hal.science/tel-01683028提交日期:2018年HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire论文要获得的等级格勒诺布尔阿尔卑斯大学社区博士专业:计算机科学部长令:2016年提交人安东尼·洪比亚特论文由M.杰罗姆·詹塞尔由Marlène Villanova-Oliver共同指导在格勒诺布尔计算机科学实验室编写以及OF4OSM将OpenStreetMap的Folksonomy结构化为新本体的元模型论文于2017年2月24日在评审团面前公开答辩,评审团成员包括:M.杰罗姆·尤泽纳特INRIA阿尔卑斯代表团HDR研究主任,主席M.克里斯托弗·克鲁兹勃艮第弗朗什-孔泰大学HDR讲师,报告员安妮·鲁斯IFFSTTAR Marne-la-Vallée桥梁、水和HDR森林工程师,报告员娜塔莉·奥森纳克-吉勒CNRS Midi-Pyrénées代表团HDR研究主任,审查员M.纪尧姆·阿勒格雷法国OpenStreetMap协会成员M.杰罗姆·詹塞尔格勒诺布尔阿尔卑斯大学教授,博士生导师玛琳·维拉诺瓦-奥利弗格勒诺布尔阿尔卑斯大学副教授,论文共同导师iiiii谢谢你我想对我的论文评审团成员表示最大的感谢首先,我要感谢陪审团主席,先生。Jérôme Euzenat,格勒诺布尔国家计算机科学和自动化研究所(INRIA)HDR研究主任我 还 要 感 谢 我 的 报 告 员 。 Christophe Cruz , 勃 艮 第 弗 朗 什 - 孔 泰 大 学(UBFC)电子、计算机和图像实验室(Le 2 i)HDR讲师感谢图卢兹信息学研究所(IRIT)国家科学研究中心(CNRS)研究主任Nathalie Aussenac-Gilles女士花时间审阅我的感谢Guillaume Allègre是法国开放街道地图协会的成员我想对我的论文导师M.格勒诺布尔阿尔卑斯大学(UGA)教授Jé-rome Gensel和我的共同导师、UGA高级讲师Marlène Villanova-Oliver女士。杰罗姆,谢谢你的问题和观点的智力刺激。Marlène,谢谢你的退一步,你的耐心,最重要的是你的支持。此外,我要感谢STeamer研究团队的成员,在过去的五年里,我有幸与他们一起工作。首先,感谢Paule-Annick Davoine女士对团队的领导 感谢PhilippeGenoud和Danielle Ziebelin女士自我们在温哥华的跨大西洋合作以来所表现出iv当然,我向我的同事和朋友表示同情。Mahfoud Boudis先生西尔万·布韦雷,致我的同事玛丽-让娜·纳特夫人,大卫·诺埃尔先生故事Paiva Nogueira,M.André Sales-Fontales,给博士生们提供了很好的建议,Betül Aydin夫人,Camille Bernard夫人,Camille Cavalière夫人,M.Jacques Gautier、Cécile Saint-Marc夫人和Mouna Snoussi夫人致工程师们,他们的技术观察非常有帮助亚历山大·奥杜阿尔先生。穆罕默德·阿明·古尔巴利先生托马斯·莱森斯先生LaurentPoulenard和M.Benoît Le Rubrus,最后,感谢为团队带来复兴之风的学员皮埃尔-路易·森通泽先生奥顿·乔皮先生Benjamin Delhomme和Clémence El Maaoui-Merzeau夫人我还要赞扬拉蒂法·布迪巴夫人、帕斯卡尔·波利特夫人、萨曼莎·吉勒·蒂布尔蒙特。此外,我还要感谢M. Adel Mehiris实现了为支持本论文中开发的模型和方法而开发的原型的基础。我也要感谢先生。Michel Ida,开放实验室主任,PhilippeCaillol 先生和TimothéeSil vestre先生在MinatecIDEA的Lab演讲室R(MIL)的指导下,M.法布里斯·福雷斯特先生罗杰·皮蒂奥先生埃里克·伊斯梅尔先生阿德里安·马丁尼埃,M. 卡洛斯·桑塔纳先生雷米·杜里夫和M.Aurélien Marty、Marie Poulle女士、Marie-Morgane Teirlynck女士和M.尼古拉斯·罗斯洛特和所有的摩洛伊斯兰解放阵线同样,我向OpenStreetMap项目社区和OpenStreetMap法国协会致敬***感谢Bernard、Olivier和Sylvain提供的Meridienne varappe,感谢David、Jacques、Pierre和Ugo提供的血清啤酒花。非常感谢我的室友和朋友,Veronique,Paul-Emanuel,Benoît和Faustine,他们在我四年的论文中支持我(字面上和比喻上最后,感谢那些我欠下一切的人:布鲁、桂、罗、唐、阿诺德、尼科、弗雷姆、塞德、本吉、马蒂、柳巴、玛蒂尔杜和我的父母。v摘要自2000年代以来,Web技术使用户能够参与数据的生产:Web 2.0的用户是新的 信 息 传 感 器 在 地 理 信 息 方 面 , 来 自 特 定 制 图 平 台 ( 如 OpenStreetMap(OSM))的大量数据集涌入,这在很大程度上推动了今天,OSM社区代表了300多万贡献者,他们为一个开放的地理空间数据库提供信息,该数据库从VGI的洪水中产生的地图元素以标签为特征。按标签对内容进行分类是众包平台上一种简单、快速且广泛使用的方法。然而,这种方法是共享和重用这些大量信息的主要障碍。事实上,这些标签集或民俗分类法是比本体表达性差得多的数据模型。在本文中,我们提出了一个元模型来构建OSM民俗学,同时保持其灵活性。该元模型允许与现有作品相比,该本体具有更高的标签覆盖率、更强的形式表达性、与其他知识库更好的互连性这项工作为建立一个结构化的地理数据知识库铺平了道路,该数据库将这个新的数据库将是获取时数据控制的辅助端口,也将有助于恢复信息,以vivii摘要2000年后的Web技术使用户能够参与信息生产过程:Web 2.0冲浪者是新的数据传感器。关于地理信息(GI),通过OpenStreetMap(OSM)等平台,从自愿地理信息(VGI)现象中出现了大量的众包数据集后者涉及300多万贡献者,他们将世界地图绘制成一个开放的地理空间数据库。VGI的泛滥由用标签描述的空间特征组成。带有标签的内容分类是众包平台的典型然而,这种方法也是与其他系统互操作性的主要障碍,而其他系统可以从大量的自下而上的数据中获益。与本体相比,大众分类法的表达性数据模型要差得多。在本文中,我们通过提出一个元模型来解决松散的OSM元数据的问题,该元模型在保持标记活动的灵活性的同时,对OSM大众分类法进行了语义提升。该元模型支持不同类型的OSM标签的识别及其以本体(OF4OSM)的形式在OSM知识库中的量化。