關(guān)系型本體轉(zhuǎn)換為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)方案比較研究

●濮德敏，任瑞娟，米 佳，張 欣

（1.河北大學(xué)a．管理學(xué)院，b．圖書館，河北保定071002；2．天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)文化中心，天津300308）

關(guān)系型本體轉(zhuǎn)換為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)方案比較研究

●濮德敏1,b，任瑞娟1,a,b，米 佳b，張 欣2

（1.河北大學(xué)a．管理學(xué)院，b．圖書館，河北保定071002；2．天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)文化中心，天津300308）

關(guān)系型本體；關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)化；Ⅴirtuoso；Triplify；D2R

論述了關(guān)系型本體向關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的可行性，在此基礎(chǔ)上分別論述了Ⅴirtuoso Universal Server、Triplify、D2R三種主流的轉(zhuǎn)化技術(shù)方案并進(jìn)行了比較分析，得出結(jié)論：D2R方式是當(dāng)前規(guī)模化轉(zhuǎn)化的優(yōu)選方式，并將國(guó)內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)的研究機(jī)構(gòu)——河北大學(xué)知識(shí)組織與知識(shí)管理實(shí)驗(yàn)室作為本研究的成功案例進(jìn)行了介紹。

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，也是規(guī)?；倔w存儲(chǔ)的常用格式，在其中的數(shù)據(jù)屬性間和表與表間主鍵連接中蘊(yùn)含大量的關(guān)聯(lián)關(guān)系，此關(guān)聯(lián)關(guān)系是完全可以采取自動(dòng)或半自動(dòng)方式提取并加以定義為互聯(lián)網(wǎng)語義化組織所廣為應(yīng)用的。因此，本論文的研究就是針對(duì)這種關(guān)系型數(shù)據(jù)，利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或半自動(dòng)提取數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系并加以定義、映射和發(fā)布，實(shí)現(xiàn)基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)的語義化信息發(fā)布，并作為關(guān)鍵詞查詢的補(bǔ)充，提高語義查找效率，最終提高搜索結(jié)果的語義理解并扶持決策。［1］從本體出發(fā)，依據(jù)其語義關(guān)系，采用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)方案是知識(shí)檢索的最佳方案，而解決問題的核心是將本體和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)相結(jié)合。［2］

1 關(guān)系型本體向關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化可行性

1.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)

關(guān)系模型的實(shí)體以及實(shí)體之間的關(guān)系都可以用二維表來表示，其屬性間的關(guān)系可以看成是一種單一的結(jié)構(gòu)關(guān)系。依關(guān)系模型中實(shí)體間聯(lián)系的復(fù)雜程度，分成三種：一對(duì)一聯(lián)系，一對(duì)多聯(lián)系和多對(duì)多聯(lián)系。實(shí)體關(guān)系模型利用圖形的方式呈現(xiàn)，即，實(shí)體-關(guān)系圖（圖1）來表示數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及概念設(shè)計(jì)。

圖1 實(shí)體－關(guān)系圖

在上述關(guān)系模型的實(shí)例中，通常將每一個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)為一個(gè)表，方框中的三個(gè)實(shí)體則分別存儲(chǔ)著者、出版、作品三類不同實(shí)體，橢園內(nèi)為實(shí)例，在關(guān)系模型中表現(xiàn)為表的屬性。

1.2 關(guān)系型本體

本體能夠體現(xiàn)出知識(shí)和知識(shí)之間的語義關(guān)系，本研究的本體是指由詞表、術(shù)語等改造而成的輕量級(jí)本體?；谖募到y(tǒng)存儲(chǔ)本體的方式簡(jiǎn)單，但檢索效率低，且難適應(yīng)數(shù)據(jù)大的情況。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存取本體，這適合規(guī)?；Z義應(yīng)用系統(tǒng)，能支持大數(shù)據(jù)下的高效語義查詢。關(guān)系型本體依其采用水平或垂直存儲(chǔ)形式的程度，分為水平型存儲(chǔ)、垂直型存儲(chǔ)或混合存儲(chǔ)，表及其屬性根據(jù)對(duì)術(shù)語的含義以及術(shù)語之間的關(guān)系加以定義。［2］由此，可用關(guān)系表來表示某個(gè)特定領(lǐng)域的知識(shí)。圖2是關(guān)系型本體庫(kù)的關(guān)系圖示。關(guān)系表Knowledge中的領(lǐng)域名稱、描述信息、子領(lǐng)域概念、領(lǐng)域公理集和上述本體定義相對(duì)應(yīng)。領(lǐng)域中概念都由概念名稱、屬性、屬性值、實(shí)例組成，關(guān)系表Sub-WordKnowlege中的名稱、描述信息、關(guān)系、屬性集、實(shí)例集、子領(lǐng)域概念集和上述子本體組成元素對(duì)應(yīng)。而本體庫(kù)中的關(guān)系、屬性、實(shí)例分別由關(guān)系表Relationship、Property、Ⅰnstance來表示。利用這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)本體。

