【正文】 //模型工廠 ModelFactory創(chuàng)建本體模型 ontModel OntDocumentManager dmDocumentManager=()。圖可以理解成模型 (Mdoel)本 身 ,而節(jié)點(diǎn)可以理解成模型中的資源 (Resoucre)。 (陳瓊 ， 20xx) OWL 介紹 OWL(Ontology Web Language)是 一種本體語言，是 W3C(World Wide Web Consortium)的一種標(biāo)準(zhǔn) ， OWL 讓描述各種概念成為可能，還提供了很多功能。統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符 (URD 用來標(biāo)識(shí)資源。它決定了本體推理機(jī)能夠支持的文件輸出格式。典型代表有 Pellet、 Racer 和 aCT++，它們都是基于傳統(tǒng) Tableaux 算法設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的本體推理機(jī)，同時(shí)也引入了許多 Tableaux 算法的優(yōu)化技術(shù)，從而使得它們的推理效率很高。ICTCLAS 分詞系統(tǒng)是最早的中文開源分詞項(xiàng)目之一 ,也是目前使用最廣泛的分詞系統(tǒng)。 19 圖 15 對(duì)象屬性示例 定義屬性的分 面 反面指的是 屬性的范圍、類型、基因或其他特征。同時(shí) ,定義為 any后 ,可以為高等級(jí)創(chuàng)建一個(gè)通用屬性而為低等級(jí)類確定一個(gè)實(shí)際的屬性 ,但是該高等級(jí)類不能添加實(shí)例。 描述的 各類 關(guān)系包括： ispartOf:整體與部分的關(guān)系， A ispartOf B,說明 A 類 是 B 類 的一部分 ； harmOn:危害的關(guān)系， A harmOn B,說明 A 類 能危害到 B 類 ，來說明病蟲害對(duì)主體荔枝的關(guān)系 ； treatOn:治療的關(guān)系， A treatOn B,說明 A 類 能治療 B 類 ，主要說明在防治方法和荔枝的關(guān)系 ； liveOn:生存地域關(guān)系 ， A liveOn B,說明 A 類 生存在 B 類 區(qū)域 ； hasSubType:父類與子類之間的關(guān)系， A hasSubType B,說明 A 類 有子類 B。本章 借鑒七步法的構(gòu)建原則和方法， 詳細(xì)介紹了荔枝本體知識(shí)庫的構(gòu)建過程，為開發(fā)荔枝智能答疑系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。最大的好處在于支持中文，在 插件 上，用Graphviz 可是實(shí)現(xiàn)中文關(guān)系的顯示。不需要掌握具體的本體表示語言，是用戶比較容易學(xué)習(xí) 、 使用的本體開發(fā)工具。可以根據(jù)使用者的需要進(jìn)行定制，通過定制用戶的界面以更好地適應(yīng)新語言的使用；有可自行設(shè)置的數(shù)據(jù)輸入模式，可以將 prot233。每一個(gè)子樹都對(duì)應(yīng)著領(lǐng)域中獨(dú)立的、模塊化的知識(shí)模型。不同的應(yīng)用領(lǐng)域，領(lǐng)域概念肯定是不同的，即使是同一個(gè)領(lǐng)域，由于應(yīng)用的不同，本體表示的概念的側(cè)重點(diǎn)肯定也會(huì)有所不同。 ：分為規(guī)范說明、概念化、形式化、執(zhí)行以及維護(hù)五個(gè)步驟。較純手工的本體構(gòu)建方法相比，這些方法雖然節(jié)省了效率，但遺憾的是也沒有達(dá)到本體方法學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)(劉仁寧 等 ， 20xx)。 5 6 超文本標(biāo)記語言 旨在顯示信息，而它旨在傳輸信息。 OWL(Web Ontology Language)是一種用于編寫本體聲明 (ontological statements)的 語言 。在這兩個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，存在針對(duì)本體相對(duì)性 (ontological relativity)的種種問題 (比如，哲學(xué)領(lǐng)域的 奎因 和 克里普克 ，計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的 索瓦 和 高利諾 )，人們已經(jīng)和正在開展相當(dāng)大量的工作；而且，人們也在討論關(guān)于規(guī)范化本體是否具有生命活力 (比如，哲學(xué)領(lǐng)域之中針對(duì)基礎(chǔ)主義 (foundationalism)的討論，人工智能領(lǐng)域之中針對(duì) Cyc 項(xiàng)目的討論 )。