用户导向的本体摘要算法研究
这是一篇关于知识图谱,本体摘要,关系约束,本体映射,本体消冗,语义信息的论文, 主要内容为本体作为知识图谱的上层结构,在知识推理、知识问答等方面有着广泛的应用。快速准确地构建本体是完成上述应用任务的前提,而本体重用则是构建本体过程中最常用的技术手段之一。相比于直接构建新的本体,重用已有本体不仅能加快本体构造的速度,提升本体的准确性,还能减小本体构建的成本。然而,知识数据量的指数增长造成了本体规模的不断膨胀,使得人类对本体的理解变得愈加困难,因而阻碍了本体的重用。在此背景下,本体摘要技术应运而生,它是生成原本体缩略版本的一种方式,对快速理解大规模本体、促进本体重用有着重要的意义。根据目的分为面向用户和面向任务两类。鉴于面向用户的方法研究成果多、应用范围广,本文研究面向用户的本体摘要方法。现有用户导向的本体摘要方法包含本体映射和摘要抽取两个步骤。在本体映射阶段,算法将本体文件映射为复杂网络,从而利用复杂网络中的各项参数对本体网络结构进行初步研究;在摘要抽取阶段,算法利用本体网络的结构特性和本体中的语义信息,对本体中的概念和关系进行重要性评估,从而选取重要概念和连接重要概念的路径。现有摘要算法虽然取得了一定进展,但仍存在以下不足:1)现有方法在将本体映射到复杂网络的过程中,往往仅保留本体中的显式结构信息,而关系约束作为关系的一种属性,不应被忽视。2)本体中存在的冗余关系对本体结构分析和摘要抽取有负面影响,而现有本体摘要方法在摘要前没有去除本体中的冗余。3)现有本体摘要方法对本体中的语义信息利用不足,使本体摘要的准确率受限。本文针对上述问题展开研究,具体研究内容及成果概括如下:(1)提出了一种保留本体中关系约束的本体映射方法。将本体中的概念和实体看作节点,概念和实体之间的关系看作边,构造一个有向图。在转化过程中,首先去除本体中与结构无关的信息,然后对本体中的匿名节点进行归并,从而更精简地表示本体中的关系约束。将算法在不同规模的本体中进行定性定量分析,结果表明,本文提出的映射方法有助于本体结构特性的分析和直观展示。(2)提出了一种基于超节点理论的本体关系消冗算法。算法将(1)中映射后的本体网络作为输入数据。首先,将相互等价的节点转化为超节点,将本体网络转化为有向无环图,进而消除单一类属关系之间的冗余;然后还原等价节点,通过向量扫描检测消除等价关系与类属关系之间的冗余;最后将超节点进行还原,输出消冗后的网络。将算法应用于真实本体网络和人工合成网络,结果表明,所提算法能够有效检测并消除本体中的冗余关系。(3)提出了一种融合语义信息的本体摘要算法。算法将(2)中消冗后的本体网络作为输入数据。首先,利用本体中概念标签蕴含的语义信息,将概念转化为向量,并融合结构信息计算向量间的距离;然后利用聚类的思想选取概念节点中的中心节点作为重要概念;最后,根据本体中概念与关系的特性,选取连接重要概念的路径,形成原本体对应的摘要本体。将算法应用于真实本体,并分别从输出重要概念和输出子本体的角度进行评估,结果表明,本文所提算法的准确性较其他对比算法更好。
手机本体的构建及语义映射方法研究
这是一篇关于手机,本体,知识库,本体映射的论文, 主要内容为互联网的飞速发展与计算机的普及使人们之间的信息共享与传递更加便捷,用户可以从互联网上便利的获取自己想要的各种信息,然而信息量的激增使用户无法快速并准确地获取自己真正所需要的信息。因此,现有的知识组织与存储形式已经无法满足用户的日益提高的信息需求。特别的,随着与日俱增的信息不断涌入知识系统,用户从中获取有用的知识越来越困难。 现有对互联网中信息系统的检索都是基于传统的关键字检索方式,只着重于单一的系统平台和单一的使用人群,而忽视了信息系统的互操作和共享问题,使得信息系统缺乏功能多样性,并且应用系统、单位和用户之间无法进行有效的互相操作。 