摘要　論述敘詞表的計算機化管理為轉換領域本體創(chuàng)造條件，進行敘詞表的概念屬性轉換本體的理論分析。通過本體轉換原理、方法及建模過程的討論，進一步指出敘詞表本體轉換的可行性和必要性。并借用農業(yè)科學敘詞表轉換為農業(yè)本體的實例來說明OWL語言的實用性及本體理論在信息資源組織過程中的影響與作用。
　　關鍵詞　敘詞表　本體　OWL
　　分類號　G254.24
　　
　　本體理論注重在知識組織結構的層面上描述具有語義關系的概念意義，其形成的本體技術(ontology)已經被應用于數(shù)字圖書館及相關領域，信息檢索的規(guī)范化、智能化以及Web語義的分析和確定均可以通過Ontology來實施。敘詞語言作為一種具有語義關系的語言系統(tǒng)，其詞匯表達的某一領域的屬性概念和On-tology有著相同的表現(xiàn)功能，通過敘詞語言來建構本體理論中面向學科領域的概念化描述機制以及知識組織多元化體系具有顯著的優(yōu)越性。近幾年來，國際科研機構和各國技術力量進行了廣泛的研究，并取得了豐碩的成果，如聯(lián)合國糧農組織利用RDFS(RDF Sche－ma)將Agrovoc敘詞表轉換為農業(yè)本體；美國Syracuse大學的J.Qin和S.Paling建立了把GEM(教育資料網關)中的受控詞表轉換為ontology的原理和原則框架。以敘詞語言為基礎建立的ontoloyg是有效可行的ontology enginneering的開發(fā)思路，敘詞表所具有的概念集合和語義關聯(lián)為本體技術的開發(fā)提供了豐富的資源。敘詞表必須通過技術規(guī)范和方法指導逐漸向on－tology遷移，以達到ontoloyg中要求精確的類與類、類與實體之間的邏輯關系。
　　
　　1　敘詞語言建構本體理論的原則和方法分析
　　
　　敘詞語言的概念語義關系主要用“用”、“代”、“分”、“屬”、“參”等表示，但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)這些語義關系的邏輯劃分界限并不十分嚴謹，如表示等級關系就包括多種：地殼運動和地殼平行運動(包含關系)、寫字樓和寫字間(整體和部分關系)、機械理論和電機原理(類和實例關系)，這樣，在邏輯關系的區(qū)別上存在著明顯的混淆。本體技術的應用要求語義關系建立在嚴格的邏輯之上，對于敘詞語言的本體轉換需要根據敘詞的不同情況采取不同的方法：①統(tǒng)一規(guī)則關系，如聯(lián)合國糧農組織在轉換Agrovoc敘詞表時，將BT／NT關系統(tǒng)一為類與實例關系；②概念分解，如Per-ishable Product可以表示為帶有Perishable屬性的Prod－uct，Mother可以表示為帶有Female屬性的Parent。為了促進網絡本體技術的發(fā)展，使得敘詞語言更完備地轉換為本體，國際信息與文獻標準化委員會重新修訂了敘詞結構與使用技術標準(ISO5946)，其中明確規(guī)定了轉換方法：①用XML Schema構建敘詞標記語言，建立敘詞語言描述本體的基本框架；②用RDF Schema表示敘詞內容，可以將敘詞表中某一個概念范疇作為本體的某一領域的域值直接引入；③用DAML+OIL、OWL表示敘詞關系，將本體理論描述引進深入。其中，OWL作為語義萬維網的核心技術，意在提供一種語言，用于描述Web文檔和應用中固有的類和類之間的關系。它通過定義類和類的屬性來形式化一個領域，聲明和定義對象與對象的屬性以及在OWL形式化語義允許程度上對類和對象進行推理。
