模糊本體建模方法及語義信息處理策略研究.pdf

1、本體作為信息與知識(shí)的語義描述和組織模型，是解決語義信息共享和互操作的關(guān)鍵技術(shù)，尤其在分布異構(gòu)的Web資源日益增多的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，利用本體為用戶提供智能化的信息服務(wù)一直是當(dāng)今語義Web的一個(gè)研究重點(diǎn)。隨著語義Web服務(wù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等新型信息服務(wù)技術(shù)對(duì)語義信息處理策略的日趨重視，本體建模作為實(shí)現(xiàn)語義信息處理和應(yīng)用的基礎(chǔ)顯得尤為重要。因此，研究本體的建模方法及其語義信息處理策略，具有良好的理論價(jià)值和廣泛的實(shí)際應(yīng)用意義。
　　 模糊性

2、與用戶偏好等語義信息給本體建模帶來了巨大挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的本體模型無法處理大量存在的模糊性與不確定性語義信息，難以根據(jù)用戶模糊性與個(gè)性偏好等語義信息為用戶提供滿意的智能化信息服務(wù)。本文基于對(duì)已有本體建模方法和模糊本體建模方法的深入分析，利用模糊理論分別建立模糊頂層本體FTO和模糊領(lǐng)域本體FDO兩類模糊本體的語義模型，直接運(yùn)用本體描述語言和工具實(shí)現(xiàn)對(duì)模糊信息的語義描述，并基于模糊本體設(shè)計(jì)了語義推理規(guī)則、語義信息映射和語義信息匹配等語義信息處理機(jī)

3、制與策略。論文的主要工作和創(chuàng)新如下:
　　 (1)基于模糊理論的模糊頂層本體FTO語義建模方法
　　 針對(duì)本體無法處理不確定和模糊性語義信息的問題，提出了一種基于模糊理論的頂層模糊本體建模方法，建立了刻畫語義模糊性的模糊隸屬函數(shù)以及模糊限定概念的語義模型。通過對(duì)模糊隸屬函數(shù)的語義建模，在本體中實(shí)現(xiàn)了利用典型模糊隸屬函數(shù)對(duì)模糊概念和模糊關(guān)系進(jìn)行語義描述和語義處理的功能;通過對(duì)程度模糊限定概念和范圍模糊限定概念的語義建模，在

4、本體中實(shí)現(xiàn)了利用模糊限定概念對(duì)模糊信息進(jìn)行語義描述和語義處理的功能。在Protégé本體工具中的語義建模和實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明，模糊頂層本體不僅解決了本體無法描述和處理模糊概念和模糊關(guān)系的問題，而且為其他模糊領(lǐng)域本體或模糊任務(wù)本體提供了通用共享的語義模型。
　　 (2)模糊領(lǐng)域本體FDO的5W2H語義建模方法
　　 針對(duì)目前沒有統(tǒng)一完善的模糊領(lǐng)域本體建模方法，提出了一種模糊領(lǐng)域本體5W2H建模方法，從主體Who、時(shí)間When、地

5、點(diǎn)Where、對(duì)象What、原因Why、方法How和隸屬程度How much等七個(gè)域?qū)︻I(lǐng)域中的本體概念進(jìn)行語義建模，并建立概念與概念之間的語義關(guān)系。其中How Much域定義領(lǐng)域中模糊概念，利用頂層模糊本體中建模的典型模糊隸屬函數(shù)來描述領(lǐng)域中模糊概念和模糊關(guān)系的語義。從構(gòu)建的專家信息領(lǐng)域模糊本體模型可以看出，利用該方法建立的本體結(jié)構(gòu)清晰、可重用性強(qiáng)。通過與面向?qū)ο蠼７椒ê蛯哟谓７椒ǖ谋容^可知，模糊領(lǐng)域本體5W2H建模方法在輔助分析、

6、模糊知識(shí)建模、可擴(kuò)展性、轉(zhuǎn)換成形式化表示語言等方面都有較明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　 (3)基于模糊本體的語義推理策略及語義映射與語義匹配策略
　　 針對(duì)用戶語義信息中的模糊語義和用戶偏好問題，提出了一種基于模糊本體的語義推理機(jī)制，根據(jù)用戶層需求的語義和用戶偏好，以及應(yīng)用層場(chǎng)景和約束，提出了兩級(jí)語義推理策略;結(jié)合本體描述邏輯中的語義推理和模糊邏輯中的模糊推理，研究了過濾性推理規(guī)則、1W1H推理規(guī)則、擴(kuò)展性推理規(guī)則和模糊推理規(guī)則的定

7、義與實(shí)現(xiàn)方法。設(shè)計(jì)了精確查詢、模糊查詢及偏好查詢?nèi)愑脩粽Z義查詢的語義映射與語義匹配策略。通過語義推理、語義映射和語義匹配，為用戶提供滿意度高的服務(wù)?；谝陨蠙C(jī)制與策略，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于模糊本體的專家信息系統(tǒng)，應(yīng)用表明，語義映射與語義匹配模型充分考慮了用戶需求的語義信息、偏好信息及應(yīng)用場(chǎng)景約束，基于語義的信息查詢?cè)诓槿屎筒闇?zhǔn)率方面的性能優(yōu)于傳統(tǒng)關(guān)鍵字的信息查詢。語義匹配策略得出的語義查詢匹配度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)查詢結(jié)果的排序，為專家遴選提供了依