针对上述问题,本文在基于本体的知识表示及智能知识系统等相关理论的基础上,提出基于本体的领域知识库与语义检索框架,解决知识系统的知识共享和互操作问题,并着重解决多源本体的语义映射问题。主要研究工作包括以下四个方面： (1)提出了基于本体的领域知识库与语义检索框架(OKB&SR) 该框架自下而上分为三层：数据层、本体融合层和应用层。数据层为本体融合层提供本体融合的基础,确定构建本体所需的知识来源,加工筛选后再通过protege构建领域本体库,本文以手机领域为例,实现本体库；本体融合层实现了分布异构本体之间的语义融合,其中本体映射是语义融合所必需的一个子过程,通过多次迭代精化本体融合的质量；应用层则是指在数据层和本体融合层组合成一个可复用共享的知识库的基础上,提供应用接口的服务。 (2)手机领域本体的构建及带推理能力的检索方法研究 框架的数据层主要是本体库的构建。构建本体的知识可以来源于纸质数据或电子数据,在选好知识源的基础上借助protege工具构建本体库,并对建好的本体库进行基于SPARQL和规则的推理查询研究,增强可查询范围,并扩大其召回率。 (3)基于多维参数配置及本体推理的本体映射 框架的本体融合层重点实现本体映射,鉴于现有本体映射过程缺乏语义支撑,本文给出了改进的基于概念内涵和外延的本体映射方法,实现基于规则的语义推理,实验表明,本文提出的这种本体映射方法与SOBOM及Lily相比,召回率和F-Measure的值都具有优越性。 (4)基于本体的手机知识库系统的实现 本文根据提出的基于本体的领域知识库与语义检索框架,采用Jsp+servlet+javabean实现MVC模式的B/S架构的手机知识库系统。 总之,本文针对手机领域,提出一种基于本体的知识源与语义检索框架并着重研究多源本体的语义映射问题,概念之间相似性计算,手工辅助权值分配及带推理能力等技术,实现高召回率语义映射,最后,实现了B/S架构的手机知识库系统。
基于本体的信息资源的集成
这是一篇关于本体构建,本体映射,信息资源集成框架,包装器,查询处理,集成系统的论文, 主要内容为信息资源集成可以屏蔽底层信息资源的异构性,提供给用户一个全局的信息视图,实现分布式、异构信息的统一访问。传统的集成方法无法解决语义异构问题,而本体具有良好的概念层次结构并支持逻辑推理,因而可以解决信息资源的语义异构问题。 本文提出了分布式网络环境下的基于本体的信息资源集成框架,它具有松耦合、易扩展、支持语义查询等良好特性。该框架不仅适合某领域的集成,如政府信息资源,而且用户还可以通过改变本体定义和信息资源来改变框架的应用范围,从而扩展到其它领域,因此该框架具有通用性。本文构建了政府档案全局本体,以关系数据库和XML两类信息源为例,利用局部信息资源的模式抽取出局部本体,建立了全局本体与局部本体,以及局部本体与信息资源之间的映射;提出了全局查询分解算法以及子查询转换算法;设计了包装器,它包括查询翻译服务、查询服务和结果转换服务,并把这些服务注册到私有UDDI注册中心。在查询处理部分提出了采用类SQL作为全局查询语言,查询结果以统一的对象形式进行整合,显示给用户。 为了验证框架的可实现性,设计并实现了基于本体的信息资源集成原型系统。采用OWL DL对本体进行描述、Jena2.5.3对本体进行解析,利用J2EE平台、JSP、Struts、EJB、Hibernate、Web Services、jUDDI、UDDI4J等技术实现了该原型系统,最后对所做的工作进行了总结。
手机本体的构建及语义映射方法研究
