面向关系数据库的装备领域本体构建研究
基于本体论的数据仓库建模技术研究
基于本体论的数据仓库建模技术研究随着互联网的普及和信息化的发展，大数据的概念已经成为了社会各个领域关注的焦点。
而数据仓库作为一个大型的数据存储和管理体系，在大数据时代也发挥着越来越重要的作用。
在数据仓库建设过程中，数据建模是一个非常关键的环节，它直接影响到后续数据的查询、分析和应用。
传统的数据建模方法主要是基于关系模型进行建模的，但是在大数据时代，这种方法已经无法满足新的需求。
随着语义网和本体论的发展，基于本体论的数据建模方法也逐渐成为了数据仓库建模的一个热点研究方向。
本体论作为一种知识表示和共享的方法，可以描述事物之间的关系和属性，并为开发人员提供一种一致的数据模型。
在数据仓库建模中，基于本体论的建模方法可以将数据建模从数据本身转化为对数据的语义描述，从而实现数据的更加精确和全面地描述。
具体来说，基于本体论的数据建模方法可以通过以下几个方面来实现：1. 数据的语义表示传统的数据建模方法主要是基于属性和关系进行建模的，而基于本体论的建模方法则可以更加丰富地描述数据的语义信息。
在基于本体论的数据建模中，数据元素可以被描述为一条有实体、属性、关系、概念等信息组成的语句，这样可以更好地描述数据的含义和关系。
2. 数据分类与归纳基于本体论的数据建模方法还可以将数据根据其特征进行分类和归纳。
例如将不同种类的汽车按照其品牌、制造商、价格、引擎等属性进行分类，对于汽车的分类和查询等操作就变得更加方便。
3. 数据一致性检查基于本体论的数据建模方法可以通过本体的一致性检查，对数据模型进行质量控制。
例如，在建模过程中，可以通过本体的概念层次结构来检验数据模型是否具有一致的层次结构，可以检查实例数据是否符合预期等。
4. 数据的复用和共享基于本体论的数据建模方法可以支持数据的复用和共享。
本体论支持开发人员在不同应用程序、组织和场景中共享和复用语义，这样可以避免重复建模，节省开发成本并提高数据质量。
总结基于本体论的数据建模方法已经成为数据仓库建模的热点研究方向，其主要是基于语义网和本体论来实现对数据建模的方式。
使用数据库构建本体
关系模型向本体模型的转换研究1.本体的相关知识(1).本体概念：概念化的明确的规范说明，共享概念模型的明确形式化规范说明(2).本体特性：概念化，明确化，形式化，共享(3).构建本体的目标是：捕获相关的领域知识，提供对该领域知识的共同理解，确定该领域内共同认可的概念术语，并利用形式化的手段给出这些概念术语及其之间互相联系的明确定义。
(4)本体的形式化表示：O=(C,R,I,A)其中：C：概念集合I：实例集合R：联系集合A：公理集合2.本体建模（1）本体建模工具：protégé（2）基于web的本体语言：RDF,RDFS,OIL,DAML,OWL,这些语言都以XML语言为基础3.关系模型本体构建方法首先从数据库出发，经过关系模式抽取过程得到关系数据库的关系模式文件；然后将得到的关系模式文件自动映射到本体中，得到了初始本体；最后，把得到的初始本体进行合并，结合领域本体构建过程，最终构建出目标本体。
4.一种将关系模型转换为OWL本体的方法（1）首先，表要符合3NF，（2）定义本体模型为一个七元组，O=(C,AC,R,AR,H,I,X), 其中C是概念（Concept）的集合；AC 是概念的属性（Attribute）的集合；R 是关系（Relation）的集合；AR 是关系属性的集合；H 是表示层次的集合；I 是实例（Instance）的集合；X 是公理（Axiom）的集合。
（3）定义数据库模式为一个六元组，S=（ET,RT,C,D,H,R），其中ET是实体表（Entity Table）的集合，RT 是关系表(Relation Table)的集合，C是表中的列(Column)的集合，D 是数据类型(Datatype)的集合，H 是表中记录(Tuple)的集合，R 是约束(Restriction)的集合。
（4）定义符号表示：用T表示数据库中的一个表，表中的每一列又称为表的属性，记为Ai，于是数据库中的表可以记为T(A1, 2, … ,An)。
