استفاده از اطلاعات مکانی جهت اعمال مدیریت و برنامه ریزی دقیق و انجام تحلیل های کارآمد از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. در این میان اطلاعات مکانی سه بعدی با توجه به کاربرد های متنوع آن از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و ارائه کارآمد این اطلاعات با استفاده از فناوری های روز، نقشی کلیدی در درک و آنالیز این طیف گسترده از داده ها ایفا می کند. گرچه سیستم های مکانی سه بعدی فعلی قابلیت-های نمایش، ارائه و آنالیز اینگونه داده ها را فراهم می کنند، اما اغلب این سیستم ها وابسته به سکو و زبان برنامه نویسی خاص و بدون تعامل پذیری و توزیع پذیری هستند. به منظور فراهم آوردن امکان دسترسی به اطلاعات مکانی و پردازش آن ها در روشی استاندارد، سازمان-هایی نظیر ogc استانداردهای مختلفی را در زمین? داده ها و سرویس های مکانی ارائه داده اند. از طرفی معماری سرویس گرا این امکان را برای برنامه های کاربردی و سیستم های مختلف فراهم می سازد تا با پیاده-سازی براساس این معماری، بر روی چارچوب های مختلف و مستقل از سخت افزار و نرم افزار با یکدیگر تعامل داشته باشند. در این تحقیق، یک سرویس وب مبنای ارائ? داده های مکانی سه بعدی بر اساس فعالیت های صورت گرفته در سازمان ogc و مفاهیم معماری سرویس گرا طراحی و پیاده سازی می شود. در این سرویس که از فناوری های web services استفاده شده، ایجاد نمای سه بعدی از زمین با استفاده از داده های برداری سه بعدی و نیز ارائه اطلاعات مکانی سه بعدی متناظر در روشی تعامل پذیر صورت می گیرد. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، استفاده از سرویس پیاده سازی شده در این پایان نامه، موجب نمایش و ارائه داده های مکانی سه بعدی در روشی استاندارد بر روی اینترنت می گردد و به اشترا ک گذاری و استفاده از اطلاعات مکانی سه بعدی را بصورت تعامل پذیر محقق می سازد. با پیاده سازی این سرویس، تسهیل دسترسی، تبادل اطلاعات و به اشتراک گذاری داده های مکانی مستقل از سخت افزار و نرم افزار فراهم می شود.

مقیاس نقشه های پایه در زمان تولید بگونه ای انتخاب می شوند که نقشه های کوچک مقیاس تر از آنان قابل استخراج باشند. استخراج اتوماتیک نقشه های خوانا از نقشه های پایه برای کاربردهای مختلف و در مقیاس های مورد نظر یکی از چالش های تحقیقاتی و کاربردی علوم مکانی می باشد. جنرالیزاسیون نقشه پرکاربردترین پردازش مکانی برای حل این چالش ها است. از اینرو، این پایان نامه به طراحی و پیاده سازی یک معماری سرویس گرا برای کنترل اتوماتیک فرآیند جنرالیزاسیون با استفاده از اطلاعات بافت داده می پردازد. برای آن که امکان استفاده از قابلیت های سیستم های جنرالیزاسیون در سیستم های دیگر و توسط کاربران غیرمتخصص ایجاد شود، کل فرآیند جنرالیزاسیون باید متعامل و اتوماتیک باشد. در سیستم های جنرالیزاسیون سرویس گرای فعلی، از الگوریتم هایی استفاده می شود که کاربران متخصص با توجه به شرایط نقشه پایه و ملزومات نقشه مورد نیاز، کنترل پارامترها و ترتیب اعمال آن ها را به عهده دارند. بیش از 80% اشیای موجود در نقشه را خطوط تشکیل می دهند. بخش عمده ای از این خطوط، اطلاعات مربوط به شبکه راه ها هستند. علاوه بر حجم بالای اطلاعات مربوط به راه ها در نقشه، این اطلاعات از اهمیت بالایی در کاربردهای گوناگون برخوردارند. با توجه به گستردگی کاربرد اطلاعات شبکه راه ها، در این پایان نامه برای اولین بار الگوریتمی توسعه داده شده است که با استخراج اطلاعات بافت شبکه راه و در نظر گرفتن مقیاس مبدا و مقصد فرآیند جنرالیزاسیون را به صورت کاملا خودکار کنترل می کند و از سرعت بالایی در زمان اجرا برخوردار است. الگوریتم پیشنهادی قابلیت استفاده در سرویس های جنرالیزاسیون اتوماتیک برای تولید نقشه شبکه راه ها با در نظر گرفتن کاربرد مورد نظر را دارد. همچنین یک معماری سرویس گرا، مرکب از سه دسته سرویس برای جنرالیزاسیون اتوماتیک راه ها بر اساس الگوریتم پیشنهادی طراحی و پیاده سازی شده است. سرویس ها به منظور افزایش انعطاف پذیری و بهبود تعامل پذیری معنایی دسته بندی شده اند. برای هماهنگی میان سرویس ها از زنجیره سازی سرویس ها به دو شیوه مختلف استفاده شده و نقش زنجیره های مختلف سرویس ها در پاسخگویی به نیاز کاربران و کاربردهای مختلف بررسی گردیده است. استانداردهای wps و wfs به منظور ایجاد تعامل پذیری نحوی سرویس های معماری پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته اند. سیستم مذکور با استفاده از الگوریتم پیشنهادی کل فرآیند جنرالیزاسیون شبکه راه را به صورت یک فرآیند اتوماتیک ارائه می دهد.

