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《吉林大学》 2004年
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本体方法及其时空推理应用研究

胡鹤  
【摘要】:随着语义Web、搜索引擎、时空推理和知识工程等领域的发展,本体技术近来发展很快,成为众多研究者关注的焦点。本体的优点包括如下一些方面:本体提供了公共的词汇表以及相互独立开发的服务所使用的规则的定义;本体提供了共享服务的公司和组织之间的“协定”(agreement),相关概念的含义可以明确无误的被表达出来;通过组合不同的本体,建立本体之间的映射和在资源以及服务中使用代理的(brokering)公共的词汇,独立开发的系统、agent和服务可以共同工作并一致的、正确的和完全的共享信息和处理过程;本体促进了agent之间的通讯以便于采集、处理、融合和交换信息;本体能够使用概念定义和概念之间的关系进行上下文搜索,这可以提高搜索的准确性。 在语义Web技术和时空信息表示与推理的研究背景下,本文展开本体技术的研究工作,重点研究了基于区间模糊理论扩展的描述逻辑系统、使用WordNet的本体建造技术、本体表示语言RDFS、DAML+OIL和OWL以及它们之间的特性比较、基于Web的本体服务器和本体中间件的体系结构、时空关系模型的比较分析、时空推理研究的最新进展和时空信息的本体表示等核心技术。研究路线为:理论和实践相结合,在分析本体关键技术、研究现状和发展趋势的基础上,重点研究本体核心技术,提出了基于区间模糊理论扩展的描述逻辑系统、基于WordNet系统的本体建造系统模型、基于Web的本体服务器系统模型、专家系统BAPDES中的本体中间件系统模型、分析了用于语义Web的本体表示语言并对它们进行了比较,在时空推理领域分析了时空模型之间的关系并给出了基于描述逻辑的时空本体和其OWL语言的具体实现。 本文的主要贡献和研究结果如下: (1)对本体技术研究进行了介绍和综述,讨论了本体技术的概念和特性、本体技术的基础理论和形式化模型,重点介绍了作为OWL本体语言表示和推理基础的描述逻辑系统,并给出了基于区间模糊理论扩展的描述逻辑系统。这些内容的讨论和分析是开展进一步研究的理论基础。 (2)研究了本体获取过程中的相关问题。介绍了几个有代表性的本体学习系统,分析了本体学习系统的一般性体系结构和对其进行评估的标准。介绍了WordNet系统,这一事实上的在线电子词汇资源的标准。分析了WordNet系统中的主要组成部分和功能。在此基础上通过将WordNet系统中的Synset等概念映射到OWL概念和关系,给出了基于WordNet系统的本体建造方法。 (3)研究了利用本体技术的系统构造问题,分别进行了如下研究:研究了基于Web的本体服务器系统的设计,讨论了本体服务器的体系结构以及它的查询接口设计;研究了在专家系统BAPDES中的本体中间件系统的设计问题,给出了本体中间件的组成划分和接口结构。讨论了在本体中间件中使用OWL推理服务的实现途 WP=113 径;研究了使用本体技术的搜索框架设计,指出了目前搜索引擎因为同形多义(polysemy)问题和同义多形(synonym)问题而影响了其召回率和准确率性能。研究了分别用于解决同义多形问题的本体模型和用于解决同形多义问题的规则模型。提出了基于这两个模型的搜索引擎框架设计。 (4)介绍并分析了用于语义Web的本体表示语言。给出了作为其它表示语言语法基础的XML和XML Schema的介绍,在此基础上分别介绍了RDF和RDFS、OIL、DAML+OIL和OWL语言;其中详细介绍了目前由W3C最新提出的作为未来语义Web上标准的本体表示语言OWL,包括其产生背景、子语言、语言成份的介绍并给出了一个OWL本体的范例;5.7节从有界列表、基数约束、类表达式、数据类型、定义类、枚举、相等、可扩展性以及形式化语义等不同方面对这些本体语言进行了分析和比较。通过给出几种主要的本体语言和描述逻辑系统的对应关系,指出了基于本体表示语言的应用系统可以使用的推理能力。这种推理能力对于实现智能化应用具有重要的意义。 (5)对目前时空推理领域的研究进展进行了综述。从本体、表示模型和推理方法及其复杂性等方面分别对时态推理和空间推理进行了概述,重点介绍了Allen的区间代数系统和Randell等提出的RCC空间拓扑模型。在此基础上,对时空结合推理的发展进行了综述,讨论了目前存在的问题与今后的发展方向。 (6)探索了在空间推理和时间推理领域两个著名的模型-时态推理中的Allen的区间代数和空间推理中的RCC模型之间的联系。指出了由区间代数导出的十三种时段关系实际上是RCC-8关系与一维方向关系的结合。利用这一发现按照方向关系将RCC-8关系划分成了两个不同的集合,这种划分可用于在特定的应用中组合拓朴和方向关系。 (7)研究了时空信息的本体表示问题。指出了目前有关时空结合的本体研究工作相对较少,且已有的Grenon和Bittner定义的形式化时空本体使用的是一阶谓词逻辑方法,还未有使用描述逻辑定义时空本体的研究工作。通过描述逻辑与一阶谓词逻辑的映射关系,给出了基于描述逻辑的时空本体的定义。由于一阶谓词逻辑的推理没有完备的判定过程,这为要求高效推理的应用带来了障碍。通过使用带有可靠完备判定过程的描述逻辑重新定义的时空本体,可以使得系统拥有高效的推理能力。为时空本体的有效利用扫除了障碍。 本文的研究结果丰富了本体技
