試論本體的應(yīng)用及其發(fā)展

1、試論本體應(yīng)用及其發(fā)展【摘要】本文首先介紹了本體的概念，然后對本體的應(yīng)用情況做了分析：本體應(yīng)用研究主要集屮 于本體在信息檢索、信息抽取、異構(gòu)信息系統(tǒng)的互操作和集成、語義web四個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用, 并表現(xiàn)出以下特點(diǎn):本體在信息檢索、信息抽取、異構(gòu)信息系統(tǒng)的互操作和集成3個(gè)領(lǐng)域的 應(yīng)用研究以方法論探索為中心，研究方法以算法、建模和系統(tǒng)架構(gòu)為主。最后，本文對本體 的發(fā)展趨勢進(jìn)行了總結(jié)?！娟P(guān)鍵字】本體；語義網(wǎng)；本體應(yīng)用；本體發(fā)展趨勢1本體的概念古希臘百科全書式的思想家亞里士多德(前384前322年)首先把哲學(xué)規(guī)定為關(guān)于“本 體”之學(xué)，西方哲學(xué)中近代德國哲學(xué)家沃爾夫(christian wolff, 1679

2、-1754)第一次提 出“本體”(ontology),黑格爾(17701831)曾轉(zhuǎn)述過它的定義：“本體，論述各種有關(guān) '存在'的、抽象的、完全普遍的哲學(xué)范疇，認(rèn)為存在是唯一的、完善的；其中出現(xiàn)了唯一 者、偶性、實(shí)體、因果諸范疇；這是抽象的形而上學(xué)。根據(jù)韋氏詞典的解釋，本體是形而上 學(xué)的一個(gè)分支，研究關(guān)于自然和存在的關(guān)系。它試圖冋答“什么是存在”，“存在的性質(zhì)是什 么”等等。在哲學(xué)界，本體作為表述哲學(xué)理論的術(shù)語，是指形成現(xiàn)象的根本實(shí)體。20世紀(jì)末，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，本體被引入到信息學(xué)和人工智能領(lǐng)域。信息學(xué)和 人工智能中所指的本體，從概念上劃分，可以有兩種理解：本體和狹義本體

3、。本體的定義，它在計(jì)算機(jī)學(xué)界的定義和內(nèi)涵經(jīng)歷了一系列的發(fā)展過程： 1991年，neches指出：“一個(gè)本體定義了組成主題領(lǐng)域的詞匯的基本術(shù)語和關(guān)系， 以及用于組合術(shù)語和關(guān)系以定義詞匯的外延的規(guī)則。” 該定義只是給出了建立一個(gè)本體的 基本要素，即：要建立一個(gè)本體，首先要識別所處理領(lǐng)域的基本術(shù)語和這些術(shù)語之間的關(guān)系, 而后識別組合這些術(shù)語和關(guān)系的規(guī)則，并提供這些術(shù)語和關(guān)系的定義。 1993年，gruber指出："本體是概念化(conceptualization)的一個(gè)顯式的規(guī)格 說明?！?;1997年，borst對該定義進(jìn)行了修改，提出：“本體是被共享的概念化的一個(gè)顯 式的規(guī)格說明。”。

4、概念化(conceptualization)指某一概念系統(tǒng)所蘊(yùn)涵的語義結(jié)構(gòu)，它 是對某一事實(shí)結(jié)構(gòu)的一組非正式的約束規(guī)則。它可以理解或表達(dá)為一組概念(如實(shí)體、屬性、 過程)及其定義和相互關(guān)系。概念化的清楚的詳細(xì)說明是指：一個(gè)本體是対概念和關(guān)系的描 述(就像程序的詳細(xì)說明書)，而這些概念和關(guān)系可能是針對一個(gè)代理或代理群體而存在的。 這兩個(gè)定義后來成為人們經(jīng)常引用的定義，它們都特別強(qiáng)調(diào)了給出顯式解釋的可能性。 1999年，w訂liam和austin指出："本體是用于描述或表達(dá)某一領(lǐng)域知識的一組 概念或術(shù)語，可用于組織知識庫較髙層次的知識抽象，也可用來描述特定領(lǐng)域的知識”。 這種術(shù)語詞匯表可

