Page 256 - 《软件学报》2020年第9期

陈德彦 等:专家视图与本体视图的语义映射方法 2877

4 方法评价

目前,相关研究工作还没有深入讨论本文提出的语义映射问题,也没有给出相应的语义映射方法.本文的研
究动机和内容完全是基于实践中遇到的一部分问题,这些问题在相同领域的其他实践中以及其他领域中也都
会遇到,属于共性问题.这些问题如果不解决,本体工程也得不到很好的实施和落地.
第 3.1 节的应用案例覆盖了本文提出的 5 类语义映射方法,当然,针对其他应用案例可能还会遇到其他需要
解决的语义映射问题.基于本节提出的领域应用需求和本文提出的语义映射方法建立了领域语义知识库.基于
领域应用的问题求解需求补充了领域语义规则集.通过向规则引擎传递个体实例数据(已知条件,也是显式知
识)、领域语义知识库(显式知识)和领域语义规则集,获得推理结果(隐式知识).最后,基于 SPARQL 查询以获得
个体的运动、饮食等干预方案.案例实现结果可以成功获取个体的运动处方.从推荐结果上看,干预计划完全符
合个体的身体状况和干预需求.当然,推荐结果的好坏不仅仅是一个方法的问题,还涉及到领域语义知识库的规
模和质量,尤其是面对具体应用场景的问题求解知识的科学性和正确性.基于知识的智能决策支持系统依赖领
域专家和知识工程师的密切配合,以及适当的方法、手段和工具的支撑.
5 相关工作

目前,相关工作主要集中在以下几个方面.
1) 为知识工程师或者领域专家提供方便的本体编辑工具.
近年来,随着本体的应用范围越来越广泛,已经出现了很多本体构建工具,例如 Protégé,OntoEdit,KAON 等,
本体构建工具为用户提供了友好的图形化操作界面,并通过集成语义推理引擎提供了本体构建过程中的语义
一致性检查机制.借助这些工具,用户不必了解本体描述语言的细节,就可以方便地构建本体.而且,通过本体构
建工具集成的语法和语义一致性检查机制,避免了很多错误的发生 [43] .
以上这些工具仅仅提供了本体的辅助编辑功能,可以方便本文讨论的语义映射结果的创建和输入,但并未
提供具体的本体建模方法.或者说,在使用这些本体编辑工具之前,需要事先在纸面上或者头脑中形成需要的本
体模型,然后借助这些工具进行方便地形式化.
2) 从本体工程或本体论的角度提出本体建模的一些方法学.
文献[44]介绍了用于创建企业本体的 IDEF5 方法、骨架法以及用于创建领域本体的七步法以及 TOVE,
Methontology 等通用本体创建方法.这些本体建模方法只提供本体建模的基本步骤和指导方针.
本体与面向对象对客观世界的认识方法有许多相似之处,可以借助面向对象的建模方法来建模本体.文献
[11]从 UML 的静态模型和动态模型两个方面研究了本体的面向对象建模方法.文献[12]通过 UML 的类图来描
述环境领域的本体模型,并提出了一种从 UML 类图各元素到本体 OWL 描述各元素的转换方法,详细阐述了从
本体模型到 OWL 描述逻辑的转换过程和转换规则.
面向对象的本体建模方法主要是通过类图描述本体中的概念、属性和关系,但是由于领域知识体系的复杂
性,类图这种简单的结构难以建模概念属性繁多、关系错综复杂的本体.因此,研究者们利用层次结构中层次结
构清晰简洁的特点,通过层次建模方法对复杂本体进行建模.文献[13]提出了领域本体建模的 4 层模型,通过领
域层、分类层、类层和实例层这 4 个层次构建领域本体.其中:领域层表示领域本体的领域名称,由领域专家定
义的领域分类组成;分类层包括该领域的具体分类项;类层由各应用领域的类组成,每个类包括类名、属性集合
和操作集合;实例层由各应用领域的实例组成,每个实例包括实例所属类的名称、属性集合和操作集合.文献[14]
中提出了领域本体自顶向下建模的 5 层模型,用于自适应 Web 系统的本体建模.5 层框架中包括数据层、概念
层、用户层、自适应层和表示层,其中:数据层包括所有松散的 Web 数据单元;概念层包括由数据层的数据单元
抽象而来的概念与概念之间的关系;用户层包括用户访问 Web 的方式及行为的信息;自适应层包括 Web 中的自
适应规则和逻辑规则;表示层包括 Web 系统内容和结构的信息.
除了以上较通用的一些方法学以外,还有一些针对具体问题域或领域的领域语义知识库构建的方法学研