领域本体的作用及构建实例
领域本体的作用及构建实例作者：陈腾袁小群曾元祥来源：《出版科学》2013年第05期[摘要] 概述本体相关理论，在分析本体对实现数字内容有效组织、语义检索、语义导航和个性化服务等的重要作用基础上，综合现有本体构建方法构建一个书店本体，以供后续研究者参考。
[关键词] 数字内容按需获取本体数字出版[中图分类号] G237 [文献标识码] A [文章编号] 1009-5853 （2013） 05-0079-06数字内容的爆炸式增长已将我们卷入“信息过载”的时代，海量的数字信息满足了普通大众的信息需求，但同时它的庞杂、无序以及缺乏机器可以理解的语义，又极大地限制了人们对自己真正需要的知识的快速获取。
实现异构信息的互操作，无序信息的序化，以及数字内容语义拆分、动态重构和语义检索等是数字内容按需获取的前提，而基于本体的数字技术以其日益显现的突出能力，成为解决上述问题的基础之一。
1 本体理论概述本体是一套得到大多数人认同的关于概念体系的明确的、形式化的规范说明[1]。
它对概念体系的规范和说明建立在类（或概念）、属性、实例、关系、公理等基本元素之上。
其中，类是构成本体概念模型的主要部分，类与类之间蕴含着复杂的语义关系。
通过对类添加不同的属性，以及由属性构造公理和约束，能对类进行明确的描述和定义，并描述类与类之间的关系，进而将不同的类连接成一个复杂的概念网络。
本体对概念的定义能力以及对概念关系的描述能力，使得它成为一种强大的知识表示方法和语义分析基础，在诸如机器翻译、智能检索、异构信息处理、自动问答、跨语种检索等方面都能够发挥重要作用，因此有着广泛的应用前景。
近几年，出版业也开始引入本体思想与技术，并借鉴图书情报、人工智能领域业已取得的成果，以探索本体在数字出版领域的应用。
国际上，牛津大学研究小组开发的一种引文类型本体，微软针对Word 2007开发的本体插件[2]，都尝试将本体技术引入出版的不同环节。
在国内，人民教育出版社组织开发的“人民金典”语义搜索系统[3]，其底层语义模型运用了本体方法论作为指导。
领域本体创建过程中知识源的选取研究
１ 常用 的 领域 知 识源 选 取 方 法
１１ 领 域 专 家 那 里 获取 知 识 ．
由于 领 域 专 家 通 晓 本 领 域 学 科 体 系 和 知 识 ．能 够 较 为 准 确 地 描 述 与 提 供 领 域 本 体 的基 本 信 息 ．所 以在 构 建 领 域 本 体 时 ．大 多 采 取 本 体 工 程 师 和 领 域 专 家 合 作 的方 式 ． 同 搜 集 有 关 领 域 知 识 和专 家 知 识 ． 通 过 共 并 分 析 、 合 、 理 、 纳 后 以某 种 表 示 形 式 存 入 知 识 库 ， 综 整 归 用 以构 建 领 域 本体
科学语言 ． 具有 知 识 的系 统 性 和 整 体性
外 的大 量 文 献 表 明 ． 体 具 有 非 常 广 阔 的应 用 前 景 ． 本 而 本 体 研 究 与 应 用 的前 提 是 本 体 的 创 建 １ 通 已有 本体 获取 知 识 ． ３
构 建 领 域本 体 最 简 便 的方 法 是 复用 已有 的领 域 本 体 ． 么 由逆 推 法 可 知 ． 得 领 域 信 息 知 识 最 简 便 的方 那 获
关 键 词 ：领 域 本 体 ；领 域 知 识 ；领 域 知识 选取
０ 引 言
本 体 … 概 念 源 于 哲 学 ． Ｗｅ 的 对 ｂ研 究 者 和 人 工 智 能 来 说 ．本 体 是 一 份 正 式 定 义 术 语 之 间关 系 的文 档 或 “
文 件 ”／它 的研 究 成 果 对 语 义 网 、 识 管 理 、 息 检 索 ［， ２ 知 信
领 域 本 体创 建过 程 中知 识 源 的 选取 至 关 重要 。 目前 领 域 知识 源 的 选取 有 三 种 方 法 ， 都存 但
侯汉清主编的《情报检索语言与智能信息处理丛书》出版
最 大程 度 地 考 虑 用 户 的使 用 特点 和 思 维 习 惯， 充分体 现《 中图法 》 网络 环境 中的实 用 在