5、以應(yīng)用于特定領(lǐng)域或者主題。本體不僅僅是詞匯表，而是整個(gè)上層知識庫（包插用于描述這個(gè)知識庫的詞匯）。它把本體看作知識的內(nèi)主體，而不是描述知識的途徑。 1999年，chandrasekaran等人認(rèn)為：“本體是屬于人工智能領(lǐng)域中的內(nèi)容理論， 它研究特定領(lǐng)域知識的對象分類、對象屬性和對象間的關(guān)系，為領(lǐng)域知識的描述提供術(shù) 語?！?o在以上不同研究者的定義中，gruber的觀點(diǎn)是學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可、引用度最高的一種定 義。其實(shí)從以上不同研究者的定義，也可以總結(jié)本體涉及到的概念為：術(shù)語（詞匯）、術(shù)語 關(guān)系、規(guī)則、概念化、形式化的規(guī)格說明、領(lǐng)域知識、表達(dá)和共亨。其實(shí)，本體就是指通過 對于概念、術(shù)語及其相互關(guān)系的

6、規(guī)范化描述，勾畫出某一領(lǐng)域的基本知識體系和描述語言。 一個(gè)概念化對象就是對世界的一些抽象且簡明化的觀點(diǎn)。概念化對象可由部分表示領(lǐng)域，該 領(lǐng)域屮相關(guān)事物狀態(tài)的集合和領(lǐng)域空間上的概念關(guān)系。也就是說，本體是對客觀世界全部或 某一部分的概念化和結(jié)構(gòu)化的明確表示和描述。2木體的應(yīng)用隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用逐漸向智能化和口動(dòng)化方向發(fā)展，本體作為概念模型和概念間關(guān)系的規(guī) 范描述，被廣泛應(yīng)用于信息系統(tǒng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)語義網(wǎng)領(lǐng)域。本體在信息系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用， 主要集中在信息檢索、信息抽取、異構(gòu)信息、系統(tǒng)的互操作和集成，為其提供語義層的操作 支持；木體作為一種能在知識層提供知識共享、重用的工具，在語義網(wǎng)屮的應(yīng)用研究也較為 普遍

7、。2. 1本體在信息檢索中的應(yīng)用目前，國外對本體在信息檢索領(lǐng)域的應(yīng)用的研究較多，不少研究利用單個(gè)領(lǐng)域本體來 改善特定學(xué)科領(lǐng)域的信息檢索效果。休斯頓大學(xué)提出一種基于用戶詢問的文本摘要技術(shù)來改 善醫(yī)學(xué)信息檢索效果。他們選擇美國國家醫(yī)學(xué)圖書館開發(fā)的umls （一體化醫(yī)學(xué)語言系統(tǒng)） 作為其主要的醫(yī)學(xué)本體知識庫，umls能幫助醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)理解生物醫(yī)學(xué)和健康領(lǐng)域的概念 和術(shù)語的內(nèi)涵以及相互z間的關(guān)系。首先，研究人員選取數(shù)個(gè)在線醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫作為醫(yī)學(xué)資源 信息來源,并通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲從所選取的數(shù)據(jù)庫中抽取文檔并保存在本地文檔庫中，利用umls 對本地文檔進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，生成新的文檔摘要，建立基于概念的文檔索引；其次，