同時(shí)也是我國南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 基于 ICTCLAS50 智能答疑系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 李旭俊 20xx30740318 指導(dǎo)教師 祝勝林 副教授 學(xué)院名稱 信息學(xué)院 專業(yè)名稱 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 論文提交日期 20xx 年 4 月 28 日 論文答辯日期 20xx 年 5 月 10 日 摘 要 隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 ，社會(huì)信息量的加大，人們?cè)诿鎸?duì)著一個(gè)問題上往往希望自己的問題能快速找到 正確權(quán)威的答復(fù)和答案，而不用 再 面對(duì) 搜索的大量信息再進(jìn)行挑揀和提煉 ，但是這樣有一個(gè)很大的障礙，就是對(duì)語言和語義的判斷，特別是在中文詞匯的 劃分速率與正確 ,另一個(gè)是在知識(shí)的重用和共享上的充足程度，知識(shí)的搜索速率上的大小。 荔枝的培育在我國也有兩千多年的歷史，荔枝的品種很多，各個(gè)品種的特征也不盡相同，其中像“妃子笑”，“糯米滋”更是獲得古代文人的贊賞和美譽(yù) 。二者之間的那些差別在很大程度上只是側(cè)重點(diǎn)的問題。OWL 的發(fā)展繼承了 RDF 和 RDFS 以及一些早期的本體語言項(xiàng)目，包括 本體推理層 (Ontology Inference Layer， OIL)、 DARPA 智能體標(biāo)記語言 (DARPA Agent Markup Language， DAML)以及 DAMLplusOIL。 7 對(duì)它最 好的描述是：它是獨(dú)立于軟件和硬件的信息傳輸工具。 比較有名的本體構(gòu)建工程思想有： (1)IDEF5(Koji Y,20xx)方法 ： IDEF 的概念是在 70 年代提出的，是在結(jié)構(gòu)化分析方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 。 ：包括知識(shí)獲取、系統(tǒng)集成、評(píng)價(jià)、文檔說明、配置管 理五個(gè)步驟。因此，建立本體之前一定要明確本體建立的領(lǐng)域和應(yīng)用目標(biāo)。 領(lǐng)域分類概念應(yīng)該包括 :概念名稱，語義描述，該概念可能的同義詞、縮略語。g233。由于其優(yōu)秀的設(shè)計(jì)和眾多的 插件 ， 其已經(jīng)成為目前最廣泛的 本體論編輯器 之一，它已成為國內(nèi)外眾多本體研究機(jī)構(gòu)的首選工具。 Prot233。 確定本體的領(lǐng)域和范疇 在確定本前要明確本體對(duì)象，對(duì)象范圍，應(yīng)用目的，用戶。 擴(kuò)充好各類之間的關(guān)系，現(xiàn)在 由已知的概念集合的內(nèi)容整合的類之間的關(guān)系如下： 食用禁忌和黃金搭配同級(jí)作為食用搭配的子集 ，是食用搭配的部分 圖 5 食用搭配關(guān)系圖 hasSubType hasSubType 食用搭配 食用禁忌 黃金搭檔 14 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，微量元素，食用搭配作為 荔枝自身的擁有的功能的特征， 所以將這三者作為營(yíng)養(yǎng)與飲食的子類。 Annotation 屬性可以用一個(gè)字符串來做其屬性值 ,描述該屬性。一個(gè)屬性可能由多個(gè)分面組成 ，本研究主要使用 DataProperty 和 ObjectProperty，這兩個(gè)屬性的作用和使用要求在前一小節(jié)已經(jīng)說明，這里就不累贅。該系統(tǒng)在國內(nèi)和國際的評(píng)測(cè)中都獲得過多項(xiàng)第一名。 2) 基于規(guī)則的方法。 API 模塊：主要面向開發(fā)用戶，一般有三部分， OWLAPI、 DIG(DL Implementation Group)接口以及編程語言開發(fā)接口。每一個(gè) uRI指向一個(gè)特定的網(wǎng)頁或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。 