　　OWL提供三種表達能力漸強的子語言，分別是OWLLite、OWL DL、OWL Full。OWL Lite支持的是那些需要一個分類體系和簡單約束功能的用戶。例如當OWL Lite支持集約束時，它只允許集的值為0或1。OWL DL支持的是想獲得最大表達能力、具有完全計算能力及確定性的用戶。OWL DL包括所有OWL語言的約束，如：類型區(qū)分(一個類不能同時是一個對象或者屬性，一個屬性不能同時是一個對象或者類)。OWL DL設計目的是支持現(xiàn)有的描述邏輯和為推理系統(tǒng)提供預期的計算屬性。OWL Full支持的是想獲得最大的表達能力但不確定是否需要計算性的用戶。在OWL Full中，一個類能同時作為對象的集合，它本身也可以作為一個對象。OWL Full允許一個本體增加一個前控詞表的意義。
　　以上三種子語言，哪一種更適合應用本體的使用?具體來看，選擇OWL Lite還是OWL DL，要根據用戶對OWL所提供的需求程度來判斷，OWL Lite的推理器具有令人滿意的計算屬性，而OWL DL推理器在遇到其他具有確定性的子語言時，將按最壞情況處理，服從復雜性更高的子語言；選擇OWLDL還是OWL Full，主要根據用戶對建模工具的需求程度來判斷，兩者相比，OWL Full對推理的支持比預期的相對較弱。
　　
　　2　敘詞語言建構本體的模型理論分析
　　
　　2，1建模步驟
　　本體建模理論主要以方法來表示，本體的建模方法有很多，其中Mariano Fernandez&GOMEZ-PEREZ等的METHONTOLOGY方法最為著名。METHONTOLO－GY是一種本體建模的結構性方法，其步驟為：
　　2，1，1制定說明單的使用內容說明單的制定要詳細、完備、一致，內容包括本體建模的目的、場景、用戶確定、實現(xiàn)本體的結構化程度、范圍及本體要表達的術語集、特性和力度。
　　2，1，2獲取信息的來源和方法信息來源途徑很多，可以是各行業(yè)專家的思想、文獻、數(shù)字、新聞等。獲得信息的方法有邏輯思維法、訪談法、本文知識的分析與總結、知識檢索工具的使用。
　　2，1，3概念化過程將領域知識組織成概念模型，用說明單中識別的領域詞匯表來描述問題和制定解決方案。生成的概念模型允許最終用戶確定一個本體是否有用，并且對于某個給定的應用不需要查看源代碼就可判斷是否可用；比較多個本體的范圍、完整性、可重用性和共享性。
　　2，1，4實現(xiàn)過程
　　用任何一種形式化的語言編碼實現(xiàn)本體。需要一種開發(fā)環(huán)境的軟件支持，包括：詞法與語法分析器、翻譯器、編輯器、瀏覽器、搜索器、評價器、自動維護工具。
　　2，1，5評價過程
　　對本體構建的每一個環(huán)節(jié)中本體本身、軟件環(huán)境、文檔狀況進行評判，包括正確性、穩(wěn)定性和有效性。
　　2，1，6文檔構成形成本體構建過程中的各個環(huán)節(jié)進行文檔存貯。
　　
　　　2，2建立詞間關系自動轉換系統(tǒng)
　　由于敘詞表所表達的詞間關系過于寬泛，必須對其進行預處理和精煉。通過預處理和精煉，可以將敘詞轉換為本體中的概念，將詞間關系精煉為明確的概念間關系。
　　2，2，1要確定詞間關系轉換規(guī)則
　　例如，在Agrovoc敘詞表中，sheep RT mutton被定義為sheep(usedTo－Make>mutton，則可以規(guī)定If class x is sheep#1 andclass Y is mutton#1，and X RT Y then X Y。這樣，敘詞關系sheep RT mutton自動轉換為概念關系sheepmutton。
　　2，2，2改正有問題的詞間關系并轉換為正確的概念關系主要算法是：
