标准规范下载简介
新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件－7 基础地理实体语义化基本规定.pdf基口地理口体口口化基本
目引言一、范围二、引用文件.三、术语和定义四、基本要求（一）时空基准（二）基本原则五、总体流程（一）流程图（二）流程说明六、语义化内容（一）基础地理实体属性（二）基础地理实体关系七、语义化内容获取.4（一）实体属性的获取4（二）实体关系的获取，6八、语义化内容表达11（一）定义概念层.11（二）建立语义描述规则并描述.12（三）构建资源描述框架14
九、质量检查 （一）完整性检查 .16 （二）正确性检查 .16 (三）一致性检查. 17 附录A实体关系内容 18 附录B基础地理实体空间关系及类属关系建立. .27 附录C资源描述框架描述示例. ..39 参考文献 43
语义化是基础地理实体数据的重要特征之一，对于实现 “人机兼容理解”、推动数据服务向知识服务发展具有重要意 义。语义化内容与应用需求密切相关，需在实际工作中逐步探 素完善。为积极引导、规范开展相关工作，编制《基础地理实体 语义化基本规定》文件。 本文件归属于新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件 系列，为“采集处理类”技术文件。
坐标系。当采用其他坐标系统时，应与2000国家大地坐标系建 立联系。 高程基准采用1985国家高程基准。 深度基准采用理论最低潮面。 时间基准采用公元纪年和北京时间。 (二）基本原则 基础地理实体语义化应遵循以下基本原则： 规范性：基础地理实体语义化应按照统一规则，以实现对 基础地理实体属性及实体关系的标准化描述。 计算性：基础地理实体语义化成果应便于计算机进行表达 和理解。 按需性：基础地理实体语义化程度应结合实际需求进行确 定。 五、总体流程 基础地理实体语义化总体流程包含语义化内容确定、语义 化内容获取、语义化内容表达及质量检查等环节JC／T 2332-2015标准下载，具体流程见 图1。 (1) 流程图
图1语义化总体流程图
（二）流程说明 1.语义化内容确定。确定基础地理实体语义化内容。 2.语义化内容获取。针对每类实体，获取实体属性和实体关
系数据。 3.语义化内容表达。定义概念层，建立语义描述规则，构建 资源描述框架，对基础地理实体语义化内容进行表达。 4.质量检查。对基础地理实体语义化内容进行质量检查，确 保成果质量。 六、语义化内容 语义化内容包括实体属性及实体关系两部分。 （一）基础地理实体属性 基础地理实体属性包括基本属性和扩展属性。基本属性包 括实体类别、实体名称、空间身份编码（依据《基础地理实体空 间身份编码规则》进行确定）等。基本属性内容应与《基于 1：5001：10001：2000基础地理信息要素数据转换生产基 础地理实体数据技术规程》中相关规定保持一致。扩展属性主要 指与基础地理实体相关的结构化、半结构化及非结构化信息。扩 展属性内容按需定义。 （二）基础地理实体关系 基础地理实体关系包括：空间关系、类属关系、时间关联关 系以及几何构成关系。实体关系详细内容见附录A。 七、语义化内容获取 （一）实体属性的获取 1.基本属性获取
通过数据采集、现有数据属性转换等方式获取实体基本属 性，详细内容见技术文件《基于1：5001：10001：2000基 础地理信息要素数据转换生产基础地理实体数据技术规程》及 《基础地理实体数据采集生产技术规程》。 2.扩展属性获取 （1）基于标识信息关联获取 1）获取标识信息。获取实体名称、实体空间身份编码等唯 标识信息。 2）标识信息匹配。依据唯一标识信息，建立基础地理实体 与多源异构时空数据（如CIM数据、BIM数据、工业互联网数 据等）之间的映射关系。 3）获取扩展属性。依据数据间的映射关系，将多源异构时 空数据中蕴含的属性，作为基础地理实体的扩展属性。 （2）基于空间位置关联获取 1）坐标转换。将多源异构时空数据的空间坐标系与基础地 理实体数据的空间坐标系进行统一。 2）空间匹配。根据空间位置信息，建立基础地理实体与多 源异构时空数据之间的映射关系。 3）获取扩展属性。依据数据间的映射关系，将多源异构时 空数据中蕴含的属性，作为基础地理实体的扩展属性。 （3）基于知识图谱关联获取