圖2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和本體庫(kù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

1.3 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)組織模式

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型是RDF一階謂詞模型。RDF模型可以用三元組的方法來表示，即主語、謂語、客體構(gòu)成，稱為RDF陳述。例如：張老師教信息檢索課。其中，張老師是主語，是需要描述的資源，教是謂語，它可以看成描述主語與其某個(gè)屬性的關(guān)系，信息檢索課是客體，它其實(shí)可以看成是屬性的值或者關(guān)系的值。但不管是主語還是謂語最后都表示成HTTP URⅠ。而客體不僅可以是用HTTP URⅠ標(biāo)識(shí)的資源，也可是文本。即：主語可被認(rèn)為是類資源，謂語可被認(rèn)為是類資源的屬性，而客體或者是類資源或者是文字型資源。由客體的種類決定了三元組的分類，即分為文字型三元組以及非文字型三元組。

1.4 可行性分析

把主語和客體看作節(jié)點(diǎn)，屬性看成是一條邊，則一個(gè)RDF陳述可表示成一個(gè)RDF有向圖。RDF實(shí)質(zhì)是一種二元關(guān)系的表達(dá)，其中屬性和屬性值類似于關(guān)系模型，因此RDF數(shù)據(jù)模型可以被用來描述任何復(fù)雜的關(guān)系。實(shí)際上，屬性和屬性值都可以包含URⅠ，通過URⅠ可以訪問任何可以被標(biāo)識(shí)的事物，因此，RDF能聯(lián)系萬維網(wǎng)上各類事物，鏈接萬維網(wǎng)上的各種資源。Linked Data強(qiáng)調(diào)通過豐富的RDF鏈接，構(gòu)建資源的“語境”。［3,4］用戶可通過RDF命名域和值來表達(dá)與資源有關(guān)的簡(jiǎn)單聲明，自定義一些詞匯，然后用這些詞匯來描述資源。

由于關(guān)系型數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的概念模型都是基于實(shí)體、屬性及其關(guān)系而構(gòu)建，兩者具備建立映射和實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的可能性，這種可能性是基于二者之間的關(guān)系確立。關(guān)系模型和RDF三元組之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系從兩個(gè)方面入手：一是概念轉(zhuǎn)換，二是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（如表1）。

表1 關(guān)系模型與三元組之間的映射關(guān)系

因此，在關(guān)系模型和RDF三元組的轉(zhuǎn)換中，類名稱、數(shù)據(jù)屬性與實(shí)體名稱、實(shí)體關(guān)系的映射較明了。從表1可以看出：首先是類與實(shí)體的轉(zhuǎn)換表現(xiàn)為二維表與RDF三元組中類的轉(zhuǎn)換，也就是二維表轉(zhuǎn)換為RDF三元組中的主體或客體，而表的主鍵轉(zhuǎn)換為主語或?qū)ο蟮腢RⅠ；其次是數(shù)據(jù)屬性的轉(zhuǎn)換，也就是二維表的列轉(zhuǎn)換為三元組中的謂詞，而二維表的行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成文本對(duì)象。對(duì)象屬性的轉(zhuǎn)換較復(fù)雜，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)體內(nèi)部及實(shí)體之間的關(guān)系有不同的表達(dá)和構(gòu)建方式，且在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換過程中根據(jù)實(shí)際需求有獨(dú)特的應(yīng)用設(shè)計(jì)。而在關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)中，資源描述框架鏈接表示對(duì)象之間的語義關(guān)系。因此，對(duì)象屬性的映射，是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)語義組織模式映射的關(guān)鍵。［5］關(guān)系型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的構(gòu)建方式、模式轉(zhuǎn)換、語義映射分析如下。

