基于本体的概念语义相似度和相关度研究与应用

摘要

本体作为一种语义资源描述工具在很多领域都有着广泛的应用,这直接导致了领域本体的规模级数的膨胀,而且各个本体互为异构的事实影响了它们之间的知识共享和重用的效率。面对海量信息,人们越来越希望能够在数据分析的基础上进行科学研究、商业决策和企业管理,从而带来经济效益和社会效益。
　　相似度和相关度是指本体内任意两个概念之间存在的一种关联关系。相似度和相关度计算是本体映射、数据挖掘、语义检索、知识管理等领域的研究基础。随着本体规模的增大,数量的增多,不同结构本体的信息交流已经成为目前亟待解决的重要课题,相似度和相关度计算是本体间有效信息交流和处理的重要基础工作,如何整合和充分利用现有本体资源都需要概念语义相似度和相关度计算的支持。
　　本文的研究内容主要分为两个方面:一是基于本体的概念语义相似度和相关度计算方法研究,以领域本体为实验数据验证算法。二是在算法基础上的应用,将改进后的算法应用到三维模型设计知识的检索,实现设计知识的重用和减少人力物力损耗。具体研究内容如下:
　　改进了基于语义距离的概念相似度计算方法,通过特征属性对边赋予权值计算语义距离,引入概念的层次深度进一步修正相似度计算结果。为充分利用本体中的结构信息,算法融合了相关度计算,使计算结果更加符合实际。
　　由于领域本体设计人员的知识背景或者具体应用不同,很多机构创建的本体都存在不同程度冲突,本文为了实现不同本体之间的交互,设计一种跨本体计算概念语义相似度方法。本文考虑概念名称相似度、属性相似度、结构相似度,其中结构相似度增加了共同兄弟结点对相似度的影响。将三种计算方法融合生成本体间概念语义相似度计算方法,并进行了实验验证。
　　领域本体描述的是特定领域的知识信息,本文针对近年来如何把语义知识应用到信息检索领域这一研究热点,开发一个简单的基于本体的语义检索模型,通过检索结果验证本文提出的相似度和相关度算法的准确性。以三维模型设计知识领域本体为实验数据,通过相似度和相关度算法对检索条件和本体库中的设计知识进行比对,在检索条件和三维模型设计知识领域本体之间建立对应关系,帮助设计人员找到该设计模型相关的实例信息和设计知识,实现设计知识的重用,并减少模型开发人员的重复劳动,提高设计的效率并缩小产品开发周期。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 主要研究内容

1.3 研究意义

1.4 本文组织结构

第二章 相关技术现状综述

2.1 本体

2.2 相似度和相关度计算

2.3 三维模型知识检索研究现状分析

2.4 相关技术的不足分析

2.5 本章小结

第三章基于本体的概念相似度和相关度计算

3.1 本体内概念语义相似度和相关度计算

3.2 跨本体概念语义相似度计算

3.3 本章小结

第四章 算法实验模拟及结果

4.1 本体内语义相似计算结果

4.2 跨本体语义相似计算结果

4.3 实验评价

4.4 本章小结

第五章 基于相似度和相关度计算的检索模型

5.1 三维模型语义建模

5.2 检索模型设计及实现

5.3 检索结果

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 进一步的研究方向

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