这是一篇关于手机,本体,知识库,本体映射的论文, 主要内容为互联网的飞速发展与计算机的普及使人们之间的信息共享与传递更加便捷,用户可以从互联网上便利的获取自己想要的各种信息,然而信息量的激增使用户无法快速并准确地获取自己真正所需要的信息。因此,现有的知识组织与存储形式已经无法满足用户的日益提高的信息需求。特别的,随着与日俱增的信息不断涌入知识系统,用户从中获取有用的知识越来越困难。 现有对互联网中信息系统的检索都是基于传统的关键字检索方式,只着重于单一的系统平台和单一的使用人群,而忽视了信息系统的互操作和共享问题,使得信息系统缺乏功能多样性,并且应用系统、单位和用户之间无法进行有效的互相操作。 针对上述问题,本文在基于本体的知识表示及智能知识系统等相关理论的基础上,提出基于本体的领域知识库与语义检索框架,解决知识系统的知识共享和互操作问题,并着重解决多源本体的语义映射问题。主要研究工作包括以下四个方面： (1)提出了基于本体的领域知识库与语义检索框架(OKB&SR) 该框架自下而上分为三层：数据层、本体融合层和应用层。数据层为本体融合层提供本体融合的基础,确定构建本体所需的知识来源,加工筛选后再通过protege构建领域本体库,本文以手机领域为例,实现本体库；本体融合层实现了分布异构本体之间的语义融合,其中本体映射是语义融合所必需的一个子过程,通过多次迭代精化本体融合的质量；应用层则是指在数据层和本体融合层组合成一个可复用共享的知识库的基础上,提供应用接口的服务。 (2)手机领域本体的构建及带推理能力的检索方法研究 框架的数据层主要是本体库的构建。构建本体的知识可以来源于纸质数据或电子数据,在选好知识源的基础上借助protege工具构建本体库,并对建好的本体库进行基于SPARQL和规则的推理查询研究,增强可查询范围,并扩大其召回率。 (3)基于多维参数配置及本体推理的本体映射 框架的本体融合层重点实现本体映射,鉴于现有本体映射过程缺乏语义支撑,本文给出了改进的基于概念内涵和外延的本体映射方法,实现基于规则的语义推理,实验表明,本文提出的这种本体映射方法与SOBOM及Lily相比,召回率和F-Measure的值都具有优越性。 (4)基于本体的手机知识库系统的实现 本文根据提出的基于本体的领域知识库与语义检索框架,采用Jsp+servlet+javabean实现MVC模式的B/S架构的手机知识库系统。 总之,本文针对手机领域,提出一种基于本体的知识源与语义检索框架并着重研究多源本体的语义映射问题,概念之间相似性计算,手工辅助权值分配及带推理能力等技术,实现高召回率语义映射,最后,实现了B/S架构的手机知识库系统。
城市公共交通服务本体映射方法研究及系统实现
这是一篇关于本体,本体相似度计算,本体映射,城市公共交通服务的论文, 主要内容为智慧交通概念的提出,为城市公共交通的发展提供了新的思路和方向。2022年1月国务院印发《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》,要求“有序建设城市交通智慧管理平台,加强城市交通精细化管理”。然而,城市公共交通数据来源多样,给数据管理和应用带来了极大的挑战,如何清晰定义这些海量数据对于实现不同信息系统之间的数据语义互操作至关重要,也是亟需解决的问题。本体作为一种对概念和实体及其之间关系进行描述和组织的形式化表示方法,可以将来自不同系统的数据进行整合和共享,从而支持跨部门、跨领域的数据应用。但不同来源数据的本体间在概念、属性、关系等方面都存在差异,不能直接基于异构本体对数据进行合并和使用,从而影响了信息的共享和集成。本体映射可以将异构本体的概念和语义进行匹配和映射,实现数据的语义一致性。然而现有的本体映射方法存在相似度计算结果准确度低、映射效果差等问题,在城市公共交通服务领域也还没有相对全面或完整的本体可以复用。