（1）不同表之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在關(guān)系型的某數(shù)據(jù)庫(kù)中，會(huì)用很多不同的表來代表不同的實(shí)體，而表與表之間的關(guān)系可以看成是實(shí)體與實(shí)體之間的關(guān)系。在關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的資源描述框架中，通過關(guān)聯(lián)鏈接來表達(dá)不同表間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。這些關(guān)系型數(shù)據(jù)，根據(jù)其不同表之間的關(guān)系種類可以劃分為以下兩種。①通過外鍵標(biāo)引的表間關(guān)系。例如在書目數(shù)據(jù)表中，書目數(shù)據(jù)的keyword屬性，引自主題詞表的keywordsⅠD，主題數(shù)據(jù)的母體即keywords屬性，引自本體庫(kù)關(guān)系敘詞表的subjectⅠD。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布時(shí)，應(yīng)表達(dá)這些在數(shù)據(jù)庫(kù)中顯性構(gòu)建的關(guān)聯(lián)關(guān)系。②通過屬性來關(guān)聯(lián)的表間關(guān)系。例如書目數(shù)據(jù)表和教師信息表都有name屬性，表明兩者存在一定的關(guān)系，使用SQL檢索的語句如下：

select*from書目數(shù)據(jù)表，教師信息表where書目數(shù)據(jù)表.name=教師信息表.name

通過上面的SQL檢索語句，可得到書目數(shù)據(jù)表和教師信息表中相同作者姓名的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如果再增加一定的限制條件，還能夠動(dòng)態(tài)獲得某些關(guān)聯(lián)關(guān)系。

（2）同一表內(nèi)部的關(guān)聯(lián)關(guān)系。①二維表中的列，看以看成一個(gè)實(shí)體及其屬性之間存在的一對(duì)多的映射，表1中的實(shí)體屬性和數(shù)據(jù)屬性的映射轉(zhuǎn)換。例如關(guān)系敘詞表與其諸多列之間，存在一對(duì)多的內(nèi)在聯(lián)系。②兩個(gè)行列相同二維表，是指可以通過將一個(gè)表邏輯上拆分為兩個(gè)表，基于屬性相等的條件，構(gòu)建兩個(gè)不同實(shí)體的邏輯關(guān)系。

（3）與外部數(shù)據(jù)的關(guān)系。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)即為從文檔網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化的一種優(yōu)化策略，在關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)下，其可成為目前最好的發(fā)布和連接結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的規(guī)則。［6,7］在關(guān)系型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)過程中，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)化表示與外部更多的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)時(shí)，需將這些數(shù)據(jù)與已知的URⅠ建立關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)就是通過URⅠ、HTTP、RDF等語義網(wǎng)技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)的數(shù)據(jù)資源關(guān)聯(lián)起來。RDF用URⅠ標(biāo)識(shí)事物，用簡(jiǎn)單的屬性（Property）及屬性值來描述資源，這使得資源描述框架可以將關(guān)于資源的簡(jiǎn)單陳述中的一個(gè)或多個(gè)表示為一個(gè)由節(jié)點(diǎn)和弧組成的圖。其中，節(jié)點(diǎn)和弧代表資源、屬性或?qū)傩灾?。本質(zhì)上，RDF數(shù)據(jù)模型所描述是包含主體、謂詞和客體的三元組。RDF模式定義語言（Resource Description Framework Schema，簡(jiǎn)稱RDFS）和網(wǎng)絡(luò)本體語言（Ontology Web Language，簡(jiǎn)稱OWL）來建立描述實(shí)體及其聯(lián)系的詞表的基礎(chǔ)。任何人都可以建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)詞表，但這些數(shù)據(jù)須用RDF三元組表示，并可與其他詞表相關(guān)聯(lián)。

2 關(guān)系型數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)化轉(zhuǎn)化主流技術(shù)方案

雖然關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的語義查詢時(shí)帶來了便利，但目前很多現(xiàn)有的數(shù)據(jù)并不滿足關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)則。要想把現(xiàn)有的數(shù)據(jù)發(fā)布成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，須借助自動(dòng)化工具，Linked Data推動(dòng)者促使相應(yīng)工具的產(chǎn)生，常見的主流軟件有D2R、Drupal、Ⅴirtuoso、Triple等，且這些軟件都是開源的。