استفاده از اطلاعات حاصل از سنجش سنسورها و شبکه سنسورهایی نظیر سنسورهای بکار رفته در سیستم mobile mapping و شبکه سنسورهای آب وهوا شناسی ، بصورت برخط از اهمیت ویژه ای در مدیریت و پایش محیط برخوردار می باشد. دسترسی به این اطلاعات با استفاده از فناوری های روز، نقشی کلیدی در تصمیم گیری مدیران بخش های مختلف همچون مدیریت راه ایفا می کند .اما اطلاعات حاصل از سنجش سنسورها وابسته به مشخصات مکانی و زمانی خود می باشند که از یک طرف این اطلاعات دارای مدل ها و فرمت های خاص خود بوده که در اکثر موارد وابسته به سکو و زبان برنامه نویسی خاص خود می باشند یا به عبارتی تعامل پذیری نحوی بین آنها وجود ندارد و از طرف دیگر هیچ ارتباط معنایی بین مفاهیم سنسور و مشخصات آن وجود ندارد یا به عبارت دیگر تعامل پذیری معنایی برای این نوع اطلاعات وجود ندارد. همچنین با افزایش تعداد سنسورها حجم اطلاعات حاصل از سنجش آنها نیز افزایش می یابد که قابلیت اطمینان به سیستم مدیریت این اطلاعات را کاهش می دهد. امروزه سازمان های نظیر ogc و w3c به صورت جداگانه راه حل هایی برای حل مشکلات تعامل پذیری نحوی و معنایی ارانه داده اند. مثلا سازمان ogc استانداردهای مختلفی در زمینه مدیریت و به اشتراک گذاری این اطلاعات برای حل مشکل تعامل پذیری نحوی ارانه داده است. یا سازمان w3c با ارانه استاندارد هایی سعی بر حل مشکلات تعامل پذیری معنایی نموده است. اما باید راه حلی برای حل همزمان مشکل تعامل پذیری نحوی و معنایی یافت یا به عبارتی دیگر سیستمی طراحی نمود تا با پیاده سازی آن، اولا بازیابی، به اشتراک گذاری و مدیریت این اطلاعات مستقل از سخت افزار و نرم افزار بوده و ثانیا با ارانه روابط معنایی بین سنسور و مشخصات پدیده سنجش شده بتوان داده های مکانی بر اساس این روابط بازیابی نمود. همچنین باید راه حلی ارانه داد که با افزایش تعداد سنسورها و داده های حاصل از سنجش آنها، قابلیت اعتماد به سیستم کاهش نیابد. بنابراین در این تحقیق سعی می شود با استفاده از استانداردهای ارانه شده توسط ogc و w3c یک محیط وب مبنا تحت عنوان سنسور وب معنایی طراحی و پیاده سازی گردد که از معماری سرویس گرا و معماری چندلایه جهت حل مشکلات تعامل پذیری نحوی و از قابلیت وب معنایی نظیر jena برای حل مشکلات تعامل پذیری معنایی و از معماری p2p برای مدیریت حجم وسیع اطلاعات برای حل مشکل مقیاس پذیری استفاده می نماید. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، پیاده سازی سنسور وب مبتنی بر استاندارد ogc و بهبود و توسعه آن توسط قابلیت های وب معنایی، موجب دسترسی به داده های حاصل از سنجش سنسورهای mobile mapping و دیگر شبکه سنسورها در روشی استاندارد بر روی اینترنت می گردد و افزون بر اینکه تعامل پذیری نحوی را محقق می سازد با تعریف ارتباطات معنایی مجموعه از سنسورها که در یک محدوده مکانی قرار دارند، امکان جستجوی معنایی این مجموعه سنسورها را نیز فراهم می آورد.

