基于OWL的本体进化研究

摘要

鉴于本体在知识共享和知识重用中的核心作用，目前在大多数系统中都采用了本体作为系统的骨架。通常在系统建立之初，根据系统的应用需求和应用环境构造出相应的本体，然后，以该本体为中心，对系统做全面的应用设计。然而，现实世界是不断变化的，其所包含知识的内容、结构、存在形式也是不断变化的，某些术语的含义也是变化的：同时用户的需求也是不断变化的，而这些变化在建立本体时显然是无法预见的。这样，固定的本体与变化的知识源之间的数据一致性就可能遭到破坏：本体已经不能正确地反映知识源的新状态。如何让本体适应动态变化的外部世界，并根据外部知识源的变化做出及时的调整，即实现本体的动态进化，已成本体研究中的一个重要内容。 本体的研究工作是知识管理和人工智能领域非常活跃的课题，但是很少有涉及本体进化的。文献<'[1]>认为，在本体进化中，对于特定的变化所产生的影响作出详细的分析是至关重要的;同时作者也关心了版本的问题，但是文中并未解决本体进化中的变化扩散问题。文献<'[2]>模仿人类学习的过程，对领域知识的进化提出了3类模式：设计模式、过程模式和变化模式。但该进化方法仅仅限于知识的管理，未考虑相关本体和变化扩散的问题。文献<'[3]>对Metadata的变化管理提出了一些策略，包括公告机制、版本和配置管理。虽然这些管理思想也可应用到本体进化，但由于它仅仅是在Metadata的层次上分析问题，因而未涉及到本体进化的核心问题。针对当前各种进化方法的不足，本文在对本体进化的各个关键问题进行分析后，给出了一个本体进化模型，用以支持基于本体系统中的本体动态进化。构造该模型的目标是：对于针对本体提出的进化请求，不但要实现本体自身的进化，还要应用变化传播的思想，对与该本体相关的所有对象均实施进化，以达到整个系统的完整性和一致性。

目录

文摘

英文文摘

独创声明及学位论文版权使用授权书

第1章绪论

1.1本体进化概述

1.1.1本体进化的原因

1.1.2本体进化的要求

1.1.3本体进化面临的问题

1.1.4本体进化和数据库schema进化的不同

1.2课题研究背景

1.3国内外研究现状

1.4本文的研究目的和主要内容

1.4.1研究目的

1.4.2主要研究内容

1.5本文的结构

第2章本体研究综述

2.1本体概述

2.1.1本体定义

2.1.2本体的建模元语

2.1.3本体的分类

2.1.4本体的应用

2.2本体的描述语言

2.2.1基于AI的本体描述语言

2.2.2基于WEB的本体描述语言

2.3本体的建模方法

2.3.1 IDEF-5方法

2.3.2骨架法

2.3.3企业建模法

2.3.4 METH本体方法

2.3.5循环获取法

2.4本体构建工具

2.5本体与语义WEB

2.5.1 Unicode和URI

2.5.2 XML+NS+XML Schema

2.5.3 RDF/RDF Schema

2.5.4本体层

2.5.5 Logic，Proof，Trust层

2.5.6数字签名

2.6本章小结

第3章本体描述语言OWL

3.1 OWL的种类

3.1.1 OWL的子语言OWL Lite

3.1.2 OWL子语言OWL DL

3.1.3 OWL子语言OWL Full

3.1.4 OWL子语言之间的关系

3.2 OWL本体结构

3.2.1命名空间

3.2.2本体头消息

3.2.3数据聚合和隐私

3.3 OWL的基本元素

3.3.1简单的类

3.3.2个体

3.4简单属性

3.5属性特性

3.5.1 TransitiveProperty

3.5.2 SymmetricProperty

3.5.3 Functional Property

3.5.4 inverseOf

3.5.5 InverseFunctionalProperty

3.6属性约束

3.6.1 allValuesFrom，someValuesFrom

3.6.2 Cardinality

3.6.3 hasValue[OWL DL]

3.7本体映射

3.7.1 sameClassAs，samePropertyAs

3.7.2 samelndividualAs

3.7.3 differentIndividualFrom

3.8复杂类

3.9本章小结

第4章课题关键技术研究

4.1本体进化的需求分析

4.2本体的变化机制

4.3版本机制

4.3.1数据访问

4.3.2推理一致性

4.3.3本体和副本本体之间的同步性

4.3.4数据的转换

4.4 Web上本体的标识

4.5本章小结

第5章基于OWL的本体进化模型

5.1变化的处理

5.2进化对象的捕捉

5.2.1相关概念的捕捉

5.2.2相关实例的捕捉

5.2.3相关应用的捕捉

5.3一致性分析

5.3.1结构一致性

5.3.2逻辑一致性

5.3.3用户白定义一致性

5.4进化对象的更新

5.5变化的传播

5.6版本管理

5.7变化的确认

5.8本体进化模型

5.9本章小结

第六章总结与展望

参考文献

致谢

硕士期间成果