1）图谱建立。建立基础地理实体知识图谱。 2）语义融合。通过基础地理实体知识图谱，对基础地理实 本数据中与多源异构时空数据中的同类数据进行语义融合。如 水系实体“河流”与土地利用现状分类“河流水面”指代同一 类地理对象，若两类数据中某个河流对象具有相同的空间位置 言息，则此两类数据表达的地理对象为同一条河流，可进行语 义融合。 3）扩展属性获取。将经过语义融合的多源异构时空数据的 性，作为基础地理实体数据的扩展属性。由知识图谱推理获 得的实体其他深层数据，可作为基础地理实体数据的扩展属性， （4）基于互联网数据关联获取 1）数据抽取。在互联网上抓取以网贞等形式公开存在的非 结构化数据，抽取实体相关的属性数据，如某建筑实体的简称 别名。 2）质量评价。构建质量评价模型，对抽取得到的实体相关 寓性数据进行质量评价。从信息的时效性、一致性、准确性等评 古维度定义信息质量检验规则，根据规则执行信息质量检核； 基于评价结果，去除不符合要求的、保留准确有效的数据。 3）扩展属性获取。对于通过质量评价的实体属性数据，作 为基础地理实体的扩展属性。 (二) 实体关系的获取
1.空间关系 包括空间拓扑关系、空间距离关系和方位关系的获取。基础 地理实体空间关系详细建设情况见附录B。 (1）空间拓扑关系 采用图形学算法进行计算，获取基于九交模型等描述的空 间拓扑关系。 （2）空间距离关系 计算统一时空基准下实体间的欧式距离，获取实体间空间 距离关系。 如图2所示，在三维场景下，取基础地理实体最小外包立 方体的几何中心作为实体中心点，将该中心点垂直投影至模型 的最小高程点所在面，计算投影面上两实体间的点距离。在二 维场景下，以面状实体为例，计算面状实体的几何中心点间的 距离。
线状实体进行空间距离计算时，可计算其他实体与线状实 体间的最邻近距离，或可将线状实体拆分成不同实体段（路段 河流段等），计算其他实体与线状实体各个实体段的平均距离 （3）方位关系 计算实体在统一时空基准下的方位角，对照附录A中的图 A.1.1，获取实体间的方位关系。 方位关系获取时，线状实体（如道路、狭长河流等）与其 他非线状实体的方位关系计算见图3。实体1为非线状实体，实 体2和实体3为线状实体，以实体1的实体中心点a1为圆心、由 0开始逐渐增大半径，绘制同心圆。 情况1：当圆与线状实体2中心线线段相切时，中心线线 段与圆有唯一公共交点b1，且该点位于中心线线段上。以点a 为原点构建八方位（四/十六方位）定位模型，判断点b1所在 定位模型范围，定性描述线状实体2与实体1方位关系；计算 点b1与a1的方位角度值，定量描述线状实体2与实体1方位关 系。 情况2：当圆与线状实体3中心线线段不存在相切关系时 延长圆半径Rmin2，直至与线段产生交点b2。以点ai为原点构建 八方位（四/十六方位）定位模型，判断点b2所在定位模型范 围，定性描述线状实体3与实体1方位关系；计算点b2与ai的 方位角度值，定量描述线状实体3与实体1方位关系
当需要判断由实体2和实体3形成的线状聚合基础地理实 本与实体1的方位关系时，需要计算各圆半径，并取半径最小 直对应的交点。如图3，计算平径R和Rmin2的值，可知 R 图3线状实体方位关系计算示意图 2.类属关系 类属关系应在数据采集生产阶段以标准规范、专家定义、经 验总结等方式获取。如基础地理实体等级关系应依据《基础地理 实体分类、粒度及精度基本要求》中规定的实体分类等级获取 基础地理实体类属关系详细建设情况详见附录B。 3.时间关联关系 在数据采集生产阶段，获取基础地理实体产生、消亡时间、 当前实体数据版本等时间信息，依据时序特征，获取实体间的 时间关联关系。