Geo semantic web을 위한 공간 검색 엔진의 설계 및 구현

국문 초록 (Abstract)

최근 상호운용성, 지능화 및 개인화가 강조되는 정보 통신 기술 추세에 맞추어 Geospatial Web이 Semantic Web과 접목되면서 새로운 웹 기술로 Geo Semantic Web이 부각되고 있다. 이로 인해 기존 지리정보 시스템에서 사용된 공간 정보와 웹 상의 방대한 비공간 정보를 구조화한 공간 온톨로지(Geospatial Ontology)에 대한 사용이 증가되고 있다.
Geo Semantic Web의 핵심기술 중 하나인 공간 온톨로지에 대한 사용이 증가됨에 따라 공간 객체들 간의 관계 및 분석 연산을 지원하는 질의 처리 기술이 요구된다. 하지만, 기존의 온톨로지 질의 처리 및 추론 기술은 일반적으로 비공간 온톨로지에 대한 질의 처리를 위해 개발되었기 때문에 공간 온톨로지에 대하여 효율적인 질의 처리 및 추론을 지원하지 못하는 문제점을 가진다.
따라서, 이러한 문제를 해결하고자 본 논문에서는 Geo Semantic Web을 위해 공간 연산 처리를 지원하는 공간 검색 엔진을 설계 및 구현하였다. 공간 검색 엔진은 OGC의 Simple Features Specification for SQL 표준을 따르는 공간 데이타 타입 및 연산자를 제공함으로써 온톨로지에 대해 공간 연산을 수행할 수 있는 질의 처리 기능을 지원한다. 또한, 사용자의 검색 의도에 따른 지능화된 의미기반 지리정보 서비스를 제공하기 위해서 추론 규칙을 통해 이미 존재하는 공간 데이타들 간의 관계를 파악하여 새로운 사실을 제공하는 공간 추론 기능을 지원한다. 그리고 GML 데이타를 입력받아 공간 온톨로지로 변환하는 기능을 제공하며, HTTP 연결을 통한 질의 요청 시 응답 시간을 단축시키기 위해 공간 온톨로지 저장 기능을 지원한다. 마지막으로 본 논문에서는 질의 처리 및 추론 기능을 제공하는 공간 검색 엔진을 Geo Semantic 질의가 필요한 재난/재해 가상 시나리오에 적용해 봄으로써 효용성을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Along with the recent trends in IT technology which have emphasized interoperability, intelligence, and personalization, the Geo Semantic Web is being highlighted as a new web technology as the Geospatial Web is applied to the Semantic Web. This has increased the use of Geospatial Ontology that structured enormous amounts of non-spatial information on the web as well as spatial information that has been used in the existing geographic information system.
With the growing use of Geospatial Ontology, which is one of the key technologies of the Geo Semantic Web, it is necessary to have a query processing technology that supports the relationship and analytic operations between spatial objects. However, the existing ontology query process and inference technology was developed for processing queries concerning non-spatial ontology; therefore, it harbors the problem of failing to process effectively queries and inference regarding spatial ontology.
Accordingly, in order to solve this problem, this thesis designed and implemented a spatial search engine that can support the spatial operations processing for the Geo Semantic Web. The spatial search engine supports the query process function that is able to perform spatial operations concerning ontology by furnishing spatial data type and operators that comply with the Simple Features Specification for the SQL standard of OGC. Also, the spatial search engine supports the spatial inference function which offers a new fact by identifying the relationship between pre-existing spatial data through the inference rule so as to furnish intelligent semantic-based geographic information services according to the user’s search intention.
In addition, it offers a function that receives GML data and converts the data into spatial ontology, and supports a spatial ontology storing function with a view to shortening the response time during the request for queries through the HTTP connection. Finally, this thesis verified the efficiency of the spatial search engine that provides a query process and inference function by applying it to a virtual disaster scenario which needs a Geo Semantic query.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 제2장 관련연구 = 4
• 제1절 Geospatial Ontology = 4
• 제2절 GeoSPARQL = 7
• 제3절 질의처리 및 추론 엔진 = 10
• 1. Jena = 10
• 2. ARQ = 12
• 제3장 시스템 설계 = 14
• 제1절 시스템 구조 = 14
• 제2절 클라이언트 = 16
• 1. 입/출력 모듈 = 16
• 2. 디스플레이 모듈 = 18
• 제3절 질의처리 관리자 = 18
• 1. 질의 분석 모듈 = 18
• 2. 공간 연산 처리 모듈 = 21
• 3. 세션 관리 모듈 = 25
• 제4절 온톨로지 관리자 = 25
• 1. 온톨로지 변환 모듈 = 26
• 2. 온톨로지 저장 모듈 = 28
• 3. 온톨로지 검색 모듈 = 28
• 4. 온톨로지 추론 모듈 = 30
• 제4장 시스템 구현 = 33
• 제1절 구현 환경 = 33
• 제2절 클라이언트 = 33
• 제3절 질의처리 관리자 = 36
• 제4절 온톨로지 관리자 = 39
• 제5절 테스트 시나리오 = 46
• 1. 테스트 데이타 = 47
• 2. 테스트 결과 = 49
• 제5장 결론 = 57
• 참고문헌 = 59
• ABSTRACT = 61