DrSNPGrid中基于本體的生物信息集成技術(shù)研究.pdf

1、在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，由于Web數(shù)據(jù)源的大量涌現(xiàn)及其高度的異構(gòu)性和自治性，加上生物信息本身所蘊含的復(fù)雜的領(lǐng)域聯(lián)系，僅從語法和結(jié)構(gòu)上進行信息集成難以滿足應(yīng)用的需要，從語義角度進行更深層次的集成一直是人們的期望。隨著語義Web研究的深入，本體作為對共享概念模型的明確的規(guī)范化的說明，通過賦予信息良好的定義，為信息在知識層次上的共享和語義上的互操作帶來了可能，也為信息的語義集成帶來希望。 本文以本體論為指導(dǎo)，研究了異構(gòu)生物信息語義集成的若干技

2、術(shù)，在以基因組學(xué)和蛋白組學(xué)為代表的后基因組時代，為領(lǐng)域?qū)＜姨峁┓奖愕男畔⒎?wù)，幫助發(fā)現(xiàn)生物數(shù)據(jù)的規(guī)律，具有重要的應(yīng)用價值。論文工作的主要成果包括以下幾個方面： 1． DrSNPGrid(Disease related SNP Grid)中基于本體的中介器/包裝器結(jié)構(gòu)的生物信息集成框架：分析了已有的生物信息集成系統(tǒng)的特點，從信息的語義集成角度出發(fā)，提出本體的分層設(shè)計并與中介器/包裝器結(jié)構(gòu)結(jié)合的集成框架。針對以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為代表的結(jié)構(gòu)

3、化數(shù)據(jù)源和以HTML頁面為代表的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源，研究了基于模式本體的包裝器構(gòu)造方法，實現(xiàn)獨立于數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)的第一次數(shù)據(jù)封裝；設(shè)計了中介器的兩次查詢重寫，第一次通過領(lǐng)域本體推理及數(shù)據(jù)源定位將用戶的語義查詢重寫為多個查詢策略，第二次主要基于映射本體制定查詢策略內(nèi)不同數(shù)據(jù)源的訪問順序，實現(xiàn)獨立于數(shù)據(jù)源訪問的第二次數(shù)據(jù)封裝；設(shè)計了基于本體的中間結(jié)果的二次集成。以上設(shè)計實現(xiàn)了信息的語義集成，并為后面基于語義的查詢奠定了基礎(chǔ)。 2．信息集成

4、中的本體管理：首先設(shè)計了資源注冊中心，并根據(jù)本體在信息集成系統(tǒng)中的角色，從本體的構(gòu)建和維護角度分別研究了領(lǐng)域本體、模式本體和映射本體的管理。 3．基于本體的語義查詢：定義了語義查詢模型，并從語義層、數(shù)據(jù)模型層和語法層研究了語義查詢實現(xiàn)的層次；結(jié)合信息集成框架，通過一個典型的應(yīng)用場景研究基于語義的查詢實現(xiàn)的各步驟：查詢語義的確定、主要基于領(lǐng)域本體推理的查詢策略生成、數(shù)據(jù)源訪問順序的制定、特定數(shù)據(jù)源訪問及結(jié)果本體的集成，最終實現(xiàn)基于