三類 OWL: 1)OWLlite： 從語法上來說， OWLLite 是三個(gè)之中最簡(jiǎn)單的一個(gè)，當(dāng)你的本體中類的層次結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，并且只有簡(jiǎn)單的約束 (constraint)時(shí)適合使用它來描 述本體。 此外 ,DAMLAPI 也得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。 //獲取本體模型的文檔控制器 dmDocumentManager (URI, file:+filePath)。 //從 URI地址 ModelMaker創(chuàng)建模型 baseModel OntModel ontModel=(, baseModel)。這一層提供了大量的方法來操作圖 (通過 Mdoel接口 )和圖中的節(jié)點(diǎn) (通過 Resuocre 接口及其子 類 )。 RDFShcema 在 RDF 基礎(chǔ)上增加了許多語義原語 ,用來更進(jìn)一步增加對(duì)資源語義上的描述能力 ,如類、屬性、類和屬性之間的隸屬關(guān)系等。 RDF 模型的基礎(chǔ)要素是三種類型的對(duì)象 :(1)資源 (resourees),它標(biāo)識(shí)實(shí)際的以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的資源 ,比如網(wǎng)頁和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。 結(jié)果輸出模塊：對(duì)推理引擎所推導(dǎo)出來的結(jié)果進(jìn)行包裝，滿足用戶的需求。 4. 本體 推理 24 本體推理技術(shù) 目前而言，實(shí)現(xiàn)本體推理的主要方法有以下四種 : 1) 基于傳統(tǒng)描述邏輯的推理方法。通過建立統(tǒng)計(jì)模型 ,根據(jù)各種規(guī)則對(duì)上下文信息進(jìn)行識(shí)別、未登錄詞識(shí)別和消除切分歧義 ,同時(shí)采用了層疊隱馬爾科夫模型 ,將所有功能都集成到了一個(gè)完整的框架體系中。 圖 14 數(shù)據(jù)屬性示例 15 將 Object Property 加到語義網(wǎng)中 。如果類型不定 ,可以為 any。 另外，由于 荔枝的生長(zhǎng)影響復(fù)雜，各方面的之間的關(guān)系不再是虛詞表中的簡(jiǎn)單包含與被包含的關(guān)系，為了更清楚地描述這個(gè)本體 來幫助自己理解相關(guān)各個(gè)領(lǐng)域之間的關(guān)系 ，需要引入其他的關(guān)系來滿足該領(lǐng)域本體的需求。 七步法 荔枝本體知識(shí)庫的構(gòu)建 11 知識(shí)庫是作為整個(gè)答疑系統(tǒng)的核心，知識(shí)的表示和存儲(chǔ)方式是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，面對(duì)傳統(tǒng)的知識(shí)庫在知識(shí)獲取、重用、共享和表示等方面存在不足，借助本體技術(shù)構(gòu)建知識(shí)庫可以很好地解決這些問題。g233。g233。g233。 建立領(lǐng)域概念的分類關(guān)系后，將分類概念的屬性值添加到分類概念中，這樣就把領(lǐng)域概念通過樹形結(jié)構(gòu)形象地描述出來，并且通過樹結(jié)構(gòu)清晰地體現(xiàn)了領(lǐng)域概念間的類屬關(guān)系。綜合上節(jié)幾種本體構(gòu)建的工程思想，歸納并總結(jié)出構(gòu)建領(lǐng)域本體的幾個(gè)步驟： 確定領(lǐng)域本體的專業(yè)領(lǐng)域和范疇 領(lǐng)域知識(shí)往往十分龐大的，本體不可能包括所有的概念，因此，在建立本體前必須先確定本體將覆蓋的專業(yè)領(lǐng)域、范圍和應(yīng)用目標(biāo)，本體應(yīng)該在哪些方面發(fā)揮作用以及它的系統(tǒng)維護(hù)者與應(yīng)用對(duì)象。它的流程包括： ：這一階段的系統(tǒng)規(guī)劃包括任務(wù)的進(jìn)展情況、需要的資源、如何保證質(zhì)量等問題。為了減少本體構(gòu)建過程中的人為參與，現(xiàn)在出現(xiàn)很多基于人工智能的半自動(dòng)化及自動(dòng)化本體構(gòu)建方法。 5 超文本標(biāo)記語言 被設(shè)計(jì)用來顯示數(shù)據(jù)，其焦點(diǎn)是數(shù)據(jù)的外觀。 