基于关系数据库的领域本体构建方法

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本体作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型和建模工具,近年来在知识工程、人工智能和语义Web等领域得到了广泛的应用。然而,作为本体应用的基础,本体的构建是非常复杂的,其构建方法往往只被少数本体专家所掌握。通过传统手工编辑方式在构建时工作量太大,往往需要大量的手工查找、输入、实例化的工作,且构建时间依赖于领域的复杂程度和本体专家对领域的了解程度。通过传统方法构建的领域本体往往容易忽略很多领域概念关系的细节,容易造成知识获取的瓶颈。而在现实世界中,关系数据库在知识表达上已相当成熟,信息系统一般都有相关领域的后端关系数据库作为支持。关系数据库在开发初期经过大量的需求分析工作已经得到了相对完备的概念模型。因此,在构建本体时可利用已有的关系数据库资源提取出相关概念和关系,生成相关领域本体,从而使关系数据库从数据管理升华到知识管理。本文主要研究内容是基于已有关系数据库资源的本体构建方法,该方法规避了构建本体时大量的初期手工操作,提出了两次转换的构建方案,先从关系数据库资源抽取出相关概念模型,再将概念模型转换成OWL本体。本文首先以关系数据库为数据源,深入的分析关系数据库中的语义信息,并利用逆向工程工具得到其概念模型。之后探索关系模型与OWL本体间的对应关系,据此定义出相应的映射规则,包括有本体概念映射规则、属性映射规则、概念之间关系映射规则、公理映射规则和实例映射规则,分别生成本体的概念、属性、层次、公理和实例集。最后结合学生学籍管理系统,实际验证了方法的可行性。构建结果表明,该方法降低了手工工作量,提高了建模效率,其构建出的本体质量也高于传统手工构建方法。
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