8、利用umls 對用戶輸入的關(guān)鍵詞進(jìn)行關(guān)鍵詞擴(kuò)展，增加縮寫關(guān)鍵詞、語義相近或相關(guān)的醫(yī)學(xué)術(shù)語等，刪 除冗余關(guān)鍵詞，并反饋給用戶，由用戶最后決定；最后，根據(jù)用戶最終確定的擴(kuò)展關(guān)鍵詞對 本地文檔庫的文檔摘要進(jìn)行語義匹配度運(yùn)算，檢索結(jié)果按相關(guān)度高低排列返回給用戶。此外，也有研究采用多本體整合的方式提高信息檢索性能。aijun dong提出一個(gè)基于 多本體的多媒體注解模型，通過對領(lǐng)域無關(guān)的多媒體本體與領(lǐng)域本體進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)從多個(gè) 特定領(lǐng)域角度對多媒體內(nèi)容進(jìn)行描述，從而使得用戶能更好地表達(dá)其對不同多媒體信息的需 求。研究者基于多媒體內(nèi)容描述工具mpeg-7 （活動(dòng)圖象專家組）開發(fā)一個(gè)多媒體本體，提 出一個(gè)整

9、合多領(lǐng)域本體的策略，設(shè)計(jì)一個(gè)術(shù)語抽取程序來自動(dòng)從多媒體數(shù)據(jù)的文木資源屮抽 取特定領(lǐng)域的本體術(shù)語。初步實(shí)驗(yàn)表明，基于多本體的多媒體注解可以更好地滿足不同用戶 的信息需求。高質(zhì)量的本體知識是提高信息檢索和管理質(zhì)量的關(guān)鍵因素。多數(shù)研究都是選擇現(xiàn)成的領(lǐng) 域本體作為其本體知識庫。本體在信息檢索中的應(yīng)用主要在以下兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是根據(jù)木體對 被檢索的信息資源進(jìn)行文檔預(yù)處理，包扌舌語義標(biāo)注與建立基于概念的文檔索引；二是系統(tǒng) 借助本體知識庫分析用戶查詢中所包含的術(shù)語含義，準(zhǔn)確理解用戶的查詢，從而提高信息檢 索系統(tǒng)的查全率和查準(zhǔn)率。在用戶檢索過程屮，系統(tǒng)可為用戶提供語義提示，如進(jìn)行關(guān)鍵詞 擴(kuò)展、去除冗余關(guān)鍵詞，并反

10、饋給用戶由其選擇，使用戶更精準(zhǔn)地描述自身的信息需求，與 用戶建立良好的互動(dòng)關(guān)系。2. 2本體在信息抽取領(lǐng)域的應(yīng)用研究基于本體的信息抽取技術(shù)是一種把本體和信息處理技術(shù)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)信息抽取的技術(shù), 它是現(xiàn)在信息抽取研允的一個(gè)熱點(diǎn)，己經(jīng)有了很多研允。傳統(tǒng)的信息抽取雖然能抽取出實(shí)體, 但是缺乏領(lǐng)域知識來識別抽取實(shí)體之間的關(guān)系。因此，在信息抽取任務(wù)中引入相應(yīng)的領(lǐng)域 知識一一領(lǐng)域本體來指導(dǎo)抽取過程，將能有效地提高信息抽取的性能。近兩年在自由文本信息抽取研究中，主要的研究方法可分為以下兩種：知識工程方法和 機(jī)器學(xué)習(xí)方法。知識工程方法是指由專家對本體進(jìn)行分析、調(diào)整而人工制定規(guī)則、模板。美 國德雷塞爾大學(xué)zho

11、u xiaohua等研究者開發(fā)了一個(gè)名為medic （醫(yī)學(xué)信息抽取的系統(tǒng)，h 的是從大規(guī)模自由文本臨床記錄中抽取和挖掘出大量患乳腺疾病的病人信息。信息抽取工作 共分3步：（1 ）采用基于本體的方法進(jìn)行醫(yī)學(xué)術(shù)語抽取，使用言語模式生成候選術(shù)語，并 確認(rèn)是否在本體庫中存在,為了彌補(bǔ)本體庫的不完整性，人工補(bǔ)充其他語義相似的術(shù)語;（2 ） 最主要的環(huán)節(jié)，進(jìn)行關(guān)系抽取，人工建立抽取規(guī)則，利用連接語法解析器對句子進(jìn)行解析, 解析結(jié)果以圖表形式顯示，有著較高精確率；（3 ）文本分類，采用基于自然語言處理的特 征抽取技術(shù)與id3決策樹（id3決策樹算法是數(shù)據(jù)挖掘屮常用的一科方法）相結(jié)合的方法。 雖然該研究在試驗(yàn)

