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面向领域本体的知识建模问题研究

作　者: 仇宝艳
导　师: 刘希玉
学　校: 山东师范大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 领域本体知识知识建模方法论
分类号: C931
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 341次
引　用: 8次
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内容摘要

近年来由于计算机的普及和互联网在全球范围内的迅速发展与成熟,为人们查找、获取有用信息提供了丰富的信息源,而与此同时社会各领域信息的飞速膨胀导致目前Internet上的海量信息呈指数级增长,“数据的丰富性与知识的贫乏性”之间的矛盾越来越突出,不同领域的用户都期待能够从这些堆积如山的数据和信息中找到自己想要的知识,而上述日益严重的矛盾反而又阻碍了人们对于知识的查找、访问及维护。目前世界已经进入知识经济时代,知识竞争能力的强弱成为衡量一个国家或地区综合竞争力的重要标准,因此只有对知识进行有效的组织和管理,才能更为有效的激发知识的应用和创造力,才更能满足各个领域用户对于知识共享和重用的强烈需求。而从目前知识的应用状况来看,远远未能达到人们的期望状态,深究原因,症结还是在于知识模型的构建质量和标准问题。知识模型构建质量的高低直接影响着知识处理的性能,如高质量的知识模型能为用户带来功能清晰、交互方便的知识系统和更高的工作效率等。而构建标准的不统一则极易造成对于同一知识的描述不尽相同,影响领域用户对此知识的理解和共享。尽管目前已经存在了许多关于知识模型的理论和方法,但都是由不同实际应用中不同开发人员使用不同的构建方法、开发工具和平台所得,因此必定存在着这样那样的缺陷,使得知识的重用与共享受到了极大的限制。在新环境新问题面前,各种既有的知识模型往往无法得到最大限度的有效利用,这无异于又是一种浪费。本体上世纪90年代被人们从哲学领域引入到情报学、知识工程界后,因其在知识表达方面具有理解的唯一性和精确性等优势,加之良好的概念层次结构和对逻辑推理的支持,可以考虑利用本体来构建知识表示模型。本文主要研究基于领域本体的知识建模,即如何使用本体的理论和方法来进行知识建模,实现知识的共享和重用。本文首先对本体理论和知识建模问题进行简要回顾。虽然学界目前对本体的认识还不完全统一,但Gruber、Studer等人提出的概念还是得到了多数人的认可,许多学者提出的本体概念都与此有共同的特征,即概念化、形式化规范说明、明确的和共同认可的客观存在。本体的五个要素:类、属性、关系、公理和实例的概念也已是深入人心。领域本体作为正在发展中的知识建模方法在知识工程、语义Web和其他领域中得到广泛的应用。本文的重要核心在于面向领域本体的知识建模方法。很明显,在进行知识建模时,除了要选取合适的表示语言以外,必然需要一种良好的方法论作为指导。目前比较有影响的几种本体建模方法都是本体构建者在实际项目研究过程中总结出来的经验,它们互存利弊,各有千秋。尽管大多数学者都认可本体构建应当有自己的一套方法论,但到目前为止还没有一个能让各方都满意的成熟的指导方法论出现。本文在比较了几种现存的建模方法后,结合本体工程、软件工程等领域相关内容,提出了“面向领域本体的反馈递进法”,并在该方法论的指导下,利用protégé3.1——本体创建工具进行了辅助建模,选用OWL知识表示语言对学科论文领域的知识进行了整合,基本实现了该领域知识的共享和重用。当然由于人力、物力和时间等的限制,该模型的构建还存在许多不尽如人意的地方,加之领域本体的实现本身就是一个开放的、需要不断完善和改进以期获得最大程度的知识共享与重用的过程,所以后续研究工作的进化和完善就显得尤为重要。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-15
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究现状及分析  11-13
  1.3 研究目的及意义  13-14
  1.4 主要研究内容  14-15
第二章本体理论与领域本体的构建  15-34
  2.1 本体理论  15-22
    2.1.1 本体的基本概念  15-17
    2.1.2 本体的分类  17-18
    2.1.3 本体的功能与作用  18-19
    2.1.4 本体的应用  19-21
    2.1.5 本体的集成  21-22
  2.2 领域本体构建研究  22-34
    2.2.1 领域本体的模型及建模原语  22-24
    2.2.2 本体建模语言  24-32
    2.2.3 领域本体的设计原则  32
    2.2.4 领域本体建模的生命周期  32-34
第三章知识模型构建的基本理论及方法研究  34-50
  3.1 知识模型概述  34-38
    3.1.1 知识的定义  34
    3.1.2 知识的分类  34-35
    3.1.3 知识的层次  35-36
    3.1.4 知识表示  36-37
    3.1.5 知识模型  37-38
  3.2 知识建模的意义  38
  3.3 知识建模方法  38-48
    3.3.1 传统的知识建模方法  38-43
    3.3.2 基于知识系统模型的建模方法  43-48
  3.4 当前知识模型构建存在的问题  48-49
  3.5 在知识模型构建中引入本体  49-50
第四章面向领域本体的知识建模方法研究  50-69
  4.1 领域本体构建标准  50
  4.2 国内外已有本体建模方法简介  50-58
    4.2.1 TOVE 法（企业建模法）[49]  50-51
    4.2.2 Mike Ushold&Micheal Gruninger 的骨架法（Skeletal Methodology）  51-52
    4.2.3 IDEF-5 法  52-53
    4.2.4 METHONTOLOGY 法  53
    4.2.5 循环获取法  53-54
    4.2.6 KACTUS 工程法  54-55
    4.2.7 Uschold 方法  55
    4.2.8 SENSUS 法  55-56
    4.2.9 七步法  56-58
  4.3 已有本体建模方法的比较分析  58-60
  4.4 一种新的面向领域本体的知识建模方法——反馈递进法  60-69
    4.4.1 引入反馈递进的本体建模方法  60-67
    4.4.2 面向领域本体的反馈递进法的特点所在  67-69
第五章本体构建实例分析及检索机制研究  69-97
  5.1 已有本体构建工具简介  69-73
    5.1.1 Ontolingua  69-70
    5.1.2 OntoSaurus  70
    5.1.3 WebOnto  70
    5.1.4 Protégé2000  70-71
    5.1.5 OntoEdit  71-72
    5.1.6 OILEd  72
    5.1.7 WebODE  72-73
  5.2 基于评价框架的比较  73-75
    5.2.1 一般描述比较  73
    5.2.2 体系结构比较  73-74
    5.2.3 互操作比较  74-75
    5.2.4 可用性比较  75
  5.3 学科论文本体实例  75-87
    5.3.1 需求分析  76
    5.3.2 知识收集与获取  76
    5.3.3 学科论文本体概念化阶段（确定重要概念、属性及关系）  76-87
    5.3.4 本体编码  87
    5.3.5 本体评价  87
    5.3.6 本体进化  87
  5.4 基于本体的语义检索机制研究  87-96
    5.4.1 基于本体的语义检索系统的设计目标  88
    5.4.2 系统模型结构设计框架及基本工作过程  88-91
    5.4.3 系统模型开发技术  91-94
    5.4.4 系统检索功能的实现与检验  94-96
  5.5 本章小结  96-97
第六章总结与展望  97-99
  6.1 研究总结  97
  6.2 研究展望  97-99
参考文献  99-102
致谢  102-103
攻读硕士学位期间发表的论文  103-104
附录  104-108

面向领域本体的知识建模问题研究

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