سرویس های مکانی به عنوان مناسب ترین ابزار جهت انتشار داده ها و پردازش های مکانی به صورت تعامل پذیر در محیط وب مورد استفاده قرار گرفته اند. ترکیب سرویس های مکانی امکان تولید روال های پردازشی مکانی پیچیده و ایجاد ارزش افزوده با استفاده از توانایی های منتشر شده در محیط وب را فراهم می نماید و در نتیجه منجر به پاسخ گویی به طیف گسترده تری از نیازها در سطح زیرساخت داده های مکانی (sdis ) می شود. بر این اساس برخی پژوهش گران در جامعه ی اطلاعات مکانی به ارائه راه کارهایی در زمینه ی ایجاد سرویس های مکانی ترکیبی به صورت دستی و توسط کارشناسان خبره پرداخته اند. افزایش روزافزون سرویس های مکانی منتشرشده در وب و پویا بودن این محیط باعث می شود که پیدا کردن، انتخاب، ترکیب، پیاده سازی و اجرای پردازش های ترکیبی توسط کارشناسان خبره فرآیندی پیچیده و زمان بر باشد. همچنین این فرآیند نیازمند دانش بالا در زمینه های مختلف است. در نتیجه فراهم آوردن امکان ایجاد سرویس های مکانی ترکیبی به صورت خودکار می تواند به نحو شایسته ای میزان استفاده و به کارگیری سرویس های مکانی ترکیبی را بهبود بخشد. باوجود نیاز و اهمیت ایجاد روال های پردازشی پیچیده از سرویس های مکانی به صورت خودکار فعالیت های محدودی در این زمینه توسط پژوهش گران جامعه ی اطلاعات مکانی صورت گرفته است. این پژوهش بر آن است تا با استفاده از توانایی های کارگزارهای برنامه ریز هوشمند فرآیند ترکیب سرویس های مکانی را تا حد امکان خودکار سازد. در این راستا، پایان نامه ی حاضر راه حل مناسبی جهت تشریح نحوی و معنایی سرویس های مکانی و سپس ترکیب خودکار آنها بر اساس روش های برنامه ریزی هوش مصنوعی ارایه کرده است. راه حل ارایه شده امکان استفاده از دانش چند کارگزار جهت ایجاد سرویس های مکانی ترکیبی را نیز فراهم می آورد. در این پژوهش در یک فرآیند پیش رونده سه راه کار به منظور ایجاد سرویس های مکانی ترکیبی با استفاده از توانایی های پردازشی کارگزارهای هوشمند ارائه و پیاده سازی شده است. هر راه کار بخشی از مشکلات مطرح در زمینه ی ترکیب خودکار سرویس های مکانی و کمبودهای راه کار پیشین را مرتفع نموده است. در راه کار اول، یک روش موجود تشریح نحوی و معنایی سرویس های مکانی مبتنی بر بستر وب معنایی wsmo انتخاب شده و سپس روشی جهت ترجمه ی هدف و سرویس های مکانی تشریح شده به مسئله ی برنامه ریزی و حل آن توسط کارگزار برنامه ریز هوشمند ارائه گردیده است. با حل مسئله ی برنامه ریزی روال اجرایی سرویس مکانی مشخص شده و امکان ایجاد سرویس مکانی ترکیبی فراهم گردید. در مرحله ی دوم، با توجه به نتایج مرحله ی اول، راه کاری جهت تشریح معنایی سرویس های مکانی بر اساس بسترهای وب معنایی سبک و استاندارد sawsdl و wsmo-lite به همراه روشی جدید جهت برنامه ریزی هوش مصنوعی در فضای وب معنایی ارائه گردید. راه کار مرحله ی دوم توانست امکان ایجاد سرویس های مکانی ترکیبی را بدون نیاز به ترجمه ی مسئله ی ترکیب خودکار به مسئله ی برنامه ریزی فراهم نماید. نهایتاً، در مرحله ی سوم، با توجه به این مهم که در مواردی دانش و توانایی یک کارگزار هوشمند ممکن است برای ایجاد سرویس های ترکیبی کافی نباشد، راه کاری جهت استفاده از روش های برنامه ریزی چندکارگزاره برای ایجاد سرویس های مکانی ترکیبی ارائه شد. در این راه کار چندین کارگزار هوشمند، در یک فرآیند هدایت شده، با یکدیگر همکاری کرده و سرویس های مکانی ترکیبی را ایجاد می نمایند. این راه کار می تواند مشکل مقیاس پذیری و کارایی روش های ترکیب خودکار سرویس های مکانی و حتی سرویس های وب را مرتفع نماید. از جمله نوآوری های این پژوهش عبارتند از: ارائه روشی برای ترجمه ی سرویس های وب معنایی تشریح شده در بستر wsmo به مسئله ی برنامه ریزی هوش مصنوعی و حل آن با استفاده از الگوریتم های برنامه ریزی هوش مصنوعی؛ ارائه و پیاده سازی روش نوین تشریح معنایی سرویس های مکانی در بستر وب معنایی sawsdl و wsmo-lite و با استفاده از زبان های rdf و sparql برای اولین بار؛ ارائه مدل مفهومی برنامه ریزی هوش مصنوعی بر پایه ی زبان های وب معنایی rdf و sparql برای نخستین بار؛ پیاده سازی الگوریتم برنامه ریزی بر اساس مدل مفهومی ارائه شده و حل مسئله ی ترکیب خودکار سرویس های مکانی؛ ارائه یک روش مبتنی بر برنامه ریزی چندکارگزاره جهت ترکیب خودکار سرویس های مکانی معنایی.