12、中取得較高的準(zhǔn)確率和召回率，但它的實(shí)驗(yàn)樣本規(guī)模較小，只有125條 臨床記錄。當(dāng)系統(tǒng)面臨處理大規(guī)模且又多樣化書寫模式的臨床病例記錄時(shí)，它的信息抽取性 能很可能降低。chyan等開發(fā)了 itsies系統(tǒng)（信息技術(shù)產(chǎn)品規(guī)格抽取系統(tǒng)），融合了自然 語言處理技術(shù)和本體概念。研允者首先隨機(jī)選取有關(guān)ibm和hp數(shù)個(gè)it產(chǎn)品的34個(gè)網(wǎng)頁 作為文檔庫；使用annie （基于規(guī)則方法的英文信息抽取系統(tǒng)）對網(wǎng)頁文檔進(jìn)行分詞，此 外，annie的默認(rèn)功能可以識別出有關(guān)如地址、日期等的信息；在j ape （標(biāo)注模式引擎） 屮人工建立語法規(guī)則，對信息實(shí)體進(jìn)行標(biāo)注；基于it產(chǎn)品特征對概念及其關(guān)系進(jìn)行描述， 最終構(gòu)建成it產(chǎn)

13、品規(guī)格本體。itsies系統(tǒng)在對其它品牌的it產(chǎn)品。知識工程方法主要依靠人工編制規(guī)則來建立領(lǐng)域本體知識庫，需要學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜业膮?與，開發(fā)過程較慢，其優(yōu)點(diǎn)是不需要對本體知識庫進(jìn)行經(jīng)常性更改，抽取效率較高，但由于 其對該領(lǐng)域以后出現(xiàn)新的概念或關(guān)系無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生這種悄況，信息抽取的召回率 會(huì)降低。在國外，近兒年機(jī)器學(xué)習(xí)方法在信息抽取領(lǐng)域的應(yīng)用研究受到廣泛的關(guān)注，它主要 通過學(xué)習(xí)己經(jīng)標(biāo)記好的語料庫獲取規(guī)則，無需投入大量人力。這種方法比知識工程方法快, 但需要足夠數(shù)量的訓(xùn)練文檔，才能保證其信息抽取的效率。2. 3本體在異構(gòu)信息系統(tǒng)互操作和集成領(lǐng)域的應(yīng)用研究分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，無論是數(shù)字圖書館等學(xué)術(shù)

14、應(yīng)用系統(tǒng)，還是企業(yè)的商用信息系統(tǒng)，一 定程度上都面臨著系統(tǒng)異構(gòu)、語法異構(gòu)、模式異構(gòu)和語義異構(gòu)4個(gè)層面的異構(gòu)問題。本體作 為概念模型的明確的規(guī)范說明，正在成為解決異構(gòu)系統(tǒng)互操作和集成問題的基礎(chǔ)解決方案。 近兩年，國外學(xué)者關(guān)于應(yīng)用本體解決信息系統(tǒng)異構(gòu)問題的研究主要圍繞方法層面：探尋基于 本體的有效方法，解決特定領(lǐng)域的異構(gòu)問題。所采用的方法主要為本體與代理結(jié)合的方法、 本體間映射方法。對基于本體的領(lǐng)域知識和本地信息資源之間的互操作和集成問題，研究者主要通過本體 間的映射方法來分析解決。park分析提岀了電子商務(wù)環(huán)境下，異構(gòu)的產(chǎn)品分類目錄間的本 體映射方法。由于嚴(yán)格的映射策略可能會(huì)導(dǎo)致客戶的查詢失敗，