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP301

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 闵敏;谭传凤;蒋玲;范冲;胡承芳;;地理时空本体研究进展[J];华中师范大学学报(自然科学版);2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 白岩;基于本体的移动Agent通信技术研究[D];吉林大学;2006年
2 谢琦;空间方位关系模型与时空结合推理的研究[D];吉林大学;2006年
3 杜文华;本体的构建及其在数字图书馆中的应用研究[D];武汉大学;2005年
4 易明;基于Web挖掘的电子商务个性化推荐机理与方法研究[D];华中科技大学;2006年
5 刘炜;智能元搜索引擎中个性化模式库的研究[D];太原理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 宋小华;基于固定视点的空间遮蔽模型[D];吉林大学;2007年
2 万甜甜;基于本体的地理信息查询机制研究[D];电子科技大学;2007年
3 秦文燕;基于语义网格的信息检索技术的研究[D];东南大学;2006年
4 许泉立;Web环境下基于Ontology的空间信息查询检索机制研究[D];云南师范大学;2006年
5 段学庆;基于Ontology的语义地理信息共享与互操作技术的研究[D];江苏大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王生生,刘大有,杨博;混合维定性空间查询语言MQS-SQL[J];电子学报;2002年S1期
2 周园春,李淼,张建,李晓欧,张飞;中间件技术综述[J];计算机工程与应用;2002年15期
3 谭石禹,郑扣根,潘云鹤;时变拓扑[J];计算机研究与发展;2000年07期
4 郑扣根,谭石禹,潘云鹤;基于状态和变化的统一时空数据模型[J];软件学报;2001年09期
5 刘亚彬,刘大有;地理信息系统中空间对象间拓扑关系的推理[J];软件学报;2001年12期
6 虞强源 ,刘大有 ,谢琦;空间区域拓扑关系分析方法综述[J];软件学报;2003年04期
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8 张显峰,崔伟宏;基于GIS和CA模型的时空建模方法研究[J];中国图象图形学报;2000年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁文勤;王直杰;张珏;张敏;苏翔;;基于本体的企业网络知识管理系统的构建与实现[J];微计算机信息;2005年26期
2 王晓辉;解建仓;汪妮;;MVC模式下的水质模型中间件实现技术[J];西安理工大学学报;2005年04期
3 胡金柱;王琳;肖明;罗旋;姚双云;罗进军;;汉语复句本体模型初探[J];华中师范大学学报(自然科学版);2005年04期
4 殷磊,王润孝,姜晓鹏;基于本体的领域需求分析方法与模型研究[J];计算机工程与应用;2005年07期
5 陶皖,李平,廖述梅;当前基于本体的语义标注工具的分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年02期
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7 陈启浩,贲亮,李向明;模糊值度量空间的拓扑性质(I)[J];北京邮电大学学报;2000年01期
8 海胜利;信息资源整合的案例分析[J];图书与情报;2004年05期
9 秦政坤;王生生;;一种改进的区域四叉树空间搜索简易算法[J];江西师范大学学报(自然科学版);2005年06期
10 高峰;姚艳秋;;数据挖掘技术在入侵检测系统中的应用[J];长春师范学院学报;2006年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王建州;李廉;汪映海;;面向Ontology的电力信息系统的研究[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年
2 郑笈;李思昆;陆筱霞;;大规模场景绘制的存储数据调度组织研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
3 杨昆;王军;彭双云;;基于Ontology的空间信息互操作初步研究[A];中国地理信息系统协会第八届年会论文集[C];2004年
