Технологии семантического веба для поддержки фундаментальных исследований в геологии
Main Article Content
Аннотация
Представлена инновационная методология применения технологий семантического веба для поддержки фундаментальных геологических исследований. Рассмотрена проблема семантической интеграции разнородных геологических данных, характеризующихся масштабом разного уровня и междисциплинарностью. Разработана пятиэтапная методология, включающая анализ предметной области, онтологическое концептуальное моделирование, трансформацию данных в граф знаний, развертывание инфраструктуры распределенного доступа к данным на основе концептуальной модели, а также интеграцию с процедурами обработки и анализа. Практическая апробация проведена на трех кейсах: анализе геохимических данных для оценки уровня загрязнения территории, создании информационной системы о разломах и исследовании динамики береговой зоны водохранилищ. Предложенный онтологический подход обеспечивает соответствие FAIR-принципам и преодоление «семантического барьера» в геологических исследованиях. Показано, что технологии семантического веба позволяют перейти от фрагментированных информационных массивов к целостному семантическому пространству геологических знаний, что открывает новые возможности для генерации комплексных научных гипотез и кросс-дисциплинарных исследований.
Article Details
Библиографические ссылки
2. Hitzler P., Janowicz K. Semantic Web for Earth and Environmental Science: Current state and future directions // Semantic Web. 2010. Vol. 1, No. 1–2. P. 85–98. https://doi.org/110.3233/SW-2010-0012
3. Hitzler P. A review of the semantic web field // Communications of the ACM. 2021. Vol. 64, No. 2. P. 76–83. https://doi.org/110.1145/3397512
4. Sinkova E.A., Petrov O.V., Khancuk A.I. Geochronological Atlas and Refer-ence Book of the Main Structural-Material Complexes of Russia – a Basic Information Resource for the Country's Geological Industry // Exploration and Protection of Mineral Resources. 2022. No. 90. P. 5–14.
https://doi.org/110.52349/0869-7892_2022_90_5-14
5. Wilkinson M.D., Dumontier M., Aalbersberg I.J. et al. The FAIR Guiding Principles for scientific data management and stewardship // Scientific Data. 2016. Vol. 3. P. 160018. https://doi.org/110.1038/sdata.2016.18
6. Laney D. 3D Data Management: Controlling Data Volume, Velocity, and Va-riety // META Group Research Note. 2001. Vol. 6, No. 70.
URL: https://diegonogare.net/wp-content/uploads/2020/08/3D-Data-Management-Controlling-Data-Volume-Velocity-and-Variety.pdf
7. Gandomi A., Haider M. Beyond the hype: Big data concepts, methods, and analytics // International Journal of Information Management. 2015. Vol. 35, No. 2. P. 137–144. https://doi.org/110.1016/j.ijinfomgt.2014.10.007
8. Hogan A., Blomqvist E., Cochez M., D’Amato C. et al. Knowledge Graphs // ACM Computing Surveys. 2021. Vol. 54, No. 4. https://doi.org/110.1145/3447772
9. Pellinen V.A., Cherkashina T.Y., Gustaitis M.A. Assessment of metal pollu-tion and subsequent ecological risk in the coastal zone of Olkhon Island, Lake Baikal, Russia // Science of the Total Environment. 2021. Vol. 786. P. 147441.
https://doi.org/110.1016/j.scitotenv.2021.147441
10. Zerizghi T., Yang Y., Wang W., Zhou Y., Zhang J., Yi Y. Ecological risk as-sessment of heavy metal concentrations in sediment and fish of a shallow lake: a case study of Baiyangdian Lake, North China // Environmental Monitoring and Assessment. 2020. Vol. 192. P. 154. https://doi.org/110.1007/s10661-020-8078-8
11. Zhang J., Wang K., Yi Q., Zhang T., Shi W., Zhou X. Transport and partition-ing of metals in river networks of a plain area with sedimentary resuspension and impli-cations for downstream lakes // Environmental Pollution. 2022. Vol. 294. P. 118668. https://doi.org/110.1016/j.envpol.2021.118668
12. Gopal V., Krishnamurthy R.R., Vignesh R., Nathan C.S. et al. Assessment of heavy metal contamination in the surface sediments of the Vedaranyam coast, South-ern India // Regional Studies in Marine Science. 2023. Vol. 65. P. 103081.
https://doi.org/110.1016/j.rsma.2023.103081
13. Chubarov V., Cherkashina T., Maltsev A., Chuparina E., Amosova A., Prose-kin S. Investigation of Soils and Pine Needles Using WDXRF and TXRF Techniques for As-sessment of the Environmental Pollution of Shelekhov District, Eastern Siberia, by the Aluminum Industry and Heat Power Engineering // Agronomy. 2022. Vol. 12. P. 454. https://doi.org/110.3390/agronomy12020454
14. Lunina O.V. The digital map of the Pliocene–Quaternary crustal faults in the Southern East Siberia and the adjacent Northern Mongolia // Geodynamics and Tectonophysics. 2016. Vol. 7, No. 3. P. 407–434.
