基于模塊化技術(shù)的領(lǐng)域本體構(gòu)建方法研究

于波++鄭貴省++杜磊

摘要： 針對領(lǐng)域本體在構(gòu)建過程中，由于概念眾多造成本體文件過大，推理復(fù)雜等問題，介紹了模塊化本體技術(shù)領(lǐng)域本體建設(shè)、本體模塊本體建設(shè)的基本單位。結(jié)合上下文，規(guī)則以松散耦合的方式組裝本體，減少設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的困難，解決大身體很難重用和維護(hù)，以及應(yīng)用困難等問題，并將這一技術(shù)應(yīng)用到物流系統(tǒng)中，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：本體；模塊化；規(guī)則；物流

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）24-0124-02

Research on Domain Ontology Construction Method Based on Modular Technology

YU Bo， ZHENG Gui-sheng， DU Lei

（Basic Department of Military Transport， Tianjin 300161， China）

Abstract： In view of the domain ontology in the process of building， caused by concept of ontology file is too large， complex problems such as reasoning， this paper introduces modular ontology technology domain ontology construction， ontology module as the basic unit of the ontology construction. In combination with context， with the rule to assemble the ontology in loose coupling way， reduce the difficulty of the design and implementation， solve the big body is difficult to reuse and maintenance， as well as the application difficulties and other issues， and apply this technology to the logistics system， the good results have been achieved.

Key words： ontology； Modular； Rules； logistics

近年來，本體論的相關(guān)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。本體作為領(lǐng)域內(nèi)共享的知識概念模型，為信息平臺之間資源溝通和信息交互存在的語義異構(gòu)等問題提供了解決方案。介紹了模塊化本體技術(shù)領(lǐng)域本體建設(shè)、模塊本體建設(shè)的基本單位，采用OWL[1]將領(lǐng)域知識模塊化，并將其用規(guī)則以松散耦合方式組裝成所需本體，用SPARQL查詢來獲取所需的連接模塊，雖然OWL可通過OWL：imports 聲明可將另一本體文件導(dǎo)入現(xiàn)有本體文件， 但是由于 OWL 的描述能力主要在于以類別為基礎(chǔ)的關(guān)聯(lián)性推理，若知識不是用類別方式表達(dá)時(shí)，OWL便難以表示，因此又利用Jena支持規(guī)則的特點(diǎn)連接本體模塊，這種方法連接本體模塊靈活，可繼續(xù)挖掘隱含知識。而且，在本體建立中采用模塊化方法可以降低本體的復(fù)雜性，達(dá)到本體復(fù)用的目的。

1 本體模塊化定義

目前沒有明確的定義本體模塊，一些研究已經(jīng)開始探索模塊的定義。文獻(xiàn)[2]提出了模塊化本體形式化的表示方法，并提出了模塊化本體工程和半自動(dòng)的模塊化本體開發(fā)方法。Paul Doran 等人基于本體重用目的定義了模塊概念，Heiner Stuckenschmidt 等人定義了本體模塊的通用結(jié)構(gòu)，但不清楚地反映了特征模塊，B.Cuenca Grau 認(rèn)為本體模塊化類似于軟件工程模塊化，使用一致的和良好定義的方法，使大規(guī)模本體可以分解成更簡單的本體即本體模塊。

本文在參考以上文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，定義本體模塊如下，其中 Sig（）表示出現(xiàn)在中的符號集合，特別是本體模塊，表示的符號出現(xiàn)在本體模塊，[M1?M2]說兩個(gè)連接本體模塊。

定義1 設(shè) [O]為本體，[M1?M2=M]，如果滿足以下條件，則[M1]和 [M2]稱為 [M]的本體模塊

1） [M1≠?，M1?O，M2≠?，M2?O]

2） [M?O]

3） 存在公理[α，α≠?，M1?α，M2?α，Sig（α）?Sig（M）則M?a]

定義2 若[Mc1?Mf1，Mc2?Mf2， Mf1?Mf2=?，則Mc1?Mc2=?]

定義3 且對于任意模塊

[M?Mc1，都有M?Mc2=?且M?Mf2=?。]

2 領(lǐng)域知識模塊化

1）同一類別的概念形式相同的本體模塊的概念不同的類別分為不同的本體模塊。

2）復(fù)用率較大的概念集合形成獨(dú)立的本體模塊。

3）同一知識集合的不同分類法應(yīng)形成不同本體模塊。

4）常常需要更改和維護(hù)的概念集合形成獨(dú)立本體模塊。

基于模塊化定義和以上原則，本文在物流系統(tǒng)中劃分的模塊如圖1，圖2所示：

3 本體模塊化連接方法

形成一個(gè)特定的背景下，有必要有一個(gè)目的定義一些概念，屬性，限制，連接兩個(gè)本體模塊。等形式的背景下，運(yùn)輸貨物運(yùn)輸、模塊和貨物運(yùn)輸模塊連接，需要定義一些運(yùn)輸?shù)母拍睿缍xcannotTransportedBy（不能由…運(yùn)輸）交通屬性表達(dá)貨物運(yùn)輸不能使用運(yùn)輸工具，再用Jena的規(guī)則連接兩個(gè)本體模塊。如用Jena定義的規(guī)則：

表達(dá)如果 x 的易爆屬性（isExplosive）為真（ture），即具有易爆性，y 是平車（FlatCar），那么x 不能由 y運(yùn)輸（？x nsTransport：cannotTransportedBy ？y）

圖3為貨物和運(yùn)輸本體模塊連接本體模塊形式運(yùn)輸上下文的一部分，環(huán)境也可以通過這種方法，另一本是不同一個(gè)列表。

4 結(jié)語

在本文中，我們給出的定義本體模塊、本體模塊化技術(shù)領(lǐng)域本體建設(shè)，該模塊本體建設(shè)的基本單位，并結(jié)合上下文，使用規(guī)則以松散耦合的方式組裝進(jìn)身體，減少設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的困難，解決大身體很難重用和維護(hù)，以及應(yīng)用困難等問題。并以物流領(lǐng)域?yàn)楸尘?，?yàn)證了這一方法的可行性，取得了比較好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] Web Ontology Language （OWL） [EB/OL]. http：//www.w3.org/2004/OWL/，2007.

[2] 林松濤. 模塊化本體建設(shè)研究[D]. 北京：北京郵電大學(xué)， 2006.

[3] 梅婧. 語義Web 本體與規(guī)則[D]. 北京大學(xué)，2007.