15、文章提供了一個(gè)映射算法, 確保在合理的損失精度下，增加查詢結(jié)果中的產(chǎn)品組合。通過與本體映射算法prompt的 比較實(shí)驗(yàn)，此算法的平均查詢結(jié)果數(shù)高于prompt的46.5%,平均精度比prompt差 13.6%,成功地實(shí)現(xiàn)了查詢結(jié)果的顯著提高與精確度的合理降低。基于本體的異構(gòu)信息查詢 屮，分解和重構(gòu)一個(gè)木體概念實(shí)例的通用查詢，以形成多個(gè)基于本地信息源的子查詢，是一 項(xiàng)基礎(chǔ)性挑戰(zhàn)。lijian開發(fā)了一套基于本體的異構(gòu)信息集成的查詢分工和重構(gòu)方案，主要采 用基于映射的查詢分解和集成。其屮，通用本體被用來描述用戶感興趣的領(lǐng)域知識，用戶通 過查詢通用本體獲得本體概念的實(shí)例。該方法分為3步：（1）提供一種

16、統(tǒng)一的概念實(shí)例來 表述查詢。假設(shè)查詢結(jié)果是一個(gè)元組集合，定義了一系列基于元組的操作，因此查詢可以表 述為對于元組集合的各種操作。（2 ）將通用查詢分解為多個(gè)本地查詢的方法，分解基于映 射。此方法基于兩個(gè)假設(shè)：首先，通用映射由兩個(gè)本地映射組成，以集成兩個(gè)本地信息資源; 其次，市多個(gè)本地映射組成的通用映射的查詢分解，可以通過前面假設(shè)的二元結(jié)構(gòu)的多次過 程迭代實(shí)現(xiàn)?；诖?，查詢將通過對應(yīng)的映射實(shí)現(xiàn)，研究人員提供了一種將通用映射下的通 用查詢分解為本地映射下的多個(gè)子查詢的算法。子查詢對應(yīng)于元組集合的各種操作，其操作 結(jié)果的集合為對應(yīng)的通用查詢結(jié)果。（3 ）本地的查詢結(jié)果被集成為通用查詢的結(jié)果。集成 的

17、主要工作是組合分解了的元組的各種操作結(jié)果。2. 4本體在語義網(wǎng)中的應(yīng)用研究語義網(wǎng)的提出源于如何為網(wǎng)上的資源提供計(jì)算機(jī)可以理解的內(nèi)容。本體作為共同標(biāo)準(zhǔn)的 概念體系，支持簡單推理，促進(jìn)計(jì)算機(jī)相互理解和互操作，本體的應(yīng)用可有效促進(jìn)語義網(wǎng)的 性能。近兩年，研究者在語義網(wǎng)中的本體開發(fā)研究集中于引入多種方法，提高對不確定和 非精確信息的表示能力，促進(jìn)半自動(dòng)化、自動(dòng)化本體生成和本體演化，以提供智能化的語義 網(wǎng)服務(wù)?，F(xiàn)有的少量本體不足以滿足海量信息和語義網(wǎng)成長的需要，口組織特征映射方法, 從自動(dòng)抓取的網(wǎng)頁文檔中做出知識地圖；在知識地圖中，識別出本體的組成部分，將其組織 成實(shí)體、關(guān)系和功能3部分，服務(wù)于語義網(wǎng)軟

18、件代理的動(dòng)態(tài)智能操作。關(guān)于木體演化和木體 再造可動(dòng)態(tài)改進(jìn)本體，研究者在其可行性和一致性方面給予了關(guān)注.在語義網(wǎng)中，應(yīng)用基于 推理的網(wǎng)絡(luò)本體后，在查全率和正確率上髙于基于注解的本體應(yīng)用；將信念修止理論整合進(jìn) 入本體再造方法，可確保本體修正的一致性。本體在海量復(fù)雜信息資源組織表示上的便利性和可靠性，首先基于高效的本體登記。 wang pchong分析提出了本體登記的互操作元模型框架方案，提供了一個(gè)基于信息系統(tǒng)和本 體之間的語義層互操作的共同框架，以登記本體及其演化信息。本體清洗可在知識庫中發(fā)現(xiàn) 并修正本體和數(shù)據(jù)源屮的異常。從清洗代理設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，指出在面臨知識庫完整性、連 續(xù)性和正確性的不確定情