4 胡泽明;岳春生;王志刚;李婧;;跨平台嵌入式GIS应用软件开发新模式——嵌入式地理信息系统中间件平台[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
5 贾凌燕;陆一平;;浅谈ontology方法及其发展[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年
6 戴祯平;;贵州省县级供电企业综合能力模糊评判应用[A];贵州省软科学研究论文选编(2001—2004)[C];2005年
7 吴宏杰;赵雷;杨季文;;SP服务商Java短信平台的软件模型和实现[A];Java技术及应用的进展——第七届中国Java技术及应用交流大会文集[C];2004年
8 宋小华;欧阳丹彤;;时空推理在计算机视觉的应用[A];2006年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2006年
9 雷蓉;;基于GeoCA的土地利用变化动态模型研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
10 王晓惠;王念滨;程慧;;基于本体的信息集成研究综述[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐志红;基于事件语义的时空数据模型的研究[D];武汉大学;2005年
2 安杨;基于本体的网络地理服务中的关键问题研究[D];武汉大学;2005年
3 刘云峰;基于潜在语义分析的中文概念检索研究[D];华中科技大学;2005年
4 谷建军;基于叙词表的中医古籍文献领域本体建模方法研究[D];中国中医科学院;2006年
5 马辉;产品设计知识建模与演化关键技术研究[D];浙江大学;2006年
6 赵凤琴;吉林西部土地生态环境安全研究[D];吉林大学;2005年
7 杜崇;松娕平原土地荒漠化与生态环境变化研究[D];吉林大学;2005年
8 廖敏;基于资源集成的协同产品开发原理与实施方法研究[D];四川大学;2005年
9 陈志泊;GIS中栅格数据时空数据模型及其应用的研究[D];北京林业大学;2005年
10 李海奎;FORSTAT(统计之林)核心部分关键技术的研究与实现[D];北京林业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓丹;限定领域内基于web的智能问答系统[D];内蒙古大学;2005年
2 段立功;遥感卫星地面系统中数据管理的若干关键技术的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
3 李鹏云;数字图书馆信息资源处理研究[D];武汉大学;2005年
4 付蓉;E-learning的知识组织研究[D];中南大学;2005年
5 唐晓文;基于知识特征的教学资源收集和组织的研究与实现[D];中南大学;2005年
6 李志;基于数据集成中本体自动构建的研究[D];中南大学;2005年
7 贾化萍;C/S与B/S结合模式的大坝安全监测信息管理系统研究[D];河海大学;2006年
8 张春艳;基于Web服务的支持虚拟企业工作流技术的研究[D];福州大学;2006年
9 连惠群;语义Web服务发现和组合的研究与应用[D];福州大学;2006年
10 杨昕;基于语义Web的个性化网络课件研究[D];天津大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王凌云,李琦,喻文承;Web Service与地理信息互操作[J];测绘科学;2004年01期
2 张书亮,陶陶,闾国年;地理信息共享与互操作框架研究[J];测绘科学;2004年06期
3 孙立坚,刘纪平,王亮,朱翊;B/S结构下基于Web Services技术的空间分析方法的研究[J];测绘科学;2005年01期
4 石丽红,张清浦,刘纪平,栗斌;面向突发事件的防范应急GIS系统的设计与实现[J];测绘科学;2005年01期
5 李新通,何建邦;GIS互操作与OGC规范[J];地理信息世界;2003年05期
6 景东升,吴斐;基于本体和Agent的地理空间信息语义共享[J];地理信息世界;2005年04期
7 龚健雅;高文秀;;地理信息共享与互操作技术及标准[J];地理信息世界;2006年03期
8 罗年学,潘正风;地籍信息系统中的时态问题研究[J];测绘信息与工程;2001年03期
9 何建华,杜清运;基于STER模型的宗地数据库设计[J];测绘信息与工程;2002年05期
10 蒋玲;龚健雅;;基于OWL-S的地理信息服务描述和发现[J];测绘与空间地理信息;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董鹏;分布式空间信息的高效查询与分析系统研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
2 钱贞国;面向互操作的分布式网络地理信息系统研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