性 和社会性 。
４ 结语
ｃａ ｏ ｓ ｎ ｎ ｔｕｉ ｓ（ Ｆ Ａ） ｅ ｉｇ ｈｎ ，Ａ ｇ ｓ ｉ ｉｎ ｄ Ｉ ｓ ｔｔ ｎ Ｉ Ｌ ，Ｂ ｉｎ ，Ｃ ｉａ ｕ ｕｔ ｔ ａ ｉ ｏ ｊ
１９ ９６
本文 主要 探 讨 了 《 图法 》 网 络 信 息 中 在 资 源组织 中 的改 造 和修 订 方 面 的 问题 和措
施 。相对 于其 他知识 组织工具 的研 究投入 而 言 ， 分类法 这一传 统 的 、 对 受众 广泛 的知识工 具 的研究显得 非常不 足 。这 制约 了分 类在 网
界、 图书馆和情 报界对 于《 中图法 》 的修 订 和
改造 ， 当给 予更多 的关注 。 应
参 考文 பைடு நூலகம்
何
琳
（９ ０一 ） 女 ， １８ ， 南京 农 业 大 学信 息 科技 学 院 ，
主 要 研 究 方 向信 息组 织 ， 领域 本 体 构 建 。
侯汉清
（９ ３一 ） 男， １４ ， 南京农业 大学信 息管理 系教
ｔｅＷｏｌ ｆ ｎ ｗｅ ｇ ｒｈ ｒ ［ ，ｎＤ ｗ ｙＤ ｃ— ｈ ｒ ｏ ｏ ｌｄｅ ｏ ｅＷｏｌ Ｃ］ ｉ ｅ ｅ ｅｉ ｄ Ｋ ｆ ｔ ｄ
ｍａ ａ ｓｆ ａ ｉｎ：Ｅｄ ｔ ｎ ２ ａ ｄ ｎｅ ｔｏ ａ Ｐ ｒｐ ｃ ｌ Ｃｌｓ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｉ ｏ １ ｎ Ｉ ｔ ｍａ ｉｎ ｌ ｅ ｓ ｅ — ｉ
５ 欧 阳宁 ， 侯汉清． 网络环境文献分类法 的可视化． 分类法 研究与修订调研报告［ ， Ｍ］ 北京图书馆出版社，２０ ０７ ６ 马张华 ．国外 文献分 类法修 订维护 的发展 及对《中图 法》 的启示 ［ ］ Ｊ ．国家图书馆学刊 ， ０ ８ ２ ２０ （ ） ７ 司莉． Ｏ Ｋ Ｓ在网络信息组织 中的应用 与发展 ［ ． 汉 Ｍ］ 武
领域本体构建技术概述
。
Ｔ Ｏ ｔ ａ ｉ Ｇ Ｌ 都集成了多种本体学习技术， ｏ ｎ、 ｓ 和 Ｏ Ｆ Ｈ ｔ 包括语言学分析、 层次聚类、 关联规则挖掘、 基于模
板匹配以及 自然语言处理等，而其他方法采用的技 术相对 比较单一。 在对不 同本体元素的抽取 中， 各方 法 也都 采用 了不 同的学 习方法 。以 Ｈａｔ系统为例 ， ｓ ｉ
领域 文本的本体学 习工具， 能抽取出领域概念和 它
概念间的关系。他们的方法是先用统计的方法从文 本 中抽取出某个领域的专业术语，再借助 Ｗｏｄ ｅ ｒ ｔ Ｎ 进行 自然 语 言处 理 以区分 出领域 的专有 概 念 ， 而 进
基本概念 、 分类和非分类关系、 推断公理和操作符等
基本元知识。使用核心本体的 目的是便于对新获取 的概 念 、 关系 和公理在 本 体 中预 定位 。 １ － ３现有构 建方法 的 比较分 析
１ ．七步法 ．１ １
Ｓ ｄｒ ｔ ｅ 等对上述两个定义进行 了深入的研究 ， ｕ 认为 本体是共享概念模型 的明确 的形式化规范说 明 。这个 定义 包 括 ４层 含 义 ： 念 化 （ｏ ｃｐｕｌａ 概 ｃｎｅｔａｉ 一 ｚ ｔ ｎ 、明确 （ｘｌ ｉ 、形式化 （ｏ ａ ｉ） ｏ Ｅ ｐｃ） ｉｔ Ｆｒ １ ｍ ）和共享 （ｈｒ）】 Ｓ ａｅ 。 ，
刘柏嵩、 高济提 出了一种中文本体 自动构建方
法— — 本 体 学 习框 架 ＧＯＬ 针 对 领 域 的 Ｗｅ Ｆ， ｂ数 据 ， 用 基 于 自然 语 言 的 处 理 方 式进 行 抽 词 ， 过 采 通
用 了自然语言处理技术 同样适用于文本数据 ； ｎ Ｏ・
ｔＬ ａ 和 Ｈａｔ 目前 只能处理 文本数 据 。 ｏ ｅｍ ｓ ｉ 目前 为止 ，
本体研究的内容本体研究内容主要有三方面本体基础研究
（5）分布式本体库（Large Scale Knowledge Management）
当本体数据量很大，或者特殊原因不得不把本体库存储在不同的服
务器上，如何实现分布式，以及如何进行分布式本体检索。