本文研究了基于图注意力网络的本体相似度计算方法,并基于该方法提出了基于实例反馈的本体映射方法,构建了城市公共交通服务本体,实现了多来源城市公共交通服务数据的关联。最后基于本体映射方法设计开发了城市公共交通服务本体映射系统。主要研究工作如下:(1)本体相似度计算是实现本体映射的重要依据,但现有的本体相似度计算方法计算结果准确度较低。针对此问题,本文提出了一种基于图注意力网络的异构本体相似度计算方法。该方法将本体构建为无向拓扑图,并引入注意力机制,动态考虑边权重的影响来实现更好的邻居聚合,同时对于噪音邻居较为鲁棒,能够实现更高的计算精度。(2)本体映射将多来源本体进行语义映射,实现不同本体之间的整合和交互操作。但是目前本体映射方法主要依赖于相似度计算,映射结果欠佳。本文提出了一种基于实例反馈的本体映射方法,在图注意力网络模型计算出本体相似度结果的基础上,形成初步映射,再利用实例作为反馈,调节映射规则。城市公共交通服务本体映射的实验证明了该方法的效果。(3)城市公共交通服务是一个涉及众多利益相关者的领域,而提高服务效率和水平需要从不同场景出发分析所需数据。本文采用国际通用的企业建模法(TOVE),从所需能力问题出发,分析不同场景所需的数据类,构建统一的城市公共交通服务本体,为多来源城市公共交通服务数据的本体提供映射基准,解决本体异构问题。(4)基于本文提出的本体映射方法,设计开发一套城市公共交通服务本体映射系统。用户可以实现对异构本体的映射和基于本体的信息查询,并将结果进行可视化展示。综上所述,本文提出了一种基于图注意力网络的本体相似度计算方法,并在本体映射中引入实例反馈改进映射规则,提高了本体映射的准确度;构建了城市公共交通服务本体并将其运用到城市公共交通服务领域,解决了多来源城市公共交通服务本体异构问题,支撑城市公共交通服务数据的集成和语义操作。
城市公共交通服务本体映射方法研究及系统实现
这是一篇关于本体,本体相似度计算,本体映射,城市公共交通服务的论文, 主要内容为智慧交通概念的提出,为城市公共交通的发展提供了新的思路和方向。2022年1月国务院印发《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》,要求“有序建设城市交通智慧管理平台,加强城市交通精细化管理”。然而,城市公共交通数据来源多样,给数据管理和应用带来了极大的挑战,如何清晰定义这些海量数据对于实现不同信息系统之间的数据语义互操作至关重要,也是亟需解决的问题。本体作为一种对概念和实体及其之间关系进行描述和组织的形式化表示方法,可以将来自不同系统的数据进行整合和共享,从而支持跨部门、跨领域的数据应用。但不同来源数据的本体间在概念、属性、关系等方面都存在差异,不能直接基于异构本体对数据进行合并和使用,从而影响了信息的共享和集成。本体映射可以将异构本体的概念和语义进行匹配和映射,实现数据的语义一致性。然而现有的本体映射方法存在相似度计算结果准确度低、映射效果差等问题,在城市公共交通服务领域也还没有相对全面或完整的本体可以复用。本文研究了基于图注意力网络的本体相似度计算方法,并基于该方法提出了基于实例反馈的本体映射方法,构建了城市公共交通服务本体,实现了多来源城市公共交通服务数据的关联。最后基于本体映射方法设计开发了城市公共交通服务本体映射系统。主要研究工作如下:(1)本体相似度计算是实现本体映射的重要依据,但现有的本体相似度计算方法计算结果准确度较低。针对此问题,本文提出了一种基于图注意力网络的异构本体相似度计算方法。该方法将本体构建为无向拓扑图,并引入注意力机制,动态考虑边权重的影响来实现更好的邻居聚合,同时对于噪音邻居较为鲁棒,能够实现更高的计算精度。