3 杨尔弘;突发事件信息提取研究[D];北京语言大学;2005年
4 荐 军;城市基础地理信息平台框架及关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
5 徐志红;基于事件语义的时空数据模型的研究[D];武汉大学;2005年
6 安杨;基于本体的网络地理服务中的关键问题研究[D];武汉大学;2005年
7 鲁铭;基于本体的异构导航数据库集成与空间信息语义服务研究[D];华东师范大学;2006年
8 吴功和;分布式地理信息服务研究与实践[D];解放军信息工程大学;2006年
9 杨骏;“数字城市”中的空间本体数据库研究[D];西南交通大学;2007年
10 王小刚;异构信息集成环境中基于语义的查询研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 过志峰;基于高效空间存取机制的地理空间数据查询研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
2 尹奇韡;基于语义Web的信息表达与语义化过程研究[D];浙江大学;2003年
3 王长宁;本体匹配算法研究及结合Web服务的实现[D];合肥工业大学;2004年
4 任彬;一种特定领域的语义网模型[D];吉林大学;2004年
5 胡建国;基于万维网的地理信息查询系统研究与实现[D];华中科技大学;2004年
6 郭星华;地理信息Web服务研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
7 缪炎;SOA架构下城市规划地理信息系统的研究与实现[D];武汉大学;2005年
8 易曙贤;基于Web服务的GIS互操作模型研究[D];武汉大学;2004年
9 李志刚;面向地籍变更目标的小型实验系统的研究[D];武汉大学;2004年
10 张红宇;数据集成中本体映射的研究[D];中南大学;2005年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨骏;“数字城市”中的空间本体数据库研究[D];西南交通大学;2007年
2 刘新;三维空间关系的描述及其定性推理[D];山东科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 刘琳娜;基于本体的武器装备IETM研究[D];西北工业大学;2007年
2 杨小佳;基于本体的公共交通领域智能信息检索研究[D];大连海事大学;2007年
3 谢娟娜;本体技术在知识管理系统中的应用研究[D];南京航空航天大学;2007年
4 毛平;基于领域本体的文本信息语义检索研究[D];南京理工大学;2007年
5 孔晨妍;基于RSS聚合和本体检索的博客系统设计与实现[D];南京农业大学;2007年
6 郑晓凤;基于本体的物流信息系统研究[D];大连海事大学;2008年
7 张囡囡;面向语义网的领域本体半自动构建方法的研究[D];大连海事大学;2008年
8 姚颖;远程教育中本体的研究与应用[D];北京交通大学;2008年
9 刘亮;移动Agent技术在电子商务中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 孙战利;空间复杂性与地理元胞自动机模拟研究[J];地球信息科学;1999年02期
2 谭石禹,郑扣根,潘云鹤;时变拓扑[J];计算机研究与发展;2000年07期
3 陆汝钤,金芝,陈刚;面向本体的需求分析[J];软件学报;2000年08期
4 李霖;空间数据库查询语言的特征[J];武汉测绘科技大学学报;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁方;王涛;;基于本体的推理机研究[J];计算机工程与应用;2006年09期
2 康达周;徐宝文;陆建江;李言辉;;支持语义web模糊本体的描述逻辑(英文)[J];东南大学学报(英文版);2006年03期
3 刘健;;语义网中模糊本体的描述逻辑[J];科技资讯;2010年02期
4 石莲;孙吉贵;;描述逻辑综述[J];计算机科学;2006年01期
5 孙小林;卢正鼎;李瑞轩;王治刚;陈新华;;角色访问控制中基于描述逻辑的角色互斥实现[J];计算机工程与科学;2007年09期
6 张凌宇;陈楠;;语义网中描述逻辑的模糊扩展[J];高师理科学刊;2010年04期
7 向胜军;;分布式系统模型管理框架研究[J];北京石油化工学院学报;2007年02期
8 曹茂俊;尚福华;滕雪萍;;基于描述逻辑的可扩展的案例表示及检索研究[J];科学技术与工程;2010年11期
9 王秀玮;杨斌;;基于描述逻辑的OntoUML模型的推理研究[J];计算机与现代化;2010年12期
10 唐素勤;蔡自兴;王驹;蒋运承;;运用属性探索构建完备描述逻辑本体[J];模式识别与人工智能;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 康达周;徐宝文;陆建江;李言辉;;支持语义web模糊本体的描述逻辑(英文)[A];全国语域web与本体能研讨会论文集[C];2006年