与现有方法相比,该本体具有更高的OSM标签覆盖率、增强的形式表达性、与其他知识库的更广泛互连以及完全符合OpenStreetMap项目的参与式理念。这项工作为构建集成到Linked OpenData云中的VGI结构化数据的知识库铺平了新数据库将支持信息获取过程中的数据质量控制,并协助数据检索,以提高志愿地理信息的质量viiiix目录目录xi首字母缩略词xiv图十七列表表十九列表代码片段列表xxi1引言11.1背景11.1.1信息生产的自下而上方法1.1.2自愿地理信息31.2问题41.3手稿的组织61.3.1第一部分:最新技术水平1.3.2第二部分:贡献7最新技术水平2OpenStreetMap:原则和限制2.1导言112.2项目历史122.3主要特点122.4OpenStreetMap16数据模型2.5版本控制系统212.6OpenStreetMap23的标签2.7OSM标签的限制25x2.8结论273OpenStreetMap29中的人群分类结构3.1导言293.2开放街道地图303.3链接地理数据(LGD)343.4OSMonto373.5有目的的游戏(GWAP)3.6OSM语义网络(OSN)413.7结论424开放式民俗学结构化方法的局限性-StreetMap454.1导言454.246个标签的空白覆盖4.3不完整的互连474.4表现力有限的结构4.5OSM贡献者参与度低524.6OSM标签语义化的新模型524.7结论54二、捐款575OF4OSM59的元模型5.1导言595.2在OF4OSM60中表示OSM标签5.2.1符合标准的表示605.2.2OSM标签的一般表示5.2.3不同类型密钥的表示635.2.4不同类型值的表示665.2.5标签类型OSM675.3更具表现力的OSM本体695.3.1初始密钥标签层次725.3.2高级概念的表示745.3.3亚里士多德概念的表述785.4结论816生成6.1导言856.2OSM wiki中OF4OSM本体的初始馈送86xi6.2.1地图特征页面的内容检索866.2.2OF4OSM的初始进料来自地图功能页面906.3OF4OSM本体的补充输入OSM93数据库6.3.1OSM93标签的恢复6.3.2标签的特征976.3.3标签的结构1026.4结论1077使用7.1引言1117.2对标记活动的贡献7.2.1更准确的标签1127.2.2更完整的标签1147.2.3支持识别7.2.4帮助更新贡献1207.2.5帮助上下文化贡献1227.3对数据提取的贡献7.3.1更精细的地理对象类型学1247.3.2新兴实践的启示性本体1267.3.3更高的互操作性1287.3.4语境化探索1287.4结论1308评估和展望1338.1成就回顾1338.2前景136参考书目139MUTO本体149B 猫头鹰语言151C 与Amenity153键关联的多个值D 本体AO155xiiE 摘自OSM159xiiixiv首字母缩略词ABoxAristotelian类编辑器(Aristotelian类编辑器)AKSW语义网和知识工程研究小组亚里士多德本体论(Aristotelian Ontology)API(应用程序编程接口)BBOX(边界框)BRD 投稿/撤销/讨论(粗体/取消/讨论)CC知识共享CLCCorine土地覆盖CMS内容管理系统(CMS)CSS级联样式表无环有向图(DAG)DCMI都柏林核心元数据倡议(都柏林核心元数据倡议)DGI税务总局DnS描述和情境本体语言与认知工程的DOLCE描述本体DOM文档对象模型DULDolce+DnS Ultra Lite地理信息(GI地理信息)全球定位系统(GPS)全球定位系统GPX有目的的游戏(GWAP)HOT OSM人道主义团队HTML超文本标记语言xvHTTP超文本传输协议INSEE国家统计和经济IRI国际化资源标识符用于可扩展标记语言(XML)绑定的JAXB Java体系结构JSONJavaScript对象表示法LGD链接地理数据开放和链接数据(链接的开放数据)标签的MOAT含义MUTO统一活动标记本体开放数据库许可证OF 4 OSM来自OSM的Folksonomy的本体(来自OSM的Folkso- nomy)开放知识基金会OSM开放街道地图OSNOSM 语义网络 OWL本体Web语言 RAM随机存取存储器RDF资源描述框架REST表示状态传输RFC征求意见SIOC语义链接在线社区SKOS简单知识组织系统SPARQL协议和RDF查询语言(SPARQL协议和RDF查询语言)术语框(术语框)UGC用户生成内容(UGC用户生成内容)统一资源定位符(URL)自愿地理信息(VGI)W3C万维网联盟XapiOSM扩展APIXML(可扩展标记语言)XDXML架构定义xvi数字列表2.1格勒诺布尔市中心的地图由捐赠者制作出生于OSM(2016年10月3日.........................................................................132.2JOSM Java编辑器的图形界面.........................................................................172.3OSM模型及其3个基元对象的实现.................................................................192.4OSM网站的图形界面,显示地理实体的标签(在本例中为格勒诺布尔阿尔卑斯体育场)。243.1使用标签的最佳实践指南摘录OSM Wiki......................................................................................................... 303.2OSMonto本体中的标签层次结构概述...........................................................384.1LGD本体中的标签层次结构............................................................................... 