(2)本体映射将多来源本体进行语义映射,实现不同本体之间的整合和交互操作。但是目前本体映射方法主要依赖于相似度计算,映射结果欠佳。本文提出了一种基于实例反馈的本体映射方法,在图注意力网络模型计算出本体相似度结果的基础上,形成初步映射,再利用实例作为反馈,调节映射规则。城市公共交通服务本体映射的实验证明了该方法的效果。(3)城市公共交通服务是一个涉及众多利益相关者的领域,而提高服务效率和水平需要从不同场景出发分析所需数据。本文采用国际通用的企业建模法(TOVE),从所需能力问题出发,分析不同场景所需的数据类,构建统一的城市公共交通服务本体,为多来源城市公共交通服务数据的本体提供映射基准,解决本体异构问题。(4)基于本文提出的本体映射方法,设计开发一套城市公共交通服务本体映射系统。用户可以实现对异构本体的映射和基于本体的信息查询,并将结果进行可视化展示。综上所述,本文提出了一种基于图注意力网络的本体相似度计算方法,并在本体映射中引入实例反馈改进映射规则,提高了本体映射的准确度;构建了城市公共交通服务本体并将其运用到城市公共交通服务领域,解决了多来源城市公共交通服务本体异构问题,支撑城市公共交通服务数据的集成和语义操作。
面向智慧工厂的领域本体构建方法研究与实现
这是一篇关于智慧工厂,领域本体,核心概念本体,本体集成,本体映射的论文, 主要内容为智慧工厂是现代工厂信息化发展的新产物,也是工业互联网时代的必然产物。其在数字化工厂的基础上,利用物联网的相关技术加强了信息管理和服务。然而智慧工厂中使用的各种智能数字设备以及平台具有多样性。因此,其产生的感官数据的语法、类型和格式存在高度异构性,很难理解所交换内容的确切含义(语义),数据共享难以实现。基于本体的语义互操作技术可为不同应用程序和服务提供有意义的数据交换标准,促进异构数据的共享。根据智慧工厂参考架构模型为智慧工厂构建领域本体,以其作为智慧工厂中智能设备和平台之间数据交互的底层知识库,能有效解决上述问题。然而,以传统领域本体构建方法构建智慧工厂领域本体时,将面临其领域内知识概念数量大、相似概念多、概念与概念之间的层次关系复杂,对其概念的抽取、分类、定义和约束困难等诸多问题。此外,随着智慧工厂的发展,必然会产生大量的新的概念需要被添加到领域本体中,而以传统领域本体构建方法构建的领域本体很难实现本体知识的扩展。针对以上问题,本文提供一种基于核心概念本体的领域本体构建方法,将本体集成与本体映射技术引入领域本体创建的过程中,可避免相似概念定义规则冲突,实现对已有本体的复用,简化领域本体的创建过程,并可根据需求实现本体知识的扩展更新。本文的主要研究工作如下:1.研究传统领域本体构建方法在构建智慧工厂领域本体时将面临的问题及其原因,在原有方法的基础上,设计一种能有效解决上述问题的领域本体构建方法。2.对现有智慧工厂参考架构模型进行合理的优化整合,根据优化整合后的架构模型筛选智慧工厂领域内的核心概念,建立概念与概念之间的层次关系,确立核心概念本体的内容组成结构。3.研究异质本体的类型及导致其本体异质的原因,根据本体异质类型的不同研究相应的本体集成方法,增加核心概念子本体的重用率(部分核心概念子本体可通过本体集成的方法直接或间接重用,剩余部分则需手动构建)。4.研究基于相似度计算的本体映射模型,以该模型建立核心概念本体及其子本体之间的关联关系,最终形成一个统一的智慧工厂领域本体。5.实现智慧工厂领域本体的构建,通过本体实例映射验证和语义规则推理验证对所构建的智慧工厂领域本体的可用性进行评测,并分析对比本方法的优缺点。
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