CN110543529A - 一种城市数据模型构建方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

一种城市数据模型构建方法、装置及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于本体论的城市数据模型构建方法、装置及可读存储介质，包括：根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合。根据本体论，确定城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型。构建城市业务模型，包括城市业务数据实体和城市业务数据关系。将城市要素模型与城市业务模型关联，完成城市数据模型的构建。可以实现城市要素与业务数据的融合，为城市物理空间与信息空间的融合提供理论支撑；提供一致的、可复用的核心数据定义，解决跨领域术语定义以及元数据的互操作性问题；提供一种与存储方式无关的基于本体论的建模方法，实现城市范围内数据的一致理解。

Description

一种城市数据模型构建方法、装置及可读存储介质
技术领域
本发明属于信息服务技术领域，涉及一种城市数据模型构建方法、城市数据模型构建装置及可读存储介质。
背景技术
数据已成为国家基础性战略资源，推动数据的开放共享，释放数据资产的价值，正逐渐成为新型智慧城市建设的核心内容。
当前智慧城市数据建设主要面向单一或特定行业领域，采用一种
“自下而上”的数据建设方式，缺乏全局性的概念，使得包括城市管理者在内的与城市数据有关的人员难以对城市数据进行描述，即缺乏有效的“城市数据视图”。目前城市各领域通常使用的是其自建信息系统时构建的数据库模型，这种数据模型是为实现信息系统功能设计的，目的是在旧有系统施加的限制下解决具体功能需求，其适用性有限。现有的城市信息资源的各部门系统间，不同程度地存在着信息交换和共享不畅的问题：最差的既不互联，也不互通；稍好一点的网络互联但信息资源不能互通；比较好的虽然信息可以“互联互通”，但各部门间的业务却不能协同。
城市数据是新型智慧城市建设的基础，是实现智慧城市信息共享以及业务协同的核心。以模型化的方式建立新型智慧城市领域数据相关的整体性、全局性的架构、模型、治理等静态结构和动态行为，为城市数据获取、处理、应用等提供理论基础和技术支撑。城市数据模型的构建同时从数据的角度刻画城市，定义城市数据处理流程、要素及其关系，提供了面向不同层级的数据视图，建立了从城市业务到数据模型的桥梁，为实现城市数据治理能力和数据治理体系现代化提供了必要的保障。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种城市数据模型构建方法、城市数据模型构建装置及可读存储介质。
本发明的第一个方面提供一种基于本体论的城市数据模型构建方法，具体包括以下步骤：
根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合；
根据本体论，确定所述城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型；
构建城市业务模型，所述城市业务模型包括城市业务数据实体和城市业务数据关系；
将所述城市要素模型与所述城市业务模型关联，完成所述城市数据模型的构建。
可选地，所述城市要素集合包括自然人、物体、组织、地点、时间、事和关系。
可选地，根据本体论，分别对所述城市要素集合中的各城市要素进行定义和边界规范，获得所述城市要素实体和所述城市要素关系。
可选地，所述城市要素实体包括文档、设施、物品、建筑、车辆、民政、工商、机构、位置、地址、场所、日期、时刻、时区、区间、活动、事项和事件。
可选地，所述城市要素关系包括关联、依赖和构成。
可选地，构建所述城市业务模型的步骤具体包括：
描述业务的参与人员、范围、边界、任务的，界定所述业务应包含的内容；
以所述业务的起点和所述业务的终点为时间线，分阶段/步骤描述所述业务；
明确所述业务的核心业务节点以及所述核心业务节点的相关要求和参与人员；
抽取所述业务的数据实体得到所述城市业务数据实体，所述城市业务数据实体包含与所述核心业务节点关联的数据实体；
抽取所述业务的数据实体关系得到城市业务数据关系，所述城市业务数据关系包括推动所述业务以及与所述核心业务节点相关联的数据关系实体。
可选地，将所述城市要素模型与所述城市业务模型关联的步骤具体包括：
将所述城市业务数据实体与所述城市要素实体关联；
将所述城市业务数据关系与所述城市要素关系关联。
