CC BY
65
УДК 550.34
ОНТОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СИСТЕМАТИЗАЦИИ КОНТЕНТА ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСА «АКТИВНАЯ СЕЙСМОЛОГИЯ»
Людмила Петровна Брагинская
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6, ведущий программист, тел. (383)330-70-69, е-mail: ludmila@opg.sscc.ru
Андрей Павлович Григорюк
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6, научный сотрудник, тел. (383)330-87-43, е-mail: and@opg.sscc.ru
Юрий Алексеевич Загорулько
Институт систем информатики СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)332-83-59, е-mail: zagor@iis.nsk.su
Олеся Игнатьевна Боровикова
Институт систем информатики СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6, младший научный сотрудник, тел. (383)330-79-91, е-mail: olesya@iis.nsk.su
В работе рассмотрена методологическая основа систематизации контента тематического интернет-ресурса «Активная сейсмология» на основе онтологии предметной области. Предложенный метод позволяет обеспечить единообразное преставление знаний и данных, а также их семантическую связность.
Ключевые слова: сейсмология, онтология, вычислительные информационные системы, базы данных.
INTEGRATION OF SCIENTIFIC KNOWLEDGE IN ACTIVE SEISMOLOGY
Ludmila P. Braginskaya
Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 6 prospect Akademika Lavrentjeva, Lead Programmer, tel. (383)330-70-69, e-mail: ludmila@opg.sscc.ru,
Andrey P. Grigoruk
Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 6 prospect Akademika Lavrentjeva, Researcher, tel. (383)330-87-43, e-mail: and@opg.sscc.ru
Yuriy. А. Zagorulko
Institute of Informatics Systems SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 6 prospect Akademika Lavrentjeva, Ph. D. Senior Research Fellow, Researcher, tel. (383)332-83-59, е-mail: zagor@iis.nsk.su
Olesya I. Borovikova
Institute of Informatics Systems SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 6 prospect Akademika Lavrentjeva, Researcher, tel. (383)330-79-91, е-mail: olesya@iis.nsk.su
In work the methodological basics are covered systematization of content of the thematic Internet resource «Active Seismology» on the basis of ontology of subject domain. The offered method allows to provide a uniform prestavleniye of knowledge and data, and also their semantic connectivity.
Key words: seismology, ontology, informational computing system, database.
В работе предложена систематизация знаний и данных в отдельной предметной области - активной сейсмологии [1] с использованием мощных сейсмических вибраторов. Понятие предметной области (ПО) является одним из фундаментальных, но в более узком смысле ПО может рассматриваться как область науки, объединяющая совокупность объектов, средств, приёмов, способов и методов исследований. Активная сейсмология включает в себя те направления геофизики, в которых для изучения строения и геодинамики литосферы Земли используются управляемые источники сейсмических волн.
Работы по активной сейсмологии проводятся в России, Японии, Китае, США и в европейских странах последние три десятилетия. В России в рамках экспериментальных исследований проводился вибросейсмический мониторинг литосферы в Алтае-Саянском регионе, Байкальской рифтовой зоне и Таманской грязевулканической провинции. В Японии с вибросейсмической системой ACCROSS проводится мониторинг сейсмоопасных и разломных зон земной коры.
В период 2010-214 гг. в ИВМиМГ совместно с другими организациями СО РАН получены значительные результаты по развитию методов активной сейсмологии, в частности, многовекторного вибросейсмического мониторинга сейсмогенных территорий и исследования геодинамических процессов в активированных зонах вулканов.
На основе низкочастотного центробежного сейсмического вибратора ЦВ0-100 с усилием до 100 т.с. производится многовекторное виброзондирование, с целью выявления аномалий напряженно-деформированного состояния сейсмоактивной среды. Экспериментально показано, что использование малых сейсмических групп (антенн) позволяет проследить вибрационный сигнал на удалениях до 500 км. Были проведены эксперименты по глубинному вибросейсмическому зондированию Монголо-Сибирского региона в зоне сочленения Байкальского рифта и Центрально-Азиатского подвижного пояса. Методической основой работ является регистрация вибросейсмических сигналов на региональных профилях длиной до 500 км малыми сейсмическими группами (антеннами) с трехкомпонентными сейсмоприемниками и разработка специализированного программного обеспечения для выделения вибрационных зондирующих сигналов и пространственной селекции приходящих волн на больших расстояниях.