https://doi.org/110.5800/GT-2016-7-3-0215
15. Cherkashin E.A., Lunina O.V., Demyanov L.O., Tsygankov A.V. Web-GIS viewer for active faults data represented as a knowledge graph // The 4th Scientific-practical Workshop Information Technologies: Algorithms Models, Systems. September 14, 2021, Irkutsk, Russia / CEUR Workshop Proceedings. 2021. Vol. 2984. P. 55–65. URL: https://ceur-ws.org/Vol-2984/paper8.pdf
16. Mazaeva O., Babicheva V., Kozyreva E. Geomorphological process devel-opment under the impact of man-made reservoir operation, a case study: Bratsk reser-voir, Baikal-Angara hydroengineering system, Russia // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2019. Vol. 78. P. 4659–4672.
https://doi.org/110.1007/s10064-018-1428-x
17. Ovchinnikov G.I., Pavlov S.Kh., Trzhtsinsky Yu B. Changes in the Geological Environment in the Zones of Influence of the Angara–Yenisei Reservoirs. Novosibirsk: Nauka, 1999. 254 p.
18. Ranatunga S., Ødegård R.S., Jetlund K., Onstein E. Use of Semantic Web Technologies to Enhance the Integration and Interoperability of Environmental Geospa-tial Data: A Framework Based on Ontology-Based Data Access // ISPRS International Journal of Geo-Information. 2025. Vol. 14, No. 2. P. 52.
https://doi.org/110.3390/ijgi14020052
19. Moura A.-M., Porto F., Vidal V., Magalhães R.P. et al. A semantic integra-tion approach to publish and retrieve ecological data // International Journal of Web Information Systems. 2015. Vol. 11, No. 1. P. 87–119.
https://doi.org/110.1108/IJWIS-08-2014-0028
20. Marcus S., Tim D. GeoSciML: Development of a generic GeoScience Markup Language // Computers & Geosciences. 2005. Vol. 31, No. 9. P. 1095–1103.
https://doi.org/10.1016/j.cageo.2004.12.003.
21. Raskin R., Pan M. Knowledge representation in the semantic web for Earth and environmental terminology (SWEET) // Computers & Geosciences. 2005. Vol. 31, No. 9. P. 1119–1125. https://doi.org/110.1016/j.cageo.2004.12.004
22. Simons B.A., Raymond O., Jackson I., Lee K. OneGeology – Improving global access to geoscience // The 5th Global Workshop on Digital Soil Mapping. April 10–13, 2012, Sydney, Australia / Digital Soil Assessments and Beyond: Proceedings of CRC Press, 2012. P. 265–275.
23. Allison M.L., Ahern T., Arctur D. et al. EarthCube Governance Framework: A Proposal to the Community (Version 1.0) // EarthCube Governance Working Group Technical Report. 2012. 237 p.
24. Atakan K., Bjerrum L.W., Bungum H. et al. The European Plate Observing System and the Arctic // Arctic. 2015. Vol. 68, Suppl. 1. https://doi.org/110.14430/arctic4446
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Представляя статьи для публикации в журнале «Электронные библиотеки», авторы автоматически дают согласие предоставить ограниченную лицензию на использование материалов Казанскому (Приволжскому) федеральному университету (КФУ) (разумеется, лишь в том случае, если статья будет принята к публикации). Это означает, что КФУ имеет право опубликовать статью в ближайшем выпуске журнала (на веб-сайте или в печатной форме), а также переиздавать эту статью на архивных компакт-дисках журнала или включить в ту или иную информационную систему или базу данных, производимую КФУ.
Все авторские материалы размещены в журнале «Электронные библиотеки» с ведома авторов. В случае, если у кого-либо из авторов есть возражения против публикации его материалов на данном сайте, материал может быть снят при условии уведомления редакции журнала в письменной форме.
Документы, изданные в журнале «Электронные библиотеки», защищены законодательством об авторских правах, и все авторские права сохраняются за авторами. Авторы самостоятельно следят за соблюдением своих прав на воспроизводство или перевод их работ, опубликованных в журнале. Если материал, опубликованный в журнале «Электронные библиотеки», с разрешения автора переиздается другим издателем или переводится на другой язык, то ссылка на оригинальную публикацию обязательна.
Передавая статьи для опубликования в журнале «Электронные библиотеки», авторы должны принимать в расчет, что публикации в интернете, с одной стороны, предоставляют уникальные возможности доступа к их материалам, но, с другой, являются новой формой обмена информацией в глобальном информационном обществе, где авторы и издатели пока не всегда обеспечены защитой от неправомочного копирования или иного использования материалов, защищенных авторским правом.
При использовании материалов из журнала обязательна ссылка на URL: http://rdl-journal.ru. Любые изменения, дополнения или редактирования авторского текста недопустимы. Копирование отдельных фрагментов статей из журнала разрешается для научных исследований, персонального использования, коммерческого использования до тех пор, пока есть ссылка на оригинальную статью.
Запросы на право переиздания или использования любых материалов, опубликованных в журнале «Электронные библиотеки», следует направлять главному редактору Елизарову А.М. по адресу: amelizarov@gmail.com
Издатели журнала «Электронные библиотеки» не несут ответственности за точки зрения, излагаемые в публикуемых авторских статьях.
Предлагаем авторам статей загрузить с этой страницы, подписать и выслать в адрес издателя журнала по электронной почте скан Авторского договора о передаче неисключительных прав на использование произведения.