可选地，采用基于XML、RDF和OWL本体语言中的至少一种构建所述城市数据模型。
本发明的第二方面提供一种基于本体论的城市数据模型构建装置，所述城市数据模型构建装置采用本发明第一方面提供的所述城市模型构建方法，包括：
城市要素生成模块、根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合；
城市要素模型构建模块、根据本体论，确定所述城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型；
城市业务模型构建模块、构建城市业务模型，所述城市业务模型包括城市业务数据实体和城市业务数据关系；
关联模块、将所述城市要素模型与所述城市业务模型关联，完成所述城市数据模型的构建。
本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，
所述计算机程序被处理器执行时能实现根据本发明第一方面提供的所述的城市数据模型构建方法。
本发明提供一种基于本体论的城市数据模型构建方法、装置及可读存储介质，包括：根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合。根据本体论，确定城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型。构建城市业务模型，包括城市业务数据实体和城市业务数据关系。将城市要素模型与城市业务模型关联，完成城市数据模型的构建。可以实现城市要素与业务数据的融合，为城市物理空间与信息空间的融合提供理论支撑；提供一致的、可复用的核心数据定义，解决跨领域术语定义以及元数据的互操作性问题；提供一种与存储方式无关的基于本体论的建模方法，实现城市范围内数据的一致理解。
附图说明
图1为本发明第一实施例的城市数据模型构建方法的流程示意图；
图2为本发明第二实施例的城市数据模型构建方法中的城市要素集合示意图；
图3为本发明第三实施例的城市数据模型构建方法中的城市要素模型示意图；
图4为本发明第四实施例的构建城市业务模型的流程示意图；
图5为本发明第五实施例的城市数据模型示意图；
图6为本发明第六实施例的城市数据模型构建装置的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，一种基于本体论的城市数据模型构建方法，具体包括以下步骤：首先根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合，根据本体论，确定城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型，然后构建城市业务模型，其中，城市业务模型包括城市业务数据实体和城市业务数据关系，最后将城市要素模型与城市业务模型关联，完成城市数据模型的构建。
通过上述步骤，可以实现城市要素与业务数据的融合，为城市物理空间与信息空间的融合提供理论支撑；提供一致的、可复用的核心数据定义，解决跨领域术语定义以及元数据的互操作性问题；提供一种与存储方式无关的基于本体论的建模方法，实现城市范围内数据的一致理解。本实施例的城市数据模型构建方法可以建立一种通用、基于标准的城市数据模型，便于跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的信息协同以及共享交换；另一方面，可以提高城市数据模型的适用性，便于支持广泛的工程化应用，推动智慧城市实现技术融合、业务融合、数据融合。
可选地，如图2所示，从构建描述城市自然环境、经济发展、社会治理三个维度的物理空间、生产活动、城市管理等要素出发，抽象凝练城市活动中共用、通用、复用的核心要素，可以形成以自然人为核心的7大城市要素，即城市要素集合可以包括自然人、物体、组织、地点、时间、事和关系。需要说明的是，本领域的技术人员还可以根据特定城市及城市业务的特点，从其他角度对城市要素进行分类，提炼得到具体的新的城市要素，并将该新的城市要素增加到城市要素集合中。
本体是用详细的描述方法定义出来的概念或者概念体系，基于本体论的方法是对抽象的概念进行详细的描述，把抽象的概念还原成具体的东西。本体论主要探讨存有本身，即一切现实事物的基本特征。例如“羊”这个概念，我们通常把它定义为“一种哺乳动物”，基于本体论的描述方法则把“一种哺乳动物”的羊，描述成一只长着一只头、两只角、四只蹄子、一身毛，吃草、喝水、会叫等的“羊”。
