回族傳統(tǒng)節(jié)日本體的構(gòu)建方法研究

馬旭明 王海榮

摘 要 針對寧夏地區(qū)回漢混居而引發(fā)的多節(jié)日問題，以及現(xiàn)有事件本體模型不能充分表達(dá)和節(jié)日相關(guān)的人、事、物等之間豐富的語義關(guān)系等問題。本文提出了FEOM（Festival-oriented Event Ontology Model，面向節(jié)日的事件本體模型）和寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體的構(gòu)建方法-六步法，在此基礎(chǔ)之上，構(gòu)建了寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體。該領(lǐng)域本體的構(gòu)建不僅證實(shí)了FEOM的合理性和六步法的可行性，也體現(xiàn)了本體技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】本體的構(gòu)建 面向節(jié)日的事件本體模型 推理機(jī) 語義 Web本體語言

1 概述

回族是我國人口較多的一個少數(shù)民族，主要集居在寧夏回族自治區(qū)。目前有關(guān)回族傳統(tǒng)節(jié)日的記載更多的來源于一些傳統(tǒng)的存儲介質(zhì)，利用本體論的思想將這些分散的、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，且以一種友好的方式展現(xiàn)給互聯(lián)網(wǎng)用戶，從而幫助用戶了解回族傳統(tǒng)節(jié)日，進(jìn)而了解回族文化，這對于中國這個多民族國家來講顯得尤為重要。

事件本體是一種面向事件的知識表達(dá)方法，是一種領(lǐng)域本體，用來描述事件的本體模型有很多，國外有EO（Event Ontology）、SEM（Simple Event Ontology）、LODE（Linking Open Descriptions of Events）、F-Model（F）、CIDOC-CRM、ABC，國內(nèi)主要有劉宗田教授的面向事件的本體模型LEO、基于本體的新聞事件模型NOEM。節(jié)日是由節(jié)日當(dāng)天以人為中心的各個子事件構(gòu)成，由于其具有領(lǐng)域特殊性，一方面子事件種類繁多，另一方面每個子事件之間還具有一定的語義關(guān)系。本文在SEM的基礎(chǔ)之上提出了FEOM（Festival-oriented Event Ontology Model），該模型更適合用來表示回族傳統(tǒng)節(jié)日知識。

一般來講，有兩種常見的本體構(gòu)建方式：一種是依靠本體專家手工構(gòu)建，另一種則是在一些機(jī)器學(xué)習(xí)方法的幫助下采用自動或半自動的方法進(jìn)行構(gòu)建。目前采用人工構(gòu)建的方法中，具有代表性的有骨架法、TOVE法、IDEF5法、METHONEOLOGY法，而采用半自動構(gòu)建的方法有七步法、五步循環(huán)法、循環(huán)獲取法。本文在七步法的基礎(chǔ)之上提出了適合回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體構(gòu)建的六步法，再借助Protégé本體開發(fā)工具來完成回族傳統(tǒng)節(jié)日本體的構(gòu)建。

2 相關(guān)概念與術(shù)語定義

2.1 基本概念與術(shù)語定義

本體是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明。本體的形式化定義為一個五元組{C，R，HR，Rel，A}，其中C為本體中概念的集合，R為關(guān)系的集合，HR表示概念間的層次關(guān)系，Rel表示概念間的非層次關(guān)系，A為公理。

為了形成對寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域知識的統(tǒng)一認(rèn)識，下面對和事件相關(guān)的幾個核心類進(jìn)行了明確的定義。

定義1 事件（Event）：指所有發(fā)生了的事情，大到歷史事件，小到神話傳說。

定義2 參與者（Actor）：指主動或者被動參與事件的實(shí)體，可以是有生命或無生命的，也可以是物質(zhì)或非物質(zhì)的。

定義3 地點(diǎn)（Place）：指事件發(fā)生的場所，不一定非得是現(xiàn)實(shí)存在的地方。

定義4 時(shí)間（Time）：是事件所發(fā)生事件的一種表示符號，不一定需要確切的時(shí)間戳。

2.2 寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體構(gòu)建方法

在眾多本體構(gòu)建方法中具有代表性的有骨架法、TOVE法、IDEF5法、METHONEOLOGY法、七步法、五步循環(huán)法、循環(huán)獲取法。本文在七步法的基礎(chǔ)之上提出了一種適合寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體構(gòu)建的方法，即六步法：

（1）確定本體描述的領(lǐng)域并設(shè)置“能力問題”。文中本體所要描述的是和寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日相關(guān)的知識。而“能力問題”是指該本體所能夠回答的問題。

（2）列舉寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域內(nèi)重要的概念。文中主要借助百度百科、《中國穆斯林的禮儀禮俗文化》等來獲取和規(guī)范相應(yīng)的概念，并對列出的概念進(jìn)行分析獲取它們之間的語義關(guān)系。

（3）定義類和類之間的層次結(jié)構(gòu)。從列出的概念中選出那些具有一般性的且表示一類術(shù)語的集合的概念作為本體的類，并建立類之間的層次關(guān)系。

（4）定義屬性。包括表示實(shí)例和實(shí)例之間關(guān)系的對象屬性以及描述實(shí)例取值的數(shù)據(jù)屬性。

（5）創(chuàng)建實(shí)例。將回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域內(nèi)具有不可再分性的對象作為實(shí)例添加給相應(yīng)的類，再結(jié)合步驟