每类基础地理实体均应建立时间关联关系。 4.几何构成关系 基于标识信息进行计算获取，通过空间身份编码，获取同 一实体与其对应图元之间的几何构成关系，同样依据空间身份 编码，获取同一实体多类表现形式之间的几何构成关系。每类 基础地理实体均应建立几何构成关系。 如图4所示，某建筑物实体具备两种空间表达形式，其中 三维表达形式包含一个体图元；二维表达形式由面图元1与图 元2组合表示。通过基础地理实体空间身份编码，获取面图元1 与图元2属于同一基础地理实体，同时获取体图元与面图元属 于同一基础地理实体。 图4建筑物几何构成关系获取示意图 八、语义化内容表达 建立基础地理实体资源描述框架，对基础地理实体语义化 内为容进行表达。首先，定义概念层，确定基础地理实体语义化 表达对象；其次，建立基于“三元组”形式的基础地理实体语 义描述规则，实现统一规则下的实体属性、关系描述；最后， 对所有“三元组”进行统一组织，形成资源描述框架，实现基 础地理实体的语义化表达。 （一）定义概念层 依据《基础地理实体分类、粒度及精度基本要求》规定的基 础地理实体分类体系，定义基础地理实体概念层，明确语义化 表达的对象，同时作为基础地理实体与其他领域数据关联及扩 展的基础。基础地理实体概念层内容包括：基础地理实体类别 名称、实体属性及属性描述（属性值的类型，如数值型、学符型 日期型等，允许值等）、实体关系。 （二）建立语义描述规则并描述 建立基础地理实体语义描述规则，通过“三元组”形式对 基础地理实体属性、实体关系进行规范化描述。 1.实体属性描述规则 基础地理实体基本属性的“三元组”描述规则为：“<实 体，实体属性项，属性值>”。其中“实体属性项”为“实体” 与其“属性值”之间的关联信息，“属性值”按照实际内容进 行录入。 如某医院建成时间为2013年，其属性描述规则为“<医院 建成时间，2013>”。 2.实体关系描述规则 基础地理实体的实体关系“三元组”描述规则为：“<实 体，实体关系，实体>”。其中定性描述的“实体关系”参照表1 录入，描述集内容可依据实际需求进行扩充。定量描述的“实 体关系”应按照实际数值录入。 表1基础地理实体关系描述集表 （三）构建资源描述框架 基于规则语法对描述实体属性、关系的所有三元组进行统 组织，形成基础地理实体资源描述框架（RDF）。资源描述 框架由下面四种基本对象类型组成： 资源：语义化建模对象，在web上以统一资源标识符 （UniformResourceIdentifier，URI）进行标识。 文字：字符串或数据类型的值。 特性：描述某个资源特定的特征、属性或关系。 声明：一个特定的资源辅以资源特性及特性值即为一个声 明，表示为三元组形式。 1.资源描述框架构建 （1）定义等级关系 采用XML语法定义基础地理实体的概念层中的类别名称 按照《基础地理实体分类、粒度及精度基本要求》中规定的实体 分类内容建立等级关系。例如，类“交通”定义为类“人工地 理实体”的子类。 （2）定义基础地理实体属性名称 对概念层中的基础地理实体属性组及属性进行定义，如定 义交通类属性名称“分类代码” （3）定义基础地理实体属性值 基于资源描述框架中基础地理实体的分级结构，将描述实 体属性的所有三元组表达按照资源描述框架语法进行组织，完 成基础地理实体属性值的定义。如定义某建筑实例的“分类代 码”属性值为“230101"。 （4）定义基础地理实体的实体关系 基于资源描述框架中基础地理实体的分级结构，对实体关 系中，除等级关系以外的其他关系三元组表达按照资源描述框 架语法进行组织，完成实体关系的定义。如定义“11号楼”实 例与“12号楼”实例为相邻关系。 基础地理实体资源描述框架详细示例见附录C。 2.基础地理实体资源描述框架应用 基于基础地理实体资源描述框架，计算机可进行信息解析 自动识别基础地理实体的类别、属性，以及图元、纹理、尺寸等 几何信息。