OWL本体中概念之间语义相似性比较方法研究

摘要

语义Web作为一种能够理解人类语言的智能网络，是当前互联网技术研究的热点之一。在语义Web中本体发挥着重要的作用，它能够解决特定应用中的知识共享问题。但是由于各领域都有自己相应的构建本体的标准，本体的建立缺乏统一的标准规范，使本体所描述的内容在语义上往往重叠或关联，在本体表示语言和表示模型上存在差别，造成了本体异构。然而，当前的本体技术并不能很好的解决异构本体里语义识别和资源共享的问题。针对这个问题，需要发现本体潜在的语义来计算出本体之间的语义相似度，而概念相似度计算是本体相似度计算的基础，所以本体之间概念相似度计算是实现大规模异构本体管理的基础问题。
　　大部分现有的概念相似度计算方法都是基于本体概念的语法结构来进行相似度比较，没有充分利用本体内部隐含的语义信息，这使得概念相似度的计算不够精确。OWL DL本体中使用了典型的DL描述构造子，构造子能够表达丰富的语义信息，同时能够进行有效的推理服务，所以考虑描述构造子的语义表达能力来计算概念相似度能够发现本体潜在的信息，进一步提高相似度的精度。然而以DL描述构造子为基础的大部分算法未考虑等价构造子的重要性及忽视了层次结构的影响。
　　本文提出了一种基于语义的OWL本体概念相似性比较算法-CSCSim。该算法以OWL DL本体概念为计算对象，利用描述构造子的语义信息和概念层次的语义信息来进行概念相似度比较。使用OWL DL的有效推理，发现概念内隐含的语义信息和层次关系;在计算RDF三元组描述相似度时对构造子进行分类，突出等价构造子的重要性;在计算RDF图结构相似度的时候，在综合考虑谓词和宾语相似度的基础上，提出了新的计算方法;同时，考虑了本体层次结构对概念相似度的影响。进一步，为了验证CSCSim算法的有效性，本文设计了一个基于语义的本体之间概念相似度计算的原型系统。它能够解析OWL本体文件，并以可视化形式把本体呈现给用户浏览，能够根据用户选择的概念计算出概念对的相似度。实验结果表明本文所提出的算法具有一定的优越性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容及目标

1．4 本文组织结构

第2章 相关理论知识

2．1 语义Web概述

2．2 OWL本体概述

2．2．1 本体的概念

2．2．2 OWL语言

2．2．3 描述逻辑与OWL DL

2．2．4 OWL本体的RDF三元组表示

2．3 相似度知识

2．3．1 相似度介绍

2．3．2 概念相似度介绍

2．3．3 概念相似度评价标准

2．4 本章小结

第3章 基于综合语义的概念相似度算法

3．1 算法思路

3．2 OWL DL有效推理

3．3 基于描述构造子的概念相似度

3．3．1 计算流程

3．3．2 RDF描述相似度

3．3．3 RDF图结构相似度

3．4 基于概念层次结构的概念相似度

3．5 综合的概念相似度计算

3．6 本章小结

第4章 系统设计和实验分析

4．1 系统框架设计

4．2 系统实现工具

4．2．1 开发工具Eclipse

4．2．2 本体构建工具Protégé

4．2．3 解析工具Jena

4．3 系统模块设计

4．3．1 本体构建和解析

4．3．2 主函数模块调用关系

4．3．3 RDF描述相似度模块设计

4．3．4 RDF图结构相似度模块设计

4．3．5 层次结构相似度模块设计

4．3．6 系统实现

4．4 实验分析

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

致谢