城市要素实体是对城市要素在类型上的细化。本发明的数据建模方法依据本体论，分别对城市要素集合中的各城市要素进行定义和边界规范，以获得城市要素实体和城市要素关系。
具体地，如图3所示，物体可以细分为文档、设施、物品、建筑和车辆，组织可以细分为民政、工商和机构，地点可以细分为位置、地址和场所，时间可以细分为日期、时刻、时区和区间等，事可以细分为活动、事项和事件。需要说明的是，上述对各城市要素的细分还可以包括其它相应的类型，具体根据特定的模型构建需要进行细化。
需要说明的是，城市核心数据是城市构成以及运行的必备基础数据，是对城市要素的细化。城市核心数据是高度抽象的逻辑概念，在具体业务和场景中，城市要素实体可以有不同的数据表示名称。
进一步地，在构建上述18类城市要素实体后，城市要素关系可以包括关联、依赖和构成3类数据关系实体，以描述城市要素实体对之间的语义关系，即在城市要素实体识别的基础上确定城市要素实体对间的关系类别，并形成结构化的数据以便存储和取用。需要说明的是，城市要素关系还可以包括其它类型的关系，例如参与、权属或代理，并且该城市要素关系还可以根据城市要素实体与新的城市要素实体之间的语义关系进行新的提炼，并且在具体业务和场景中，城市要素关系也可以有不同的数据表示名称。
通过对城市要素分别进行明确定义和边界，规范数据元素属性表述以及数据元素间的关联关系，可以使得城市数据资源具有一致的数据格式，以实现不同领域和系统间的数据的互连互通。
本实施例中构建的城市要素模型，提供了一致的、可复用的核心数据定义，可以有效解决跨领域术语定义以及元数据的互操作性问题。
如图4所示，通过下述步骤构建城市业务模型：
描述业务：通过对业务参与人员、范围、边界、任务的描述，界定业务应包含的内容；
描述业务流程：以业务的起点和业务的终点为时间线，分阶段/步骤描述业务；
确定核心业务节点：明确业务办理的核心流程的节点以及对应节点的相关要求和参与人员；
构建业务数据实体：抽取可完整描述业务的数据实体得到城市业务数据实体，尤其是与核心业务节点关联的数据实体；
构建业务数据关系实体：抽取描述业务的数据实体关系得到城市业务数据关系，尤其是推动业务流程以及与核心业务节点相关联的数据关系实体。
通过上述步骤，可以针对特定城市业务，选定城市业务的视角及范围，通过描述业务概念、业务流程、关键实体等信息构建城市业务模型。
进一步地，如图5所示，将城市业务数据实体与城市要素实体关联，并且将城市业务数据关系与城市要素关系关联，即将城市要素模型与城市业务模型进行关联。
在实际应用中，以城市业务模型为中心关联城市业务模型与城市要素模型，包括关联业务流程、业务数据和与其相关的城市要素，通过将业务数据与相关城市要素关联形成面向城市业务的城市概念模型。
本实施例的城市数据模型构建方法，提供了一种与存储方式无关的基于本体论的描述城市数据的建模方法，包含数据组成结构、术语、定义描述，关联关系，可以实现城市范围内数据的一致理解。具体地，提供了描述城市活动最基本的城市要素，用7大城市要素抽象描述、组织城市活动，基于此构建的面向城市业务的城市概念模型实现了城市要素与业务数据的融合，为城市物理空间与信息空间的融合提供理论支撑。
在实际应用中，可根据需要采用不同的本体语言，实现详细的基于本体的城市数据模型的构建。例如，可以是基于XML、RDF或OWL。
本实施例的城市数据模型构建方法，是一种面向城市业务的城市概念模型构建方法，通过将城市要素与城市业务需求高度匹配，并沿着城市物理空间构成以及城市业务功能线对可描述城市的数据进行分类和集成，为数据所有者和管理者提供高清晰的数据视图，使用户清晰理解数据及其关联的业务。
智慧城市信息化建设发展过程中各类信息系统建设各自为政，信息系统底层数据建设方式繁杂，数据架构以及数据模型严重不统一，从而产生了信息孤岛和信息壁垒，并由此产生了互联互通难、信息共享难、业务协同难等难题。本发明的城市数据模型构建方法可以通过构建城市概念模型，有效解决上述问题，并实现城市物理空间与信息空间的对接。
如图6所示，本实施例的第二方面提供一种基于本体论的城市数据模型构建装置，具体包括：
城市要素生成模块、根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合；
城市要素模型构建模块、根据本体论，确定城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型；
城市业务模型构建模块、构建城市业务模型，城市业务模型包括城市业务数据实体和城市业务数据关系；
关联模块、将城市要素模型与城市业务模型关联，完成城市数据模型的构建。