资源描述框架中的实体关系存入图数据库中，可生 成基础地理实体时空知识图谱，由此扩展基础地理实体相关的 半结构化、非结构化数据，实现计算机可读可识别、人机兼容理 解。 在应用基础地理实体资源描述框架时，应注意以下两点： （1）组合应用。实际应用中会存在两种或多种实体关系组 合使用的情况，如“北偏东500米”是由方位关系和距离关系 组合构成。 （2）条件约束。实际应用中，可以增加对关系的条件约束 如在空间距离关系中增加“是否可达”作为关系使用的条件约 東。 九、质量检查 （一）完整性检查 检查语义化成果是否包含“语义化内容”章节规定的内容 （二）正确性检查 1.语义描述检查。检查资源描述框架中的语义化内容填写是 符合基础地理实体语义描述规则。 2.同词异义检查。检查出描述形式相同，但概念与类别不一 致的语义化内容。如：建筑构件中的“台阶”与构筑物中的 “台阶”类别不同。 3.度量维度检查。实体同一属性度量单位的一致性检查。如 建筑物高度的属性值单位，在不同的数据来源下分别以“米” 或“厘米”表示，度量单位不一致。 4.几何唯一性检查。检查基础地理实体的组成几何唯一性。 如：图元A与图元B共同构成建筑物实体1，则图元A无法与 图元B无法再单独组合构成其他实体。 （三）一致性检查 1.数据一致性检查。检查实际数据与语义化成果是否一致。 如语义化成果中某建筑物实体1应由图元A与图元B组成，然 而在实际数据中该建筑物实体同时包括图元C，则实际数据与 语义化成果不一致。 2.等价语义检查。检查出表达内容及含义一致，但描述形式 不同的语义化内容。如：名称语义信息“长江大桥”与“武汉 长江大桥”表示同一基础地理实体：语义化内容“建筑物高 度”与“建筑高”表示同一属性。 3.类型冲突检查。同一实体表达的地物类型不同。如：“北 京南火车站”既可表达院落实体，也可作为建筑物的地名属性 值。 A.1空间关系 空间关系是对基础地理实体间相对空间位置的描述，包括 空间拓扑关系、空间距离关系及方位关系。1.空间拓扑关系 空间拓扑关系包括包含/被包含、相交（重叠）、相邻（相离 与相接）、重合（覆盖）等。 2.空间距离关系 采用定性描述、定量描述、定性定量混合描述三种方式进行 描述。 (1）定性描述 通过采用“很远、远、邻近、近、很近”等词汇进行描述 (2）定量描述 通过采用定量距离数值进行描述。 （3）定性定量混合描述 依据实际情况，将定性空间距离描述词汇按照定量距离数 值进行分级，以实现空间距离的定性定量混合描述。 3.方位关系 采用定性描述、定量描述、定性定量混合描述三种方式进行 描述。 (1)定性描述 包含八方位（四/十六方位）等定位关系、上下方位关系。 1）八方位（四/十六方位）定位关系 以地球北极点为正北方向，选取固定基础地理实体，将其 几何中心点投影至地面，作为参照中心点（选取不同的参照中 心点，位于相对位置的基础地理实体与参照实体间的方位关系 描述方式不同）。以参照中心点为原点，从参照中心点的指北 方向线起，按照顺时针方向偏移，每偏移45°（八方位）/90 （四方位）/22.5°（十六方位）作目标方向线，每个目标方向 线作为一个方位位置。 如图A.1.1所示，采用八方向定位模型描述方位关系，即 北、东北、东、东南、南、西南、西、西北；采用四方向定位模型描 述方位关系，即东、南、西、北；采用十六方向定位模型描述方 位关系，郎北、北东北、东北、东东北、东、东东南、东南、南东南 南、南西南、西南、西西南、西、西西北、西北、北西北。 图A.1.1八方位（四/十六方位）示意图 如图A.1.2所示，选取固定基础地理实体作为参照实体， 通过参照实体的几何中心点构建与实体所在范围内地面的平行 面，若某空间实体儿何中心点、参照实体儿何中心点之间的连 线与该平面法线间夹角α45°，则该实体与参照实体间存在上 下方位关系。 图A.1.2上下方位示意图 如图A.1.3所示，已知空间定位方向，对实体1与实体2 空间方位关系进行描述（参照实体选择不同，相对方位关系不 同）。