19、況下，只有基于可鑒定的推理過程才能獲得邏輯可信的清洗。有效 的本體映射可以更好地理解用戶需求。不同于以往的擴(kuò)展用戶查詢詞的問答系統(tǒng)，該木體的 處理過程為：用戶輸入口然語言查詢詞，采用關(guān)系相似性服務(wù)組件將自然語言查詢詞轉(zhuǎn)換成 本體作為系統(tǒng)輸入，返回的答案來自一個(gè)或多個(gè)知識庫，實(shí)現(xiàn)不同的答案策略的組合?；?本體的代理人社區(qū)的做法，通過動(dòng)態(tài)生成通用本體，為信息集成系統(tǒng)演示了一種靈活和動(dòng)態(tài) 的方法來融合異構(gòu)數(shù)據(jù)源，以最大限度地進(jìn)行信息共亨。匹配語義網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求與語義網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)廣告的算法，其屮，匹配算法基于以本體概念形式組織的輸入輸出的相似度，拓展了木 體應(yīng)用的商業(yè)價(jià)值。服務(wù)的質(zhì)量評價(jià)過程為：首先，第

20、三方組織以本體值的方式分發(fā)分值表; 其次，通過服務(wù)的被檢索情況評分，主要通過檢索匹配算法算出基于消費(fèi)者喜好的服務(wù)質(zhì)量 的排名信息。通過這種服務(wù)質(zhì)量評價(jià)，消費(fèi)者可以精確定位出需求服務(wù)：即大多數(shù)消費(fèi)者喜 好的服務(wù)。語義網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)特定領(lǐng)域信息的有序組織、存儲(chǔ)和檢索，而本體通過對共同認(rèn)可的概念、 概念與概念之間關(guān)系的精確定義，支持語義層次上信息共亭和交換，改進(jìn)了特定領(lǐng)域的網(wǎng) 服務(wù)。移動(dòng)通信服務(wù)屮基于本體的語義網(wǎng)服務(wù)架構(gòu)，以提供創(chuàng)新型移動(dòng)服務(wù)。該木體使用0 wl進(jìn)行咅樂信息的情境描述，定義分類體系和分類規(guī)則，在咅樂資源和相應(yīng)的咅樂類型之 間捕捉音樂流派、界定多成員z間的關(guān)系，從而支持基于情境和基于近鄰的

21、音樂資源搜索。 借用企業(yè)治理架構(gòu)中的領(lǐng)域本體，分析公共行政服務(wù)領(lǐng)域的概念映射情況。frederico探討 了從地緣現(xiàn)實(shí)到推導(dǎo)性本體下的地理空間語義網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)颊卟v、同一 病種的不同療法等資料的共亨要求高，對于標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的語義網(wǎng)絡(luò)需求強(qiáng)烈。通過對醫(yī) 務(wù)志愿者的調(diào)查采訪，驗(yàn)證語義網(wǎng)本體下的電子健康記錄作為脊骨治療方法具有高可行性, 創(chuàng)建了名為chiro的本體系統(tǒng),供使用脊椎指壓治療法和脊椎對抗療法的醫(yī)生共亨患者信息。 語義網(wǎng)絡(luò)框架下的本體驅(qū)動(dòng)型臨床實(shí)踐指南的創(chuàng)建和執(zhí)行，通過引入一個(gè)領(lǐng)域本體、一個(gè)病 人本體、一個(gè)決策規(guī)則和一個(gè)規(guī)則執(zhí)行引擎，采用本體驅(qū)動(dòng)的語義網(wǎng)方式構(gòu)建電子化的c