（4）完善實(shí)例間的語義關(guān)系。

（6）本體的檢測。利用推理機(jī)和推理規(guī)則在該本體上獲取新的知識，試圖回答步驟（1）中所設(shè)置的“能力問題”。

3 寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域知識分析

3.1 寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日知識分類體系

構(gòu)建寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體的前提是根據(jù)該領(lǐng)域的知識特征對其分類，這是一項(xiàng)復(fù)雜的科學(xué)認(rèn)識活動，旨在通過領(lǐng)域細(xì)分建立知識的分類體系。根據(jù)寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域知識的特征，再結(jié)合FEOM模型將該領(lǐng)域內(nèi)的知識按照事件（Event）、參與者（Actor）、地點(diǎn)（Place）、時(shí)間（Time）進(jìn)行分類，圖1為古爾邦節(jié)知識分類層次結(jié)構(gòu)圖。

3.2 基于FEOM的寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體類和屬性的定義

寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日的知識分類從各個角度分別表示了和節(jié)日相關(guān)的各個事件、參與者、地點(diǎn)以及時(shí)間，但是，知識分類僅僅是將回族傳統(tǒng)節(jié)日相關(guān)的知識進(jìn)行了選取和歸類，還不能表現(xiàn)出各個概念之間的關(guān)系。而本體是對傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域知識的共享概念模型進(jìn)行明確的形式化規(guī)范說明，它描述了領(lǐng)域中重要的概念以及它們之間的關(guān)系。

SEM是一個以事件為中心的本體模型，該模型適用于多個領(lǐng)域，像文化遺產(chǎn)、地理和多媒體等。主要描述了和事件相關(guān)的人、物、地點(diǎn)以及時(shí)間之間復(fù)雜的關(guān)系，共有17個類和24個屬性。而節(jié)日也是由節(jié)日當(dāng)天的一系列事件構(gòu)成，但節(jié)日除了有事件的特性之外還有其自己的特性，比如節(jié)日當(dāng)天的美食、著裝等。故將SEM的部分類和屬性進(jìn)行了取舍和添加，如圖2所示。屬性方面也做了較大的調(diào)整，如圖2所示。

4 寧夏地區(qū)回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體構(gòu)建

4.1 本體表示語言

目前國際上主要的本體描述語言有RDF、RDFS、DAML+OIL、OWL等，它們都是基于RDF發(fā)展起來的，其中OWL是W3C的推薦標(biāo)準(zhǔn)，目前最新的版本是OWL2。OWL提供了三種表達(dá)能力遞增的子語言：OWL Lite、OWL DL、OWL Full，分別用于特定的實(shí)現(xiàn)者和用戶團(tuán)體?？紤]到語言的表達(dá)能力和推理能力，選用OWL Lite作為回族傳統(tǒng)節(jié)日領(lǐng)域本體的描述語言。本文截取以下代碼來簡要說明OWL Lite的語義描述與表達(dá)。

<！--定義一個名為Food的類-->

<！--當(dāng)前定義的類為Object類的子類-->

<！--定義has_Food對象屬性的定義域-->

<！--定義has_Food對象屬性的值域-->

has Food

[6]Lagoze C，Hunter J.The ABC Ontology and Model[C].International Conference on Dublin Core and Metadata Applications.National Institute of Informatics，Tokyo，Japan，2001：160-176.

[7]劉宗田，黃美麗，周文等.面向事件的本體研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2009，36（11）：189-192.

[8]王偉，趙東巖.中文新聞事件本體建模與自動擴(kuò)充[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2012，34（04）：171-176.

[9]余凡.領(lǐng)域本體構(gòu)建方法及實(shí)證研究[M].武漢大學(xué)出版社，2015.

[10]胡兆芹.本體與知識組織[M].中國文史出版社，2014.

[11]Ye Y，Yang D，Jiang Z，et al. Ontology-based semantic models for supply chain management[J].International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2008，37（11-12）：1250-1260.

[12]李恒杰，李軍權(quán)，李明.領(lǐng)域本體建模方法研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，29（02）：381-384.

[13]Noy N F，Mcguiness D L.A Guide to Creating Your First Ontology[J]. Stanford University，2001（02）：14.

[14]Maedche A，Staab S.Ontology Learning for the Semantic Web[M].Ontology learning for the semantic Web.Kluwer Academic Publishers，2002：72-79.

[15]Volz R，Maedche A.Extracting a domain-specific ontology from a corporate intranet[C].The Workshop on Learning Language in Logic and the，Conference on Computational Natural Language Learning. Association for Computational Linguistics，2000：167-175.

[16]Studer R，Benjamins V R，F(xiàn)ensel D. Knowledge engineering：principles and methods.Data Knowl Eng 25（1-2）：161-197[J].Data & Knowledge Engineering， 1998，25（1-2）：161-197.

作者簡介

馬旭明（1986-），男，寧夏回族自治區(qū)石嘴山市人。碩士研究生在讀，工程師+講師。研究方向?yàn)檎Z義Web數(shù)據(jù)模糊查詢。

王海榮（1976-），女，寧夏回族自治區(qū)銀川市人。博士研究生，副教授。研究方向?yàn)榇髷?shù)據(jù)與知識工程。

作者單位

北方民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 寧夏回族自治區(qū)銀川市 750000