規(guī)則交換格式 (Rule Interchange Format， RIF)與 F邏輯 (FLogic)可將各種本體和規(guī)則結(jié)合起來。就計(jì)算機(jī)科學(xué)與哲學(xué)來說，2 二者所說的本體之間的共同之處就在于，它們都是依據(jù)某種類別體系，來表達(dá) 實(shí)體 、 概念 、事件及其屬性和相互關(guān)系。是亞熱帶果樹，常綠喬木 。本論文以荔枝知識(shí)為例子， 將荔枝作為具體的本體，建立荔枝知識(shí)的語義網(wǎng)絡(luò) ，以 SSH 為系統(tǒng)架構(gòu)，采用中科院 ICTCLAS 分詞工具、知識(shí)推理的相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建荔枝知識(shí)智能答疑系統(tǒng)。 荔枝發(fā)展到現(xiàn)在 20xx 多年，相關(guān)的種植技術(shù)以及病蟲害防治也在不斷地發(fā)展，及時(shí)幫助農(nóng)戶了解各種 病蟲害和對(duì)應(yīng)的防治技術(shù)非常有必要，這將幫助農(nóng)戶減少損失，提高荔枝的產(chǎn)量和質(zhì)量。與計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的研究人員相比，哲學(xué)家們則較少 關(guān)心建立固定不變的 受控詞表 。 OWL 旨在應(yīng)用于 萬維網(wǎng) 之上；而且，其構(gòu) 成要素 (類、屬性和個(gè)體 )均被定義為 RDF 資源 ，并采 用 URI 加以標(biāo)識(shí)。 本章小結(jié) 本章主要說明本體的基本概念和相關(guān)的本體語言，因?yàn)?owl和 RDF 是都是 xml 格式的，所以在本章第二節(jié)介紹什么是 xml和它的特點(diǎn)。 IDEF5 是 KBSI(Knowledge Based Systems Inc.)開發(fā)的一套用于6 描述和獲取企業(yè)本體的方法。 (5)循環(huán)獲取法 :Alexander Maedche 等的 Cyclic Acquisition Process， 是一種環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。本體是一個(gè)復(fù)雜的知識(shí)體系，確定每個(gè)階段的范圍和目標(biāo)有助于對(duì)本體模型的范圍作一個(gè)限定，有利于復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 。定義分類概念，就是對(duì)這些信息進(jìn)行描述。 的內(nèi)部表示轉(zhuǎn)制成多種形式的文本表示格式，如 ： XML、 RDF(S)、 OIL、 DAML、 DAML+OIL、 OWL 等系統(tǒng)語言。 Prot233。 g233。本論文中的本體對(duì)象為荔枝 ， 荔枝原產(chǎn)于我國，是我國的特產(chǎn)。 圖 6 營(yíng)養(yǎng)與飲食關(guān)系圖 荔枝的防治有三個(gè)方面生物防治，物理防治，化學(xué)防治 。屬性一旦isPartOf isPartOf isPartOf liveOn harmOn treatOn harmOn 荔枝 病害 防治 病害 區(qū)域 市區(qū) 行政區(qū) 省份 18 構(gòu)建完成 ,就可以為類附加屬性。 對(duì) 下面對(duì)已有的本體屬性進(jìn)行分面的補(bǔ)充 。實(shí)踐證 明了該系統(tǒng)對(duì)于切分文本以及標(biāo)注文本領(lǐng)域都取得了良好的成果。本體推理作為一類應(yīng)用，可以映射到規(guī)則推理引擎上進(jìn)行推理。 OWLAPI 為用戶操作 OWL 本體文件提供了一種標(biāo)準(zhǔn)接口?？梢杂?RDF 模型里的 URsI 來指向被描述的資源。例如，在需要把一個(gè)已存在的辭典 (thesauri)移 植到另一個(gè)差不多簡(jiǎn)單的概念層次時(shí)， OWLLite可以做得又快又好。 JneZa 中擴(kuò)充了的 onioloyg 妙 I 不僅支持了DAML,而且支持 OWL。 //URI對(duì)應(yīng)文件 (URI)。 //根據(jù)自建的 數(shù)據(jù)庫連接對(duì)象從模型工廠中獲取 ModelMaker Model baseModel=(URI, false)。 (2)Mdoel 層 :為應(yīng)用程序員提供的視圖 eJnaZ 繼承了 Jneal中的 MdoelAPI 作為程序開發(fā)人員獲取