22、pg 和臨床決策支持系統(tǒng)，它系統(tǒng)構(gòu)建分為4步：（1 ）定義臨床實(shí)踐指南的本體，以本體化顯 示指引元素模型編碼的臨床實(shí)踐指南.本體定義基于指引元素模型中的文檔類型定義；（2 ） 開發(fā)cpg決策邏輯定義工具，定義cpg的語法規(guī)則。（3 ）開發(fā)cpg執(zhí)行引擎，通過jena 推理系統(tǒng)執(zhí)行cpg的邏輯規(guī)則。(4 )實(shí)施自動(dòng)化決策樹生成模型，提供解決方案的推理過 程跟蹤，以協(xié)助醫(yī)生理解所提出的建議。實(shí)際應(yīng)用屮，給定一個(gè)病人實(shí)例，cdss系統(tǒng)即可 給出相關(guān)臨床建議?？傮w來說，本體在語義網(wǎng)中的應(yīng)用研究已具有一定的廣度和深度，從自 動(dòng)化、智能化木體構(gòu)建，拓展到本體功能系統(tǒng)的完善，開發(fā)思想也開始強(qiáng)調(diào)用戶的個(gè)性化需

23、 求，語義網(wǎng)本體的應(yīng)用領(lǐng)域研究進(jìn)一步拓展。研究方法上，算法開發(fā)、模型構(gòu)建占主流，少 數(shù)研究采用了用戶訪談法，定量化分析方法應(yīng)用不多，說明本體在語義網(wǎng)屮的應(yīng)用研究尚未 達(dá)到成熟階段，在研允方法和研允內(nèi)容上均有較大提升空間。3、本體發(fā)展趨勢隨著語義網(wǎng)(seman(icweb)的不斷發(fā)展，及其本體(ontology)技術(shù)的不斷完善，語 義網(wǎng)本體在知識管理、搜索異構(gòu)系統(tǒng)集成、自然語言理解、知識工程、信息抽取與檢索等方 面有廣泛的應(yīng)用。特別在知識管理方面，w3c制定的資源描述框架(rdf)和web本體語 言(owl)等語義網(wǎng)本體描述語言標(biāo)準(zhǔn)，特別適合解決生命科學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、地理信息系 統(tǒng)、電子政務(wù)、電子

24、商務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域等知識組織、知識檢索、知識推理等問題。目前，本體在發(fā)展方向上主要有兩個(gè)發(fā)展趨勢：輕量級(light-weight)知識管理，和 重量級(heavy-weight)知識管理。3. 1輕量級(light-weight)知識管理輕暈級知識管理流派以w3c聯(lián)盟的語義網(wǎng)部署工作組(semantic web deployment working group)為首，提出語義網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要建立在海量知識庫以及輕量級本體基礎(chǔ)之上。 所謂輕量級本體指的主要是指基于rdf等簡單知識描述框架的知識庫。此流派認(rèn)為目前制 約語義網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的主要問題在于如何在現(xiàn)有internet上整合海量語義本體知識，使得inte

25、rnet 上所有網(wǎng)站及其網(wǎng)頁以語義標(biāo)注等方式提供機(jī)器可理解的機(jī)制。這種海量語義本體知識庫需 要海量的普通用戶(如網(wǎng)站設(shè)計(jì)者，網(wǎng)頁瀏覽者)參與建立，或者從遺留數(shù)據(jù)(legacy database)庫中提煉抽取。但是如果知識描述框架過于復(fù)雜，或者建立知識的用戶接口過于 復(fù)雜，普通用戶就很難快速便捷建立知識，也很難建立知識自動(dòng)提取的機(jī)制。目前internet 上的rdf/owl本體數(shù)據(jù)有30億海量三元組(triples),但是97%以上是輕量級rdf,復(fù)朵 的owl本體庫只占很少一部分。輕量級知識管理流派研究的重點(diǎn)，一方面是提岀輕量級知 識描述框架，例如：語義網(wǎng)部署工作組于2008年提出的rdfa就