以实体1作为参照实体，实体2位于实体1的西北方；以 实体2作为参照实体，实体1位于实体2的东南方。 图A.1.3基础地理实体方位关系定性描述示意图 （2）定量描述 通过计算方位角或一组定量的方向关系等方式进行描述 图A.1.4基础地理实体方位关系定量描述示意图 注：在方位关系的定量描述中，规定八方位中的东北、东 南、西南、西北的精准方向平面方位角度为45°，同时可根据实 际情况取角度值域。 （3）定性定量混合描述 采用定性描述与定量描述相结合进行描述。 如“A实体位于B实体的正北90°方向，且实体A位于实 体B上方”。 A.2类属关系 类属关系是对基础地理实体类别与实体类别之间、实体类 别与实体属性之间、实体属性与实体属性之间的关系描述，包 括等级关系、依赖关系、等同关系、层级关系等。1.等级关系 反映“个体”与“集合”间的关系。包含如下类型： 园内部道路台阶”与“建筑物台阶”为不同类别的基础地理实 体。 （3）反义关系：指意义相反、对立或矛盾的关系。如“上 方”与“下方”具备反义关系。 4.层级关系 层级关系是对不同维度或同一维度下不同表现形式实体之 可衔接转换关系的描述。如二、三维表现形式数据之间的关联关 系。如图A.2所示，同一建筑物存在三种精度不同但层级连续 的表现形式，从左至右依次为较高精度三维图元数据、较低精 度三维图元数据、二维图元数据，通过层级关系进行记录。 图A.2具有层级关系的建筑物实体示意图 A.3时间关联关系 时间关联关系是同一空间区域内，实体随时间演变而产生 的关联关系。主要包括以下几种： 1.同一基础地理实体在不同时间节点的时间关联关系 存在于某一时间节点的基础地理实体，与任一时间节点的 同一个基础地理实体存在时间关联关系。同一基础地理实体在 某一时间节点的形态、属性会变化，空间位置不变。如图A.3. 节点的同一基础地理实体时间关联关 2.不同基础地理实体间的时间关联天系 （1）在相同的空间区域，单个基础地理实体经过某个时 间节点后，变更为不同的单个基础地理实体，二者存在时间关 联关系。如图A.3.2所示。 （2）在相同的空间区域，单个基础地理实体经过某个时 间节点后，变更为多个基础地理实体，该节点基础地理实体与 变化前的单个基础地理实体存在时间关联关系。如图A.3.2所示 （3）在相同的空间区域，多个基础地理实体经过某个时 间节点后，变更为单个基础地理实体，该节点基础地理实体与 变化前的基础地理实体存在时间关联关系。如图A.3.2所示。 （4）在相同的空间区域，某基础地理实体集合中的一个 或多个基础地理实体经过某个时间节点后，变更为不同的基础 地理实体，该实体集合与变化前的实体集合存在时间关联关系 如图 A.3.2 所示。 A.4几何构成关系 主要包括以下情况： 1.一个基础地理实体可以由单个或多个图元构成，应将对 应图元统一关联至该实体。 2.基础地理实体具有多种儿何表达形式，包括二维表达形 式、三维表达形式，对于同一基础地理实体，其不同几何表达 形式应统一关联至该实体。 附录B基础地理实体空间关系及类属关系建 附录B基础地理实体空间关系及类属关系建立 自然地理实体空间关系及类属关系建立情况见表B.1，人工地理实体空间关系及类属关系建 立情况见表B.2，管理地理实体空间关系及类属关系建立情况见表B.3。 表B.1自然地理实体空间关系及类属关系建立情况表 