К настоящему времени в области активной сейсмологии накоплен большой объем информации по всем составляющим метода. Этот материал представлен в разрозненных источниках - статьях, монографиях, отчетах, на сайтах институтов и др.
С целью интеграции этих ресурсов была построена информационная система (ИС) «Активная сейсмология» [2]. Основными компонентами ИС являются: информационно-вычислительная система (ИВС), обеспечивающая пользователей многопараметрическим поисковым, вычислительно-аналитическим и ГИС сервисами для работы с данными сейсмического мониторинга в режиме on-line; пополняемая пользователями база данных научных работ - электронная библиотека; пополняемый пользователями библиографический каталог. Однако существующая на данный момент ИС не дает полного представления о ПО в целом.
Предметная область информационной системы рассматривается как совокупность реальных процессов и объектов (сущностей), представляющих интерес для её пользователей [3]. Основной задачей тематической информационной системы является организация эффективного взаимодействия и доступа к научной информации исследователей, работающих в конкретной предметной области. Для этого ИС должна обеспечивать целостное представление научного направления (персоны, организации, события, объекты и результаты исследований и т.п.) в информационном пространстве и обеспечивать в нем удобную навигацию.
Решение описанной задачи становится возможным благодаря выбору архитектуры специализированного Интернет-портала знаний [4], который должен обеспечивать интеграцию и систематизацию научных знаний и информационных ресурсов определенной тематики. Портал знаний должен обеспечивать доступ не только к собственным информационным ресурсам по активной сейсмологии, но и поддерживать навигацию по заранее размеченным (проиндексированным) ресурсам, размещенным в сети Интернет. Концептуальной основой портала является онтология ПО.
Концепция Интернет-портала предполагает разделение онтологии ИС на две части [4]. Первую из них составляют две базовые онтологии (онтология научной деятельности и онтология научного знания), которые не зависят от предметной области ИС.
Онтология научной деятельности включает классы понятий, относящиеся к организации научной и исследовательской деятельности, такие как Персона, Организация, Событие, Научная деятельность, Проект, Публикация и др. Онтология научного знания фиксирует основные содержательные структуры, используемые для построения онтологии областей знаний. Эта онтология содержит классы, задающие структуры для описания понятий конкретных областей знаний, такие как Раздел науки, Метод исследования, Объект исследования, Научный результат и др.
Вторую часть онтологии ИС составляет онтология предметной области, которая отражает общие знания об активной сейсмологии.
Предложена структура онтологии предметной области (рис. 2), описывающей понятия области знания по активной сейсмологии. В онтологии актив-
Рис. 1. Структура предметной области
ной сейсмологии выделены основные понятия и связи между ними для представления результатов, объектов и методов исследований, а также характерных для этой области знаний понятий, описывающих сейсмические воздействия, отклик среды, источники, сенсоры и их географическое местоположение. Формальное описание онтологии будет разработано средствами редактора Protégé на языке OWL.
Рис. 2. Онтология ПО «Активная сейсмология»
Дальнейшая модернизация ИС «Активная сейсмология» будет проводиться на основе предложенной онтологии.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 14-07-00832 и 15-07-06821.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тубанов Ц.А., Толочко В.В., Ковалевский В.В., Брагинская Л.П., Григорюк А.П., Базаров А .Д. Вибросейсмические исследования литосферы Байкальской рифтовой зоны и сопредельных территорий // Отечественная геология. - Москва: Издательство ЦНИГРИ, 2013. - 3: - С. 16-24.
2. Брагинская Л. П., Григорюк А. П. Информационная система для комплексной поддержки научных исследований в области активной сейсмологии // Вестник КемГУ. 2012 -4: -С. 43-48.
3. Ковалевский В. В., Брагинская Л. П., Григорюк А. П. Информационно-аналитическая система для вибросейсмических исследований // Проблемы информатики, № 3, Новосибирск, 2013, С. 22-29
4. Загорулько Ю. А., Боровикова О. И. Информационная модель портала научных знаний // Информационные технологии. - 2009. - № 12. - С.2-7.
© Л. П. Брагинская, А. П. Григорюк, Ю. А. Загорулько, О. И. Боровикова, 2015