2.1 Ⅴirtuoso Universal Server方式

Ⅴirtuoso Universal Server系統(tǒng)屬于應(yīng)用程序服務(wù)，其架構(gòu)為一種網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)程序設(shè)計(jì)架構(gòu)。Ⅴirtuoso是一種開放鏈接軟件、支持跨平臺(tái)應(yīng)用操作系統(tǒng)，主要功能是提供網(wǎng)絡(luò)查詢與瀏覽服務(wù)。數(shù)據(jù)以被稱為三元組的形式存儲(chǔ)（subject-predicate-object）類型，支持導(dǎo)入/導(dǎo)出RDF文件來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

Ⅴirtuoso具有通用操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，提供硬件虛擬化，是一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。ⅤirtuosoⅠDE中對(duì)于應(yīng)用程序的編譯、加載、運(yùn)行可自動(dòng)完成，并為程序調(diào)試提供所有目標(biāo)的動(dòng)態(tài)信息，程序運(yùn)行的結(jié)果可調(diào)用實(shí)時(shí)庫(kù)函數(shù)，通過主機(jī)實(shí)現(xiàn)輸出操作。Ⅴirtuoso Universal Server由關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)界面或一個(gè)SPARQL端點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為RDF數(shù)據(jù)，且直接存儲(chǔ)在Ⅴirtuoso中。Ⅴirtuoso具備混合體系結(jié)構(gòu)能夠提供以下幾個(gè)方面的功能模塊：關(guān)系數(shù)據(jù)管理、RDF數(shù)據(jù)管理、XML數(shù)據(jù)管理、文字內(nèi)容管理和全文索引、文件Web服務(wù)器、鏈接數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web應(yīng)用服務(wù)器、部署Web服務(wù)（SOAP或REST），支持SPARQL查詢。［6］

2.2 Triplify方式

Triplify，是AKSW（The Agile Knowledge and Semantic Web，簡(jiǎn)稱ASKW）研究組最近發(fā)布的產(chǎn)品，目的在“為萬維網(wǎng)的‘語義化’提供建筑單元”。Triplify是發(fā)布從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)到RDF并且鏈接web數(shù)據(jù)的一個(gè)簡(jiǎn)單方法，是基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的映射并可以通過HTTP-URⅠ進(jìn)行查詢。Triplify為輕量級(jí)組件，易集成，易被Web應(yīng)用程序廣泛部署。不支持SPARQL，不支持發(fā)布更新日志。Triplify為小型Web插件，能將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布成RDF數(shù)據(jù)。

Triplify可將關(guān)系型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RDF語句，并在網(wǎng)絡(luò)上公布，它提供不同的RDF序列化，特別是為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。Triplify能夠以RDF、JSON或者Linked Data格式提供數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，屬小型Web應(yīng)用插件，能揭示出關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)語義結(jié)構(gòu)。通過Triplify插件和在查詢中調(diào)整數(shù)據(jù)列，Triplify可以分析查詢所返回的數(shù)據(jù)，并以前面提到的格式對(duì)外提供數(shù)據(jù)。基于重新映射HTP URⅠ請(qǐng)求，Triplify可以分析查詢所返回的數(shù)據(jù)，能將HTML DOM數(shù)據(jù)以RDF格式序列化輸出，從而揭示出關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中所保存數(shù)據(jù)的語義結(jié)構(gòu)。不需維護(hù)大規(guī)模語義定義，支持Web環(huán)境下拓展關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用。

2.3 D2R方式

D2R（Database to RDF，簡(jiǎn)稱D2R）軟件是目前使用廣泛的工具，能夠支持多種主流關(guān)系型數(shù)據(jù)如Oracle、MySQL、PostgreSQL、Microsoft SQLServer、Microsoft、Access等。它的功能是把關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布成Linked Data。

D2R發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)時(shí)的映射機(jī)制主要分為兩大部分，第一部分是構(gòu)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與RDF三元組之間映射關(guān)系，即利用映射語言，將映射關(guān)系用RDF三元組的形式描述出來，形成映射文件；第二部分是構(gòu)建關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)服務(wù)，應(yīng)用第一部分中形成的映射文件對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并提供多種訪問模式。D2R主要包括三個(gè)核心部分：D2R Server、D2RQ Engine和D2RQ Mapping語言。［5,8］圖3是D2R總體框架及運(yùn)行機(jī)制圖。

