基于本体的动态联盟企业异构数据互操作研究

摘要

随着互联网的产生与发展，联盟企业之间的数据交换和共享已成为可能。但随着社会的发展，人们对数据共享提出了更高要求，希望能消除异构数据之间的冲突和异常，进行相关数据的互操作。而异构数据互操作的重点与难点是解决语义的异构。本体能够明确表示一定领域的概念和概念之间的关系，利用这一特点，基于本体的数据互操作能够很好的解决这一问题。 基于本体的异构数据互操作，首先就是要对本体进行构建。本体构建质量的高低直接影响了进一步的应用和研究效果。目前本体大都由领域专家手工编辑而成，存在工程复杂、构建速度慢等缺点。本文主要对关系数据的本体构建方法进行深入研究，建立了一系列获取本体构建元素的规则，并提出了基于以上规则的关系数据本体构建框架。该框架首先从关系数据中提出关系模式，再使用本体构建规则提取出本体构建的基本元素，最后通过Jena API构建局部本体。 本体映射是互操作过程中至关重要的一步，多个应用本体间不可避免地会出现语义的冲突，如何解决这种语义异构问题，在不同的异构数据领域本体间提供一个统一的语义访问层，这就需要研究在不同数据本体之间的映射方法。本文构建了一个多策略本体映射的框架。现有的很多映射方法在计算概念相似度时并没有考虑概念属性的关系，因此在映射框架中本文提出采用概念名称相似性、概念属性集合相似性、相关概念集合相似性等确定本体之间的映射关系；采用语义半径提高了映射方法的灵活性。 文章最后以计算机集成制造研究所两个异构的PDM系统（SmarTeam和KM PDM）为例，建立了互操作框架并使用本文提出的方法构建了相应的实验本体，并对其映射过程做了说明与计算，对映射结果的分析表明，增加概念属性的计算可以提高映射的查准率和查全率，此外在计算时增加语义半径，对查准率和查全率的提高也有帮助。为进一步实现联盟企业数据的共享和重用，加快产品开发的进程奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.2课题相关问题国内外研究现状

1.2.1互操作研究现状

1.2.2异构数据互操作的解决方案

1.3课题的来源和主要研究内容

1.4论文的组织结构

第2章本体的相关理论与数据互操作

2.1本体论研究

2.1.1本体的定义与功能

2.1.2本体的构成

2.1.3本体描述语言与编辑工具

2.1.4本体构建分析

2.1.5本体映射分析

2.2基于本体的数据互操作

2.2.1本体在数据互操作中的优点

2.2.2基于本体的数据互操作方法

2.3本章小结

第3章异构数据的本体构建

3.1本体构建的基本原则

3.2关系数据的本体分析

3.2.1关系数据与本体的形式化定义

3.2.2关系数据的构建本体分析

3.2.3关系数据与本体间的转换机制

3.2.4关系数据的关系分类

3.2.5本体相关抽取规则

3.3关系数据的本体构建

3.3.1本体构建基本框架

3.3.2数据分析模块

3.3.3本体构建模块

3.4本章小结

第4章基于异构数据领域本体的互操作机制

4.1本体映射的定义

4.2映射过程

4.3映射预处理

4.4综合相似性测量

4.4.1概念名称相似性

4.4.2概念属性集合相似性

4.4.3相关概念相似性

4.4.4综合相似性

4.5本体映射相关算法与优化

4.5.1本体映射算法

4.5.2属性映射算法

4.5.3概念映射算法

4.5.4映射优化

4.6本章小结

第5章基于本体的异构PDM数据互操作实例

5.1开发平台及工具

5.1.1开发平台

5.1.2 Java开发工具

5.1.3 Jena解析工具

5.2系统框架及具体实现

5.2.1系统互操作框架

5.2.2用Protege构建和管理本体

5.2.3基于OWl的本体表示

5.2.4映射实例数据分析

5.2.5相关代码的实现

5.3本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