基础地理实体类别实体关系关系名称关系示例说明一级类二级类相关实体类型关系类型农林用地耕地、园地、林地、沟渠空间拓扑关系相邻关系耕地等农林用地与沟渠相邻与土质草地、沙地、湿地表B.2人工地理实体空间关系及类属关系建立情况表基础地理实体类别实体关系关系名称关系示例一级类二级类相关实体类型关系类型水利水库库区行政区划空间拓扑关系空间包含关系三峡库区包含秭归县、兴山县等溢洪道水库等级关系整部关系（结构/地形）属于关系某溢洪道属于某水库泄洪洞、出水口河流空间拓扑关系流出关系白鹤滩泄洪洞从金沙江流出沟渠运河水利附属设施等级关系整部关系（结构/地形）包含关系运河包含闸水渠水利附属设施空间拓扑关系相邻关系加固岸临近于沟渠旁其他过水通道沟渠空间拓扑关系连通关系倒虹吸连通沟渠干沟河流空间拓扑关系相邻关系干沟位于河流旁水利附堤坊、加固岸水库空间拓扑关系相邻关系加固岸位于水库旁属设施闸水库等级关系整部关系（结构/地形）包含关系水库包含闸坝水库依赖关系坝依赖于茉水库等级关系整部关系（结构/地形）包含关系水库包含坝泵站水库等级关系整部关系（结构/地形）包含关系水库包含泵站行、蓄、滞洪区流域等级关系整部关系（结构/地形）包含关系行、蓄、滞洪区属于茉流域其他人井、池沟渠等级关系整部关系（结构/地形）包含关系次儿井组成渠道工河湖河、湖取水口河流依赖关系河取水口依赖于该河流地物河、湖取水口河流空间拓扑关系连通关系河取水口连接条河流入河、湖排污口湖泊空间拓扑关系连通关系湖排污口连接某湖泊27 表B.3管理地理实体空间关系及类属关系建立情况表 附录C资源描述框架描述示例 以资源描述框架对某建筑物空间关系及类属关系进行描述 信息包含： 1.基础地理实体分类。 2.依据该实体实际情况，将其定义为基础地理实体分类中 的人工地理实体。 3.依据该实体实际情况，将其定义为人工地理实体类中的 建筑物及附属设施类实体。 4.定义建筑物及附属设施类中的两项实体闽2016-J-41：烧结煤矸石多孔砖、多孔砌块墙体构造.pdf，如图C.1所示。 图C.1建筑物实体与建筑物结构实体示例图 实体1：建筑物实体，实体名称为“朝阳嘉园小区1号院 18号楼”。实体2：建筑物结构实体，实体名称为“朝阳嘉园 小区1号院18号楼1单元1104户”。 5.实体基本属性描述 （1）空间身份编码：基础地理实体通过空间身份编码进 行唯一标识。空间身份编码中包含了位置码、分类代码、顺序代 玛等内容，可依据需要扩充相关信息。 （2）时间属性：描述基础地理实体产生、消亡、更新的时 可属性，时间单位精确至：日”。如下列代码示例所示，实体1 的产生时间为：2021年10月13日，更新时间为2021年10月 14日。 6.实体关系 （1）实体2与实体1是整部关系，实体1与“朝阳嘉园小 区1号院”院落实体为整部关系； （2）实体1与实体“十里堡地铁站”具备空间距离关系； （3）通过标识码进行定义，空间编码前四位1014为建 （构）筑物类，实体1、实体2与“建（构）筑物”为实例关系 代码示例如下： 宁（波）嵊（州）高速公路绍兴段控制性工程成功岭隧道施工组织设计se:Building a rdfs:Class ; rdfs:subClassOf GeoObiect se:ChaoYangJiaYuanfloora se:Buiding ; se:kjsfbm"NE312J323432323462124623232301011254"^^string；#空间身份编码 se:flm"230101"^string; #分类代码 se:sjnr" "^string ; #数据内容 se:stmc"朝阳嘉园小区1号院18号楼"^^string;#实体名称 se:dmdz"北京市朝阳区十里堡"^Λstring； #地名地址 se:scsj"2020年10月13日"^^date； #产生时间 se:xwsj""Adate; #消亡时间 se:rksj"2021年10月14日"^^date; #入库时间 se:gxsj"2021年10月14日"^^date; #更新时间 se:sp " "^^string ; #视频 se:yp " "A^string; #音频 se:tp " "^^string ; #图片 se:qtfjg""AΛstring; 井其他非结构 se:bb"20211014v1"^^string; #版本 se:bz""^^string; #备注 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