26、是典型的簡單知識描述框 架，它是rdf針對xhtml應(yīng)用的簡化。另方面是借鑒web2.0研究成果，探討便捷的知 識管理用戶接口，例如：語義網(wǎng)教育和科研興趣組(semantic web education and outreach interest group)語義維基(semantic wiki),聯(lián)合開放數(shù)據(jù)集(linking open data),以及語 義社會(huì)網(wǎng)絡(luò)(semantic social network)等相關(guān)研究?？倆,此流派側(cè)重語義網(wǎng)的網(wǎng)(web) 的部分，旨在以用戶為核心的輕量級本體推動(dòng)語義網(wǎng)應(yīng)用。3.2輕量級(light-weight)知識管理重量級知識管理流派以w3c聯(lián)

27、盟的owl工作組(owl working group)和規(guī)則互操 作格式工作組(rules interchange format working gro叩)為首，另外w3c聯(lián)盟的語義網(wǎng)興 趣工作組(semantic web interest group)也有相關(guān)研究。此流派認(rèn)為由于語義網(wǎng)是跨各個(gè)領(lǐng) 域的應(yīng)用集成，所以必須提供較高級和復(fù)雜的語義知識描述框架，用以滿足各個(gè)領(lǐng)域知識的 知識描述、知識組織和知識推理等需求。例如，owl工作組的前身，web本體工作組(web ontology working gro叩)致力 丁基丁描述邏輯(description logics)的 owl1.0 本體描述

28、語 言的制定。在2004年owl1.0標(biāo)準(zhǔn)制定完成z后3年，owl工作組于2007年成立，根據(jù) 這幾年領(lǐng)域知識描述及其應(yīng)用的需求變化，繼續(xù)修訂和擴(kuò)展owl本體描述語言，冃前正在 起草owl2.0版本?；ゲ僮鞲袷焦ぷ鹘M的部分參與者于2004年提交了語義網(wǎng)規(guī)則語言(swrl)標(biāo)準(zhǔn)，將owl與規(guī)則標(biāo)記語言(ruleml)進(jìn)行整合，進(jìn)一步增強(qiáng)owl的語義 推理能力。此外，語義網(wǎng)興趣工作組于2004年提出的具名圖(named graphs)技術(shù)方案， 也是對rdf三元組在知識粒度管理方面的擴(kuò)展?？倆,此流派側(cè)重語義網(wǎng)的語義(semantic) 部分，旨在提供更為強(qiáng)大的語義知識描述框架為各個(gè)領(lǐng)域的各種復(fù)雜

29、知識提供管理服務(wù)。4結(jié)束語隨著w3c聯(lián)盟在語義網(wǎng)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化方面研究的不斷深入，語義網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)日趨成熟和 完善。不論是輕暈級還是重量級的語義網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢，本體在其屮都起著至關(guān)重要的作用。 雖然本體技術(shù)的成熟還需要一定時(shí)間，但是基于本體的語義網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)有著廣闊的發(fā)展前 景。本體應(yīng)用涉及及的領(lǐng)域本體，包括化學(xué)領(lǐng)域、生物領(lǐng)域、地理學(xué)領(lǐng)域和其他領(lǐng)域，本文 對其中有代表性的領(lǐng)域本體并對其應(yīng)用及進(jìn)展進(jìn)行分析研允，總結(jié)出領(lǐng)域本體應(yīng)用進(jìn)展的特 點(diǎn):涉及學(xué)科領(lǐng)域廣；更加專業(yè)化、針對性更強(qiáng)；涉及多個(gè)學(xué)科的領(lǐng)域本體增多。本體的建 設(shè)發(fā)展將有力推動(dòng)數(shù)字圖書館的進(jìn)步?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 max volkel , markus

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