2 叶枫;曹敬;李晓芳;;水环境特定业务的语义及其应用研究[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
3 沈国华;黄志球;朱小栋;仲晶;项高友;;一种基于描述逻辑的语义Web服务匹配方法[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
4 蔡畅;李宏伟;李勤超;;语义层次的知识推理研究[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
5 赵泽宗;;比喻推理建构[A];逻辑今探——中国逻辑学会第五次代表大会暨学术讨论会论文集[C];1996年
6 戴佐培;宋春林;李净;;基于本体的中医经络知识库的设计与开发[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(上册)[C];2009年
7 伍伟;李兵;曾诚;;基于本体的语义Web服务注册平台研究[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年
8 陈冬菊;张发军;宫玉梅;何天白;;在嵌段共聚物本体与薄膜中结晶形貌的研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
9 广凯;魏鲲;金浩;潘金贵;;一种基于本体的上下文模型[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国普适计算学术会议(PCC'06)论文集[C];2006年
10 罗娜;左万利;袁福宇;张靖波;张慧杰;;使用本体语义提高文本聚类(英文)[A];全国语域web与本体能研讨会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄家艳;川电三公司汽机工程处本体班获“全国质量信得过班组”[N];西南电力报;2002年
2 刘春田;“知识”的本体和现实形态[N];中国知识产权报;2004年
3 中国科学院计算技术研究所 黄瑞史忠植;加强知识的共享与重用[N];计算机世界;2007年
4 大江;锻造本体竞争力[N];中国改革报;2006年
5 深圳报业集团驻京记者 陆云红;改革开放之窗创新活力之都[N];深圳特区报;2006年
6 任玉岭;一本体现时代精神的哲学教材[N];光明日报;2003年
7 郑敏;也谈本体杂文[N];中国文化报;2003年
8 宏图三胞高级副总裁 花贵侃;企业需要一条灵活的“尾巴”[N];电脑商报;2007年
9 左孝 记者蒋寒;世界最大本体装置在天原建成[N];科技日报;2005年
10 孙国华;法的本体是法律关系[N];检察日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡鹤;本体方法及其时空推理应用研究[D];吉林大学;2004年
2 杜文华;本体的构建及其在数字图书馆中的应用研究[D];武汉大学;2005年
3 安杨;基于本体的网络地理服务中的关键问题研究[D];武汉大学;2005年
4 严亚兰;基于语义Web的知识处理研究[D];武汉大学;2005年
5 罗正鸿;D_4/APAEDMS本体开环共聚及其数学模拟[D];浙江大学;2003年
6 王静;基于可拓集的描述逻辑研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 张小旺;超协调描述逻辑[D];北京大学;2011年
8 邹婷婷;描述逻辑中若干问题的研究[D];吉林大学;2013年
9 文坤梅;基于本体知识库推理的语义搜索研究[D];华中科技大学;2007年
10 王真星;基于本体的计算机支持协同学习关键技术研究[D];复旦大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱红梅;模型资源的语义表示和应用研究[D];山东科技大学;2005年
2 夏俊;语义Web中基于本体知识库系统的自动推理研究[D];合肥工业大学;2004年
3 陈琪;基于本体和特征模型的概念体系结构应用研究[D];华北电力大学(河北);2007年
4 王洪;汽车制造业PLM系统信息集成研究[D];中南大学;2006年
5 胡必云;基于语义Web的信息检索应用研究[D];安徽大学;2007年
6 胡愫;语义网中基于本体的信任机制研究与实现[D];华中科技大学;2007年
7 蒋红;基于语义Web的网络化制造知识集成技术的研究[D];兰州理工大学;2007年
8 赵火军;基于引文链的知识元挖掘方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 韩斌;语义电子商务架构的研究[D];兰州理工大学;2009年
10 徐昊;基于语义网的社群用户管理研究[D];吉林大学;2008年
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