語(yǔ)義Web中本體映射的研究.pdf

1、語(yǔ)義Web是Web發(fā)展的一個(gè)新興方向，自Tim Berners-Lee提出語(yǔ)義Web的概念之后，就一直成為人們討論與研究的熱點(diǎn)。隨著語(yǔ)義Web的發(fā)展，基于本體的應(yīng)用也越來越廣泛，對(duì)本體的研究日益成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中一個(gè)熱門的方向。 本體被定義為共享概念模型的形式規(guī)范說明。本體具有強(qiáng)大的知識(shí)共享和重用的能力。應(yīng)用本體的主要目的是為了知識(shí)共享和復(fù)用。然而，在分布式應(yīng)用環(huán)境(如語(yǔ)義web)中，一個(gè)孤立的本體是不能滿足要求的，往往需要繼承多

2、個(gè)本體以支持不同本體之間的共享和交流?？蒲腥藛T從實(shí)際出發(fā)提出多種構(gòu)造本體的標(biāo)準(zhǔn)，其中最有影響的是T.R. Gruber提出的5個(gè)準(zhǔn)則：明確性和客觀性、一致性、完全性、最大單調(diào)可擴(kuò)展性、最小承諾。但由于目前本體的構(gòu)造并沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本體的創(chuàng)建者和建模方法也不盡相同，這都會(huì)導(dǎo)致大量不同本體的出現(xiàn)，本體的異構(gòu)問題日顯突出。 在語(yǔ)義Web中，為了獲取其他應(yīng)用所擁有的信息，或者聯(lián)合多個(gè)應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能，不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息交

3、互非常普遍和頻繁。然而，如果不同的系統(tǒng)采用的本體是異構(gòu)的，他們之間的信息交互便無法正常進(jìn)行。實(shí)際的語(yǔ)義Web應(yīng)用中，本體異構(gòu)造成了大量的信息共享和交互問題。因此，解決本體異構(gòu)，消除應(yīng)用系統(tǒng)間的互操作障礙，是語(yǔ)義Web發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題之一。 為了解決上述問題，這就需要在不同的本體元素間建立聯(lián)系，本體映射的目的就是找出這些本體之間的語(yǔ)義聯(lián)系。通過一定的方法在已有的不同本體之間建立映射，以便在已存在的和新的領(lǐng)域之間進(jìn)行交流時(shí)有通用的接

4、口和共同的理解。 目前，關(guān)于本體映射方面的研究有很多。已提出的本體映射方法按本體定義模型進(jìn)行分類，主要有：(1)基于語(yǔ)法的方法；(2)基于概念實(shí)例的方法；(3)基于概念定義的方法；(4)基于概念結(jié)構(gòu)的方法，這些方法都參照了本體定義的不同部分。按映射采用的技術(shù)分類可以分為：(1)基于規(guī)則的方法；(2)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法；3)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。需要說明的是，每個(gè)映射方法往往是多種技術(shù)和多種參照對(duì)象的結(jié)合。然而，這些方法大都存在相似度計(jì)算不完

5、善，相似度計(jì)算量過高，映射計(jì)算過于片面等問題。 本文中使用一種多策略綜合的本體映射方法，初步實(shí)現(xiàn)用OWL DL作為描述語(yǔ)言的異構(gòu)本體之間的映射。首先對(duì)語(yǔ)義Web和本體映射的相關(guān)概念和方法進(jìn)行了介紹，分析了當(dāng)前語(yǔ)義Web技術(shù)的一些新發(fā)展以及有關(guān)本體映射的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。針對(duì)現(xiàn)有方法的不足，對(duì)原有方法進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種新的多策略綜合映射機(jī)制，并通過理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證算法的可行性和有效性。本體映射關(guān)系的發(fā)現(xiàn)、表達(dá)和執(zhí)行是目前語(yǔ)義

6、Web發(fā)展應(yīng)用中面臨的重要問題，而映射本身是一件復(fù)雜而又艱難的過程，所以本文中主要側(cè)重語(yǔ)義相似度的計(jì)算和映射關(guān)系的發(fā)現(xiàn)。最后結(jié)合基于語(yǔ)義Web的廣西旅游信息服務(wù)平臺(tái)來詳細(xì)說明多策略綜合映射機(jī)制的具體應(yīng)用。 本文的主要工作總結(jié)如下： 第一，介紹本體映射的研究背景和目前的研究現(xiàn)狀、語(yǔ)義web的相關(guān)技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)，語(yǔ)義本體的概念以及分類。 第二，介紹本體映射的有關(guān)概念和方法，對(duì)現(xiàn)有的本體映射方法進(jìn)行介紹分析，選擇合適的

7、算法作為本課題研究的主要方法。 第三，在現(xiàn)有映射方法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出新的映射方法—多策略綜合的本體映射方法,以完善目前本體映射方法存在的缺陷和不足。對(duì)多策略綜合方法中的實(shí)例、結(jié)構(gòu)、類公理等三個(gè)相似度分量計(jì)算的映射方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹說明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證本文提出方法的可行性和有效性。 第四，應(yīng)用改進(jìn)的本體映射方法實(shí)現(xiàn)異構(gòu)本體的映射。給出本體映射的體系框架，分析其模型功能系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)合廣西區(qū)旅游信息服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建，結(jié)果表明，改

8、進(jìn)的方法不僅能夠很好的解決由于本體異構(gòu)而產(chǎn)生不相容問題，能較好的滿足數(shù)據(jù)共享的需求，提高共享能力，同時(shí)又能克服目前匹配方法單一，不全面的問題，從而能有效的提高本體匹配的精確度，提高其信息搜索的準(zhǔn)確率。 第五，對(duì)所做的工作進(jìn)行總結(jié)，展望了未來所要做的工作，并陳述了本體和本體映射的研究方向及發(fā)展前景。 基于語(yǔ)義Web的本體映射研究還處于起步階段，還有很多地方需要更進(jìn)一步的改進(jìn)，本文下一步的工作將主要研究更加合理、效率更高的本