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《基于protégé領(lǐng)域本體構(gòu)建探究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、基于Protégé領(lǐng)域本體構(gòu)建探究 摘要：介紹了領(lǐng)域本體構(gòu)建的基本流程，目的是為了更好地服務于語義web以及搜索引擎等。主要內(nèi)容包括本體的概念、分類、功能及本體構(gòu)建的方法、語言和工具，并以Java領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建為例詳細闡述了本體的構(gòu)建過程。關(guān)鍵詞：領(lǐng)域本體；Protégé；OWL；本體構(gòu)建；語義Web1.引言近年來，基于語義的搜索引擎異?；馃?，而本體作為語義搜索引擎的基石已成為研究熱點。本體是現(xiàn)實世界的模型，構(gòu)建的本體需要能客觀反映現(xiàn)實世界。因此，本體的開發(fā)流程應該是一個不斷反復迭代的過程，這個反復迭代的過程作用于本體的整個生命周期。2.本體簡介
2、本體最早起源于哲學，其所研究的是世界萬物的本源，即所有事物的客觀，真實的存在[1]。在計算機領(lǐng)域有許多對本體這個名詞不同的解釋，5其中比較有代表性的定義是：“本體是共享概念模型明確的形式化規(guī)范說明”。其中，“概念模型”指通過抽象出客觀世界中一些現(xiàn)象的相關(guān)概念而得到的模型，“明確”指所使用的概念及使用這些概念的約束都有明確的定義，“形式化”指本體是計算機可讀的（即能被計算機處理），“共享”指本體中體現(xiàn)的是共同認可的知識，反映的是相關(guān)領(lǐng)域中公認的概念集，即本體針對的是團體而非個體的共識[2]。本體根據(jù)不同的屬性，可以將其進行不同的分類。根據(jù)領(lǐng)域依賴程度，
3、可以把本體分為頂級、領(lǐng)域、任務、應用四類。由于本體功能的強大，目前本體已運用到許多的計算機領(lǐng)域，其中比較突出的是應用于語義網(wǎng)。本體的功能可以總結(jié)為三類：（1）作為知識表示方法，主要應用于知識工程和知識管理等[3]。（2）作為系統(tǒng)分析方法，應用于信息建模、面向?qū)ο蠓治龊蛿?shù)據(jù)庫設(shè)計等[4]。（3）作為信息語義的形式化表示方法，應用于異構(gòu)信息集成、多智能體系統(tǒng)、語義Web等。3.本體建模本體建模是一個復雜的過程，涉及了多個學科的知識，包括哲學、邏輯學、知識工程等，目前還沒有通用的工程化方法。5本體建模工具主要使用Protégé。Protégé是斯坦福大學基
4、于Java語言開發(fā)的本體編輯和知識獲取軟件，或者說是本體開發(fā)工具，它提供了大量的知識模型架構(gòu)與動作，用于創(chuàng)建、可視化、操縱各種表現(xiàn)形式的本體。本體描述語言使用OWL（WebOntologyLanguage）。OWL是W3C開發(fā)的一種網(wǎng)絡本體語言，用于對本體進行語義描述，有三種子語言，即OWLLite、OWLDL和OWLFull，而且每個子語言的表達能力遞增。（1）OWLLite語言，它屬于OWLDL語言，主要提供給分類層次比較單一和屬性約束比較簡單的使用者。（2）OWLDL語言，它涵蓋了OWL語言的所有語言成分，但使用時必須符合一定的約束，受到一定的
5、限制。OWLDL提供了描述邏輯的推理功能，描述邏輯是OWL的形式化基礎(chǔ)。（3）OWLFull語言，它包含OWL的所有語言成分并取消了OWLDL中的使用約束，它將RDFS擴展成為一個完備的本體語言，支持那些無計算性保證但需要非常強表達能力和無使用限制的用戶。4.領(lǐng)域本體構(gòu)建實例為了能更好的闡述本體的構(gòu)建流程，下面以Java領(lǐng)域本體的構(gòu)建過程為例描述本體構(gòu)建的基本方法。學科知識可劃分成多個知識點，知識點是系統(tǒng)處理的單元。知識點的大小是根據(jù)一定的教學策略或經(jīng)驗、教學目的和教學對象等確定的，其大小相差可能很懸殊[5]。本文使用的建模工具是Protégé4.2
6、，選擇的本體描述語言是OWL5Full。本體構(gòu)建過程主要分為以下八步，具體如圖1所示。（1）確定本體的領(lǐng)域和范圍。本實例構(gòu)建的本體是針對Java領(lǐng)域，所以將Java的所有知識點收集全是本體構(gòu)建的基礎(chǔ)。（2）領(lǐng)域信息的收集和分析。確定好范圍后就可以收集目標領(lǐng)域的概念及信息，例如Java的知識點有“封裝”“繼承”“多態(tài)”“線程”等。（3）重點概念和關(guān)系的確定。確定各個知識點之間的關(guān)系，最普通的關(guān)系可以是part-of，其他的關(guān)系也可以自己定義。每個關(guān)系還可以定義逆關(guān)系，例如“自動裝箱”的逆關(guān)系為“自動拆箱”。（4）建立本體框架。按照一定的邏輯規(guī)則將知識點
7、進行分組，一個本體的框架就大致建立好了。（5）形式化編碼。本研究選擇Protégé工具對上述本體框架進行形式化編碼。（6）集成現(xiàn)有本體。對本體庫進行優(yōu)化時，這一步必不可少。（7）確認和評價。本體建立好后就要投入實際應用過程中，評估標準基本包括：正確性、一致性、可擴展性和有效性。（8）本體進化。一個好的本體庫只有對此過程不斷的迭代，才能不斷完善。5圖2是Java領(lǐng)域本體用Protégé形式化編碼后的二級縮略圖，使用Protégé可以自動生成對應的OWL代碼。這樣，一個Java領(lǐng)域本體構(gòu)建完畢。5.小結(jié)領(lǐng)域本體的構(gòu)建依賴于現(xiàn)實世界，由于現(xiàn)實世界是不斷變化
8、的，因此構(gòu)建的本體也需要不斷的改善。本文在進行本體構(gòu)建時采用的是手動構(gòu)建的方式，未來將嘗試使用半自動化甚至自
