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语义Web中基于描述逻辑的多知识库整合研究

作　者: 夏战锋
导　师: 彭志平
学　校: 江苏科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 语义Web 描述逻辑多知识库整合
分类号: TP391.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

自从1998年语义Web的理念和体系架构被提出后,这个被称为下一代Web的技术受到广泛关注,在近十几年,研究者对相关层面上的知识表示、推理、存储方式等进行深入研究,并逐渐地将相关领域内的技术思想和研究成果运用到语义Web的开发和实际应用。语义Web开发的核心技术之一是构建具有逻辑推理功能的知识库,它已经在互联网上得到广泛的应用,尤其是为语义Web提供语义信息,实现Web信息的自动处理。知识库的分散式、单一化的特性导致知识库之间构建标准不统一、数据不一致、信息交互困难以及“信息孤岛”等问题,从而严重影响机器自主推理能力,降低语义Web的智能化效果。为了有效解决上述问题,并考虑如何维护知识库的正确性及有效组织推理规则进行逻辑推理以最大化地满足语义Web所需要的隐含信息,知识库整合技术的研究在语义Web领域中具有重要意义。目前,语义Web下的多知识库整合需要人工参与大部分工作,而其过程又是单调的重复性工作。基于此点,本文针对语义Web中描述逻辑构建的多知识库整合进行较为全面的分析与研究。本文的主要贡献如下:(1)实现知识库的逻辑推理功能。证明了描述逻辑中的所有推理问题都可转化为可满足性关系和目标的一致性检测关系,并给出两种关系的变形规则,理论证明显示变形后的规则更适合于知识库的逻辑推理。(2)提出一种基于最小概念集的多TBox整合方法及其算法。设计最小概念集生成算法,利用并改进RiMOM(Risk Minimization based Ontology Mapping)模型中的映射策略,构建TBox间映射图,最后将若干个局部TBox整合成一个全局TBox。仿真结果显示该整合方法性能良好。(3)提出一种分割与关联的多ABox优化技术及算法。通过构建子ABox图来分割ABox,根据连通图判定算法判定子ABox图间相互依赖关系,通过数据描述法关联存有依赖关系的子ABox。仿真结果显示该优化方法大幅度提高检索效率。(4)设计一款自动化的多知识库整合查询系统MKBMQS (Multiple Knowledge Bases Merge and Query System),并设计整合后TBox和ABox上的查询算法。通过工程应用实例,利用设计好的查询算法,该系统可验证文中的整合技术是可行的。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-19
  1.1 课题研究背景及现实意义  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-16
  1.3 论文的主要研究内容  16-17
  1.4 论文的组织结构  17-19
第2章基于描述逻辑知识库的相关概述  19-29
  2.1 语义Web 相关技术  19-21
    2.1.1 语义Web 概述  19-20
    2.1.2 语义Web 的体系结构  20-21
  2.2 描述逻辑  21-22
    2.2.1 描述逻辑概念综述  21
    2.2.2 描述逻辑的系统结构  21-22
  2.3 描述逻辑的推理算法  22-25
    2.3.1 Tableau-base 算法  23
    2.3.2 结构化包含算法  23-24
    2.3.3 一致性判定算法  24-25
  2.4 描述逻辑构建的知识库  25-26
    2.4.1 术语公理集  25
    2.4.2 实例化断言集  25-26
  2.5 基于知识库的逻辑推理机制  26-28
    2.5.1 TBox 的推理机制  26-27
    2.5.2 ABox 的推理机制  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章多TBox 的整合技术及其算法  29-39
  3.1 引言  29-30
  3.2 寻找TBox 的最小概念集的重叠区域  30-31
    3.2.1 TBox 的最小概念集  30
    3.2.2 最小概念集间的映射图  30-31
  3.3 TBox 的最小概念集间的映射方法  31-33
    3.3.1 基于风险最小化的本体映射模型  31
    3.3.2 RiMOM 模型映射策略的改进  31-33
  3.4 多TBox 的整合和数据优化  33-35
    3.4.1 基于最小概念集的多TBox 整合算法  33
    3.4.2 消除数据的冗余性和不一致性  33-34
    3.4.3 整合后的TBox 查询算法  34-35
  3.5 实验验证和算法性能分析  35-38
    3.5.1 实验过程与结果  35-37
    3.5.2 算法性能结果分析  37-38
  3.6 本章小结  38-39
第4章多ABox 的优化技术及算法实现  39-49
  4.1 引言  39-40
  4.2 ABox 的分割与关联策略  40-42
    4.2.1 一种ABox 数据的分割方法  40-41
    4.2.2 一种ABox 数据的关联策略  41-42
  4.3 基于优化后ABox 的查询算法  42-43
  4.4 应用示例  43-45
  4.5 实验评估与结果分析  45-47
    4.5.1 实验仿真结果  45-47
    4.5.2 实验结果分析  47
  4.6 本章小结  47-49
第5章原型系统实现与工程应用  49-62
  5.1 原型系统的实验环境  49-50
  5.2 系统架构  50-51
  5.3 原型系统流程  51-52
  5.4 系统各模块设计  52-56
    5.4.1 操作中心的设计  52-54
    5.4.2 词典的设计  54-55
    5.4.3 反馈中心  55
    5.4.4 处理中心  55-56
  5.5 系统的实现与使用  56-58
  5.6 工程实例应用  58-61
    5.6.1 企业供应链模式的具体设计  58-60
    5.6.2 企业供应链上服务查询算法与实例总结  60-61
  5.7 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-67
攻读学位期间发表的学术论文  67-68
致谢  68-69
详细摘要  69-73

语义Web中基于描述逻辑的多知识库整合研究

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