基于形式概念分析的本體構建、合并與展現(xiàn).pdf

1、作為語義網(wǎng)基礎的本體是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明，它的作用是獲取、描述和表達相關領域的知識，提供對該領域知識的共同理解，確定該領域內(nèi)共同認可的詞匯，并從不同層次的形式化模式上給出這些詞匯和詞匯間相互關系的明確定義。那么，構建本體成為本體應用的關鍵問題，但目前該領域研究還處于探索階段，沒有形成成熟、統(tǒng)一的方法作為指導。 目前本體的構建方法主要分為兩大類：一類是采用手工方式來構建，該類方法的問題是：(1)、遇到復雜的領域就費

2、時費力：(2)、在建立各自的本體時均采用不同的標準、建模方法，所以構建的本體不通用；(3)、具有很大的主觀性，針對某個領域，不同的領域專家會采用不同的觀點以至構建的本體不統(tǒng)一。最重要的是在尋找領域概念和概念之間的關系時，所采取的方法和手段有較大差異，而且也只能找到一些己知的概念(從辭海或敘詞表中)。 為了降低手工構建本體時的開銷，研究如何利用知識獲取技術自動或半自動地獲取本體是很有意義的。這就是第二類方法一本體學習技術(Onto

3、logyLearning)，采用本體學習技術, 雖然可以簡化手工構建本體的工作量。但這些技術不能尋找到領域內(nèi)所有隱含的概念和概念間關系，而且不能明確地以形式化方式表達所形成的概念及概念模型。 形式概念分析作為應用數(shù)學的一個分支，來源于哲學領域對概念的理解。從外延和內(nèi)涵兩方面對概念進行符號形式化描述，實現(xiàn)計算機可以理解的語義信息。根據(jù)用二元關系來表達領域中的形式背景，從中提取所有隱含的概念和概念之間的相互關系，形成概念層次結構，即

4、概念格，從數(shù)據(jù)集中生成概念格的過程實際上是一種概念聚類的過程。而且概念格的三維可視化形式使概念格的展現(xiàn)更加直觀生動，為了簡化概念格的顯示，可以識別并折疊其中存在的子概念格。 從本體的目標來看，構建本體的關鍵問題是在確定了領域后，從領域中找到概念以及概念間的關系，然而對于現(xiàn)實生活中的某一領域，與該領域相關的概念以及概念之間的關系是隱含在人們頭腦中，或者是存在領域文檔中。 那么本文研究的主要內(nèi)容是：利用形式概念分析技術在不受

5、開發(fā)者的主觀影響下，幫助從給定的數(shù)據(jù)里自動獲取所有隱含的概念以及概念之間的層次關系，并且用符號表示所有概念，達到了形式化概念模型的效果，為構建本體提供一種方法指導。同時，為了知識的共享與重用，可以基于概念格的合并理論來進行本體的合并。并且在展現(xiàn)本體時，結合幾率模式來表達非層次關系概念之間的相似性和概念與對象的相關度。本文的主要貢獻如下： (1)提出了形式概念分析在基于非結構化數(shù)據(jù)的本體學習中的應用方法。 (2)提出兩種展

6、現(xiàn)本體的方法，一、結合幾率模式來表達本體中非層次關系概念之間的相似性以及屬性概念與對象之間的相關度；二、基于概念格的三維可視化形式來展現(xiàn)，為了簡化顯示，提出子概念格的判定方法及其折疊與打開算法。 (3)提出了基于形式概念分析的本體合并方法。 依據(jù)以上理論，設計并實現(xiàn)了基于FCA的本體原型系統(tǒng)。并且，結合實例構建一個領域本體，通過本體所具有的良好概念層次結構、語義信息來進行概念查詢和檢索，從而有效地提高了本體信息查找的效率