基于模块化技术的领域本体构建方法研究

于波++郑贵省++杜磊

摘要： 针对领域本体在构建过程中，由于概念众多造成本体文件过大，推理复杂等问题，介绍了模块化本体技术领域本体建设、本体模块本体建设的基本单位。结合上下文，规则以松散耦合的方式组装本体，减少设计和实现的困难，解决大身体很难重用和维护，以及应用困难等问题，并将这一技术应用到物流系统中，取得了较好的效果。

关键词：本体；模块化；规则；物流

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）24-0124-02

Research on Domain Ontology Construction Method Based on Modular Technology

YU Bo， ZHENG Gui-sheng， DU Lei

（Basic Department of Military Transport， Tianjin 300161， China）

Abstract： In view of the domain ontology in the process of building， caused by concept of ontology file is too large， complex problems such as reasoning， this paper introduces modular ontology technology domain ontology construction， ontology module as the basic unit of the ontology construction. In combination with context， with the rule to assemble the ontology in loose coupling way， reduce the difficulty of the design and implementation， solve the big body is difficult to reuse and maintenance， as well as the application difficulties and other issues， and apply this technology to the logistics system， the good results have been achieved.

Key words： ontology； Modular； Rules； logistics

近年来，本体论的相关技术已被广泛应用于很多领域。本体作为领域内共享的知识概念模型，为信息平台之间资源沟通和信息交互存在的语义异构等问题提供了解决方案。介绍了模块化本体技术领域本体建设、模块本体建设的基本单位，采用OWL[1]将领域知识模块化，并将其用规则以松散耦合方式组装成所需本体，用SPARQL查询来获取所需的连接模块，虽然OWL可通过OWL：imports 声明可将另一本体文件导入现有本体文件， 但是由于 OWL 的描述能力主要在于以类别为基础的关联性推理，若知识不是用类别方式表达时，OWL便难以表示，因此又利用Jena支持规则的特点连接本体模块，这种方法连接本体模块灵活，可继续挖掘隐含知识。而且，在本体建立中采用模块化方法可以降低本体的复杂性，达到本体复用的目的。

1 本体模块化定义

目前没有明确的定义本体模块，一些研究已经开始探索模块的定义。文献[2]提出了模块化本体形式化的表示方法，并提出了模块化本体工程和半自动的模块化本体开发方法。Paul Doran 等人基于本体重用目的定义了模块概念，Heiner Stuckenschmidt 等人定义了本体模块的通用结构，但不清楚地反映了特征模块，B.Cuenca Grau 认为本体模块化类似于软件工程模块化，使用一致的和良好定义的方法，使大规模本体可以分解成更简单的本体即本体模块。

本文在参考以上文献的基础上，定义本体模块如下，其中 Sig（）表示出现在中的符号集合，特别是本体模块，表示的符号出现在本体模块，[M1?M2]说两个连接本体模块。

定义1 设 [O]为本体，[M1?M2=M]，如果满足以下条件，则[M1]和 [M2]称为 [M]的本体模块

1） [M1≠?，M1?O，M2≠?，M2?O]

2） [M?O]

3） 存在公理[α，α≠?，M1?α，M2?α，Sig（α）?Sig（M）则M?a]

定义2 若[Mc1?Mf1，Mc2?Mf2， Mf1?Mf2=?，则Mc1?Mc2=?]

定义3 且对于任意模块

[M?Mc1，都有M?Mc2=?且M?Mf2=?。]

2 领域知识模块化

1）同一类别的概念形式相同的本体模块的概念不同的类别分为不同的本体模块。

2）复用率较大的概念集合形成独立的本体模块。

3）同一知识集合的不同分类法应形成不同本体模块。

4）常常需要更改和维护的概念集合形成独立本体模块。

基于模块化定义和以上原则，本文在物流系统中划分的模块如图1，图2所示：

3 本体模块化连接方法

形成一个特定的背景下，有必要有一个目的定义一些概念，属性，限制，连接两个本体模块。等形式的背景下，运输货物运输、模块和货物运输模块连接，需要定义一些运输的概念，如定义cannotTransportedBy（不能由…运输）交通属性表达货物运输不能使用运输工具，再用Jena的规则连接两个本体模块。如用Jena定义的规则：

表达如果 x 的易爆属性（isExplosive）为真（ture），即具有易爆性，y 是平车（FlatCar），那么x 不能由 y运输（？x nsTransport：cannotTransportedBy ？y）

图3为货物和运输本体模块连接本体模块形式运输上下文的一部分，环境也可以通过这种方法，另一本是不同一个列表。

4 结语

在本文中，我们给出的定义本体模块、本体模块化技术领域本体建设，该模块本体建设的基本单位，并结合上下文，使用规则以松散耦合的方式组装进身体，减少设计和实现的困难，解决大身体很难重用和维护，以及应用困难等问题。并以物流领域为背景，验证了这一方法的可行性，取得了比较好的效果。

参考文献：

[1] Web Ontology Language （OWL） [EB/OL]. http：//www.w3.org/2004/OWL/，2007.

[2] 林松涛. 模块化本体建设研究[D]. 北京：北京邮电大学， 2006.

[3] 梅婧. 语义Web 本体与规则[D]. 北京大学，2007.