林业应用系统本体知识模型的构建和应用

摘要

在信息时代,以林业数字化和《全国林业信息化建设纲要》为指导方向,对林业信息进行规划、加工、收集、处理、存储、研究与传递,提供信息服务,才能够充分发挥出林业信息资源的作用,从而满足现代林业发展需要。由于林业应用系统种类繁多,为了更好的对林业信息进行管理,需在林业应用系统中引进本体。通过知识本体的建模,将林业信息标准化、明确化、形式化,最重要的是实现其可共享化。
　　 本研究在林业应用系统中引入本体进行知识建模,提出了在林业应用系统中本体建模的基本方法和技术路线。针对林业应用系统所独具的特点,以广州野生动植物管理信息系统为案例,做出其狩猎证核发的本体知识模型,并将模型文档化,生成其树状结构图、实现可视化查询,最后进行讨论。具体内容如下:
　　 (1)在林业应用系统中引入本体,在对本体构建基础、构建方法进行比较、提炼和融合的基础上,确定林业应用系统本体构建的主要方法和技术路线。
　　 (2)确定林业应用系统本体构建的目标和范围。在此阶段,明确本体构建的开发思想、方法和规划。确定林业应用系统领域本体建设的目的、范围。确定以构建狩猎证核发子系统本体知识模型,并实现狩猎证核发的明确化、标准化、标准化及共享化为目标,建模范围为野生动植物管理信息系统狩猎证核发子系统。在领域专家的指导下,获取关于野生动植物管理信息系统及其狩猎证核发的相关资料。
　　 (3)通过林业应用系统方面领域专家的参与,提炼出狩猎证核发子系统的核心概念和词汇,并确立它们之间的逻辑关系和逻辑层次,用准确的自然语言表达出来,在经过领域专家确认之后,将其作为狩猎证核发本体的核心概念集和主要约束。
　　 (4)用OWL语言编写狩猎证核发中的核心概念和主要约束先对编写其命名空间和头,再分别对其类、属性和个体进行编码,使得计算机理解用自然语言表达出来的狩猎证核发的相关情况。
　　 (5)经过前面几步,建立了初步的核心概念本体。在狩猎证核发的本体构建基础完成后,运用Protégé软件来进行狩猎证核发本体知识的建模。在Protégé中分别编辑类、属性和实例,分别用Racer推理机、OntoGraf和OWL VizT对此次狩猎证核发本体进行了检验、可视化检索和生成树状结构图。并将建模信息文档化,以便进行不断的信息更新、模型改进和完善。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 相关概念

1.2.1 本体

1.2.2 林业应用系统

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 研究的理论基础

1.4.1 计算机科学与技术

1.4.2 系统科学

1.4.3 林学

1.4.4 信息学

1.4.5 管理学

1.5 研究的技术和方法

1.5.1 网络及动态网页技术

1.5.2 数据库技术

1.5.3 数学方法和信息技术

1.6 存在问题和研究前景

1.6.1 存在问题

1.6.2 研究前景

1.7 研究内容

1.8 技术路线

2 本体建模基础

2.1 本体构建的准则

2.2 本体的建模基元

2.3 本体的描述语言

2.4 本体与信息系统检索

2.5 本体与语义WEB

2.6 本体编辑工具PRoT(E)G(E)

2.6 WEB ONTOLOGY LANGUAGE(OWL)

2.7 本章小结

3 林业应用系统本体知识模型的构建方法

3.1 本体构建的基本方法

3.1.1 IDEF-5方法

3.1.2 骨架法

3.1.3 TOVE法

3.1.4 METHONTOLOGY 法

3.2 林业应用系统本体知识模型的构建方法

3.2.1 确定范围与目的

3.2.2 制定建模计划

3.2.3 核心概念和关系的确定

3.2.4 编码

3.2.5 创建本体并检验

3.2.6 改进完善

3.3 本章小结

4 林业应用系统本体知识模型的构建

4.1 确定本体构建目标和范围

4.1.1 野生动植物信息系统的领域描述

4.1.2 狩猎证发放条件的领域描述

4.2 狩猎证核发建模计划

4.3 构建概念层次结构

4.4 领域重点概念和约束关系属性的确定

4.5 本体编码

4.5.1 本体命名空间(Namespace)

4.5.2 本体头部(Ontologyhead)

4.5.3 类(Class)

4.5.4 约束(Property)

4.6 实例(INSTANCES)

4.7 文档化(OWLDoc)与树状结构图

4.8 本体的可视化查询

4.9 检验和评价

4.10 本章小结

5 研究结论与讨论

5.1 研究结论

5.2 讨论与展望

参考文献

附录 A:攻读学位期间的主要学术成果

致谢