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工业自动化仪表领域本体的构建研究


□ 李丽亚 李春梅 薛中玉 宋 扬

  摘要 介绍本体构建的意义,指出创建本体库是实现智能检索的关键,通过简单综述国内外本体构建的现状,指出我国本体构建的不足,并总结现有的本体构建原则和本体构建方法。在此基础上,提出工业自动化仪表领域本体构建的方法,并重点详述工业自动化仪表领域本体构建的流程,阐明其先进性和易操作性,最后指出此构建方法和流程可以推广应用于其他领域。
  关键词 仪表 本体 领域本体 构建方法 OWL
  分类号 TP31
  
  1 引言
  
  大量研究表明,创建本体库是实现智能检索的关键,具体表现在:
  ·语义理解的基础。通过创建本体库,为系统提供了规范化的领域概念模型,这种形式化的模式给出了概念及概念间关系的明确定义,建立了人机对系统信息的共同认识,为智能检索提供了语义理解基础。
  ·概念匹配的检索机制。由本体所提供的领域知识体系提高了用户需求理解和资源描述的准确度,将传统的检索机制由关键字匹配转变为概念和内容的匹配,从而提高了信息检索系统的检索效率。
  ·知识表示、共享和重用。本体知识体系的表示是“机器可处理”的语义,它以RDF为基础,以XML为语法,将不同的应用集成在一起,对Web上的数据进行抽象表示,允许跨越不同应用程序、企业和团体进行知识的共享、重用和获取。
  然而,目前可供借鉴的、完善的本体库很少,这种现象在我国尤为突出。为此,本文构建了工业自动化仪表领域本体库。一方面,它为项目组数据共享系统实现智能检索奠定了基础;另一方面,它使知识在系统中规范化地表示出来,有利于相关领域实现知识复用。
  目前,国内外开发了许多智能化搜索引擎系统,如国外的大学的STASIS、ProNet、ImportNET项目、浙江大学吴朝晖教授开发的中医药本体在线编辑和维护方BFO、COSMO、PRO、SWEET等以及我国清华法以及人工智能研究所基于本体论的产品配置研究,此外,还有中国农业科学院科技文献信息中心的AOS(AgricultureOntologyService)等项目。领域本体库的构建为这些项目的顺利实施提供了保障。目前,国外已经建立了许多知名的本体库,如ontoselect、DMOZ、DAML等,部分知名的本体库和网址如表1所示:
  然而,在我国,本体研究整体上处于起步和摸索阶段,完善的、规模较大的本体库并不多,本体构建一般仍采用手工方式,这在一定程度上影响了我国本体库建没的规模和本体库的实际应用,进而阻碍了我国智能化搜索引擎的研究进程。
  
  2 工业自动化仪表领域本体的构建方法
  
  Gruber在1995年提出的本体构建5原则影响最大。尽管10多年过去了,但目前构建本体通常仍遵循这5条原则,即:明确性和客观性、完整性、一致性、最大单向可扩展性、最少约束。常见的本体构建方法有:Enterprise法、TOVE法和七步法等。其中,斯坦福大学的七步法成熟度最高,目前国内外很多领域在构建本体库时大多采用这种方法。 ......
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