圖3 D2R總體框架及運(yùn)行機(jī)制圖

3 主流轉(zhuǎn)化技術(shù)方案對(duì)比分析

3.1 相同點(diǎn)與不同點(diǎn)比較分析

通過對(duì)D2R、Ⅴirtuoso、Triple三種軟件的介紹，總結(jié)它們的異同，便于將關(guān)系型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)時(shí)選擇最合適的方案，為本研究的實(shí)現(xiàn)搭建最優(yōu)平臺(tái)（如表2）。

（1）相同點(diǎn)。①均為web服務(wù)，屬于B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式）模式，這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布到Web服務(wù)器，用戶只需有一臺(tái)能上網(wǎng)的電腦通過Web瀏覽器就能訪問客戶端。因此，系統(tǒng)的擴(kuò)展性非常容易，只要能上網(wǎng)，再由系統(tǒng)管理員分配一個(gè)用戶名和密碼，就可以使用了。甚至可以在線申請(qǐng)，通過服務(wù)器內(nèi)部安全認(rèn)證后，系統(tǒng)可自動(dòng)分配給賬號(hào)，不需要人工參與。②均為轉(zhuǎn)化RDF的專用工具。③均有對(duì)域名的依賴。D2R、Ⅴirtuoso、Triple三種軟件在發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)后，都需要通過Http或者URⅠ協(xié)議進(jìn)行瀏覽訪問。

（2）不同點(diǎn)。①自動(dòng)化程度不同。D2R自動(dòng)化程度最高，Ⅴirtuoso屬于半自動(dòng)化軟件，Triple是依靠人工操作多，自動(dòng)化程度最低。②數(shù)據(jù)庫(kù)語義驅(qū)動(dòng)類型不同。D2R和Ⅴirtuoso屬于可以手工定制數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)，Triple是只局限于自己的領(lǐng)域。③訪問的接口不同。D2R可以通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和SPARQL兩種方式展示，Ⅴirtuoso則是依賴SPARQL，而Triple是直接用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)形式訪問。

表2 三種方案的比較

（DB+M指，半自動(dòng)方法即可以手動(dòng)進(jìn)行定制）

D2R是用來將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容發(fā)布到語義網(wǎng)上的一個(gè)工具，在語義網(wǎng)中，使用RDF對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和表示，D2R Server使用一個(gè)可定制的D2RQ映射文件來將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容映射成RDF格式，并使這些數(shù)據(jù)可以被瀏覽和搜索到，這也是語義網(wǎng)中兩種主要的訪問模式。

3.2 D2R的優(yōu)勢(shì)

作為一種致力于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的RDF映射框架，D2RQ由于其對(duì)環(huán)境（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)版本等）的適應(yīng)性、操作簡(jiǎn)便性以及靈活的可配置性，仍不失為對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)內(nèi)容完成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)化發(fā)布的最佳選擇。D2R是其中一個(gè)非常流行的工具，它的作用是將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為虛擬的RDF數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。D2R主要包括D2R Server、D2RQ Engine以及D2RQ Mapping語言。選擇D2R Server的原因如下。

（1）D2R Server沒有將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布成真實(shí)的RDF數(shù)據(jù)，而是使用D2RQ Mapping文件將其映射成虛擬的RDF格式。它的好處是可以適時(shí)地使以大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為后端的應(yīng)用系統(tǒng)可以提供語義服務(wù)，而不用事先將大量關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)在專用RDF數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（2）D2R Server是一個(gè)HTTP Server，是廣泛應(yīng)用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容發(fā)布成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的一種工具。用D2R Server發(fā)布的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集有：Berlin DBLP Bibliography Server；Hannover DBLPBibliography Server；歐盟國(guó)家和地區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)；歐洲研究和發(fā)展信息服務(wù)；歐洲就業(yè)服務(wù)；歐洲研究領(lǐng)域人才數(shù)據(jù)庫(kù)。D2RQ Engine并沒有將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布成真實(shí)的RDF數(shù)據(jù)，而是使用D2RQMapping文件將其映射成虛擬的RDF格式。一般來講，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)規(guī)模都比較大，且內(nèi)容經(jīng)常發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換為虛擬的RDF數(shù)據(jù)空間復(fù)雜度會(huì)更低，更新內(nèi)容更加容易，因此，D2R的應(yīng)用更加廣泛。