本实施例的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，
计算机程序被处理器执行时能实现根据本实施例第一方面提供的城市数据模型构建方法。
其中，计算机可读介质可以是本发明的装置、设备、系统中所包含的，也可以是单独存在。
其中，计算机可读存储介质可是任何包含或存储程序的有形介质，其可以是电、磁、光、电磁、红外线、半导体的系统、装置、设备，更具体的例子包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、光纤、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或它们任意合适的组合。
其中，计算机可读存储介质也可包括在基带中或作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码，其具体的例子包括但不限于电磁信号、光信号，或它们任意合适的组合。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于本体论的城市数据模型构建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合；
根据本体论，确定所述城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型；
构建城市业务模型，所述城市业务模型包括城市业务数据实体和城市业务数据关系；
将所述城市要素模型与所述城市业务模型关联，完成所述城市数据模型的构建。
2.根据权利要求1所述的城市数据模型构建方法，其特征在于，所述城市要素集合包括自然人、物体、组织、地点、时间、事和关系。
3.根据权利要求1所述的城市数据模型构建方法，其特征在于，包括：
根据本体论，分别对所述城市要素集合中的各城市要素进行定义和边界规范，获得所述城市要素实体和所述城市要素关系。
4.根据权利要求1所述的城市数据模型构建方法，其特征在于，所述城市要素实体包括文档、设施、物品、建筑、车辆、民政、工商、机构、位置、地址、场所、日期、时刻、时区、区间、活动、事项和事件。
5.根据权利要求4所述的城市数据模型构建方法，其特征在于，所述城市要素关系包括关联、依赖和构成。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的城市数据模型构建方法，其特征在于，构建所述城市业务模型的步骤具体包括：
描述业务的参与人员、范围、边界、任务的，界定所述业务应包含的内容；
以所述业务的起点和所述业务的终点为时间线，分阶段/步骤描述所述业务；
明确所述业务的核心业务节点以及所述核心业务节点的相关要求和参与人员；
抽取所述业务的数据实体得到所述城市业务数据实体，所述城市业务数据实体包含与所述核心业务节点关联的数据实体；
抽取所述业务的数据实体关系得到城市业务数据关系，所述城市业务数据关系包括推动所述业务以及与所述核心业务节点相关联的数据关系实体。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的城市数据模型构建方法，其特征在于，将所述城市要素模型与所述城市业务模型关联的步骤具体包括：
将所述城市业务数据实体与所述城市要素实体关联；
将所述城市业务数据关系与所述城市要素关系关联。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的城市数据模型构建方法，其特征在于，采用基于XML、RDF和OWL的本体语言中的至少一者构建所述城市数据模型。
9.一种基于本体论的城市数据模型构建装置，所述城市数据模型构建装置采用权利要求1至8中任意一项的所述城市模型构建方法，包括：
城市要素生成模块、根据城市活动中共用、通用和复用的城市要素，形成以自然人为核心的城市要素集合；
城市要素模型构建模块、根据本体论，确定所述城市要素集合中各城市要素的城市要素实体以及城市要素关系，以获得城市要素模型；
城市业务模型构建模块、构建城市业务模型，所述城市业务模型包括城市业务数据实体和城市业务数据关系；
关联模块、将所述城市要素模型与所述城市业务模型关联，完成所述城市数据模型的构建。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
所述计算机程序被处理器执行时能实现根据权利要求1至8中任意一项所述的城市数据模型构建方法。
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