　　
　　
　　2，2，3檢查詞間關系轉換的結果，對不合理的詞間關系進行修改可以通過三種方式進行檢查：
　　?概念檢查：查詢概念，返回概念間的關系，檢查是否正確，如檢索“sheep”。
　　?概念間關系查詢：如。
　　?規(guī)則查詢，如Ⅱx and Y are marked as“T*”inthe concept type field，and X BT Y，then XY。
　　
　　2，3本體的OWL輸出表示
　　我們可以把METHONTOLOGY方法看成是對敘詞表的精煉過程，通過建模實現(xiàn)了敘詞表詞匯上的豐富和語義關系上的邏輯表達。在此方法下，通過軟件工具Prot6g62000，利用OWL語言來整體建模，模型文檔片段如下所示：
　　
　　對于建模的評價應該是查看建模文檔的合理程度及運行穩(wěn)定狀態(tài)，從中體現(xiàn)出本體概念、屬性及語義關系的明確性和準確性，將結果返回到建模步驟2.1.4中，進行修改，經反復修改后最終確定該領域的本體模型框架和內容。在建構本體的過程中，利用敘詞表進行本體建構具有客觀的優(yōu)勢，敘詞表本身被稱為輕量級本體，其所包含的概念層次清晰、邏輯性強，對各個學科專業(yè)詞匯收錄得比較完備，在敘詞表的基礎上構建本體可以起到事半功倍的效果。尤其對于一些專業(yè)敘詞表，其構建本體的效果更好。
　　
　　3　農業(yè)科學敘詞表向農業(yè)本體轉換實例分析
　　
　　3，1農業(yè)科學敘詞表的OWL描述
　　對于W3C推薦的本體描述語言OWL有著更為強大的表達能力，是在Web上發(fā)布和共享本體語義標記語言，OWL有三種子語言：OWL Lite、OWL DL和OWLFull。農業(yè)科學敘詞表轉換為本體將以OWL語言格式進行保存。我們通過農業(yè)科學敘詞表中的一個例子來說明向本體轉換的情況，下面為“劍橋學派”的部分敘詞及詞間關系：
　　
　　
　　以上為較為簡單的OWL表達的敘詞表中敘詞間的語義關系，若要更為精確地表達，還要建立更多屬性來描述細分后的語義關系，這里就不再說明了。
　　
　　3，2農業(yè)科學敘詞表轉換本體系統(tǒng)的設計與實施
　　農業(yè)科學敘詞表本身是一個敘詞數(shù)量龐大、結構復雜的語言體系。隨著計算機技術的發(fā)展，目前已經研制出電子版的農業(yè)科學敘詞表，我們就以Visual Stu－dio，net 2005應用軟件為平臺，構建本體批量轉換系統(tǒng)。其系統(tǒng)轉換功能包括以下三個方面：
　　通過系統(tǒng)界面層CAT_To_OWL的顯示，轉換系統(tǒng)的操作主界面如圖1所示：
　　主界面中“核心轉化”模塊為主模塊，該模塊可以選擇需轉換的敘詞的一級類目，可選擇多個，并能夠暫停或終止轉換操作，狀態(tài)區(qū)顯示轉換的進度，如圖2所示：
　　核心轉換過程中，系統(tǒng)根據所選定的一級類目，查找出所有的敘詞，將所有敘詞進行“類”的定義，并將和這些敘詞具有等同、等級和相關關系的敘詞查找出，最后根據不同的關系類型進行OW1的轉換，如圖3所示：
　　以上是對農業(yè)科學敘詞表轉換為本體的功能操作。另外，系統(tǒng)的參數(shù)配置及轉換結果的比較和評判也是重要的功能部分。通過農業(yè)科學敘詞表的豐富素材及相關專家的預處理，才逐步形成了轉換后的相關“類”的語義關系，繼而形成了農業(yè)領域本體完整的結構與充實的內容，為農業(yè)信息資源的組織與管理奠定了堅實的基礎。

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