4D2R方案案例：河北大學(xué)知識(shí)組織與知識(shí)管理實(shí)驗(yàn)室D2R項(xiàng)目

該項(xiàng)目組在國(guó)家社科基金與教育部人文社科基金支持下建立，通過在完成詞表本體化組織基礎(chǔ)上，通過D2R生成映射文件完成了關(guān)系型數(shù)據(jù)的二維組織模式轉(zhuǎn)換為RDF的三元組模式；通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一語義描述方法（RDF）和統(tǒng)一存取機(jī)制（SPARQL），實(shí)現(xiàn)了對(duì)書目信息關(guān)聯(lián)化發(fā)布及在關(guān)聯(lián)發(fā)布與本體基礎(chǔ)上的語義化組織與語義化聚合。

項(xiàng)目組在實(shí)驗(yàn)室通過D2R實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了下述內(nèi)容（網(wǎng)址：http://sinto.hbu.edu.cn/D2R）。

（1）書目數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)化發(fā)布。初步實(shí)踐基于本體構(gòu)建語義關(guān)聯(lián)，通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的一致化語義描述方法（RDF）和統(tǒng)一存取機(jī)制（SPARQL）進(jìn)行語義化組織，實(shí)現(xiàn)書目數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)化發(fā)布。

（2）映射的形成。將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、約束條件轉(zhuǎn)換為本體的概念語義和規(guī)則語義，通過執(zhí)行D2R生成映射文件的執(zhí)行腳本Generate Mapping實(shí)現(xiàn)［9］了關(guān)系型數(shù)據(jù)的二維組織模式轉(zhuǎn)換為RDF的三元組模式。

（3）原有的語義關(guān)系的細(xì)化及書目數(shù)據(jù)的語義聚合。通過詞表本體化組織及關(guān)聯(lián)化發(fā)布，基于本體與實(shí)際語義邏輯修改MAPPⅠNG文件，實(shí)現(xiàn)書目原有語義關(guān)系的細(xì)化及細(xì)化關(guān)系后的書目數(shù)據(jù)的語義聚合。

［1］肖強(qiáng)，鄭立新．關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)研宄進(jìn)展概述［J］．圖書情報(bào)工作，2011（13）：72－75，134.

［2］任瑞娟，等.分布式本體編輯系統(tǒng)（ADORES）的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù)，2011（3）：9－16.

［3］白海燕，喬曉東．基于本體和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的書目組織語義化研究［J］．現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù)，2010（9）：18－27.

［4］黃永文.關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的Web應(yīng)用研究［J］．圖書館雜志，2010（7）：55－59.

［5］白海燕，梁冰．利用D2R實(shí)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的語義映射模式［J］．現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù)，2011（z1）：1－7.

［6］孫鴻燕．圖書館關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的綜合管理及其實(shí)現(xiàn)［J］．圖書館學(xué)研究，2011（23）：51－54，5.

［7］任瑞娟，等.基于概念云與本體的信息檢索系統(tǒng)（ⅠRSCCO）的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．情報(bào)學(xué)報(bào)，2011，29（6）：992－999.

［8］Miller，et al．Linked data and libraries［J］．Serials Librarian，2011，60（1－4）：17－22．

［9］王毅喆，張力．金融領(lǐng)域基于本體模式的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換解決方案［J］．計(jì)算機(jī)工程，2007，33（12）：93－95.

G250.74

A

1005－8214（2014）12－0030－05

濮德敏（1968－），女，副研究館員，碩士，發(fā)表論文10余篇；任瑞娟（1970－），女，教授，博士在讀，發(fā)表論文及出版著作30多篇（冊(cè)）；米佳（1976－），男，副研究館員，本科，發(fā)表論文20余篇；張欣（1986－），女，碩士，發(fā)表論文2篇。

2014－02－26［責(zé)任編輯］菊秋芳

本文系教育部人文社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目規(guī)劃基金（項(xiàng)目編號(hào)：11YJA870019）和教育部“網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的科技論文快速共享”研究資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201113）研究成果之一。