505.1基于两部分元模型的OF4OSM本体生成过程和概念模型........................................................................................................605.2在用于表示标记活动的标准词汇表中定位4osm:OSMTag的概念5.3OSM标记的模型表示.......................................................................................645.4OSM标记的类型...............................................................................................705.5从OSM标签中提取的概念的表示模型...........................................................715.6从标签amenity=school73获得的概念层次结构5.7使用与Château de la Commanderie相关的标签上的关键标签分层方法生成的分类法示例。............................................................................................745.8基于层次结构生成的与自行车相关的分类示例密钥标记。........................................................................................................755.9使用实例构建的与自行车相关的分类示例4OSM概念的自行车活动:HighLevelConcept链接具有共同特征但不同键的标签........................................................................765.10 通过包含构建的自行车相关分类示例关键标签和高级别概念CyclingActivities775.11 表示亚里士多德类的简化模型........................................................................79xvii5.12 OSM标签合取的亚里士多德表示的OF4OSM元模型与AO本体的一致性。805.13 从应用于OSM标签合取的亚里士多德方法生成的分类法示例。...............815.14 从OF4OSM元模型生成的本体示例............................................................... 836.1OSM Wiki的Map Features页面的结构...........................................................876.2OF4OSM本体的初始馈送来自OSM wiki的Map Features页面。.......... 896.3在Protégé编辑器中初始馈送后的OF4OSM本体可视化。..........................926.4从OSM数据库中的标签补充馈送OF4OSM本体的过程。.......................... 946.5在我们的原型中实现了由符合OSM API的服务器返回的响应。...............966.6OSM标签的表征过程.....................................................................................1007.1教育高级概念,与教育相关的地理对象的父概念(来自OF4OSM本体)。1137.2来自亚里士多德分类法的分类法,将堡垒描述为旅游景点和带咖啡馆的书店(摘自OF4OSM本体)。.....................................................................1147.3基于亚里士多德对红土网球场分类的分类法(摘自OF4OSM本体)。 1167.4根据亚里士多德对不同(摘自..............................................................................................................1187.5根据亚里士多德对fablab的分类法OF4OSM本体的特征..................................................................................... 1197.6根据亚里士多德对政府机构办公室所在的公共建筑的分类法得出的分类法de..................................................................................................................... 1217.7根据亚里士多德的土地分类法得出的分类法里昂保龄球游戏(来自..................................................................................1237.8分类法源自亚里士多德对专门出版漫画书OF4OSM本体的特征..................................................................................... 1257.9根据亚里士多德对punk(来自.................................................................................................... 127xviii7.10 从亚里士多德的分类中衍生出的分类学有一个酒吧和OF4OSM本体的特征... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...129A.1 模块化... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...150B.1Web本体语言(OWL)。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...152D.1D.2亚里士多德本体论(Aristotelian Ontology,AO)。... ... ... ... ... ... ...Aristotelian类编辑器(ACE)API的类图 . . . . . . . . . . . . . . ...156157xix
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