（6）本体库数据持久化（Database Technologies for the
(search)六种模型：
语义网搜索引擎(Semantic Web search engines) 语义网浏览工具(navigation tools)
语义网知识库(Semantic Web repositories)
RDF 收集器(specialized RDF data collections) 本体标注检索模型(ontology annotation)
2 本体库研究 （1）本体建库，本体建模（Ontology Construction，Ontology Engineering）
本体库构建的方法论：如 IDEF-5、Skeletal Methodology（骨架法）、 TOVE（企业建模法）、METHONTOLOGY以及Cyclic Acquisition Process方 法等等。
领域本体检索模型
（2）本体可视化（Ontology Visualization）
本体可视化按照可视化结果分类，可以分为三类： 本体动态图形可视化、本体静态图形可视化和本体静 态文字可视化。 （3）本体推理(Ontology Reasoning , Ontology
Entailment)
本体推理的实质是根据规则对原始本体库 (asserted)进行逻辑推理生成新的三元组，从而形成
Semantic Web）
这个方向研究怎么样用传统DataBase对本体库做数据持久。
本体理论与领域本体的构建
第二章本体理论与领域本体的构建2.1 本体理论2.1.1 本体的基本概念本体论（Ontology）的概念最初起源于哲学领域，是形而上学理论研究的一个分支，与认识论相对。
认识论研究人类知识的本质和来源，即研究主观认知，而本体论研究的则是客观存在。
Ontology一方面研究存在的本质，另一方面研究客体对象的理论定义，即整个现实世界的基本特征。
现在哲学领域较多翻译为“本体论”。
经过多年的演进，到今天，经过人们对“本体”这一概念的重新理解和定位，本体的理论与方法早已被信息领域采用，用于知识的组织、表示、共享和重用。
本体在计算机学科的使用可以追溯到上个世纪80年代，Alxenader在1986年发表的文章被视为本体在计算机领域获得不同于哲学领域的新的研究的起点。
随后Ontolgoy在人工智能领域界获得稳步的发展，并被逐渐赋予了新的含义[8-9]。
1991年，在人工智能领域，Neches等人最早给出Ontology定义，Neches认为[10]“An ontology defines the basic terms and relations comprising the vocabulary of a topic area,as well as the rules for combining termsand relations to define extensions to the vocabulary.”即“一个本体给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利用这些术语和关系构成的规则定义这些词汇的外延规则。
”本体定义了组成主题领域的词汇表的基本术语及其关系，以及结合这些术语和关系来定义词汇表外延的规则[11]。
1993年美国斯坦福大学知识系统实验室(Knowledge System Laborary，简称KSL)的Gruber给出了本体在信息科学领域被广泛接受的定义：“An ontology is an explicit specification of a conceptualization”[12]。
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我 们 知 道 关 系 模 式 是 对 关 系 的 描 述 ， 对 数 据 以 及 数 是
据完 整 性 约 束 的定 义 ， 数 据 的定 义 包 括 对 关 系 、 性 、 对 属 域 性 （ ｂｅｔ ｒｐｒｙ 本 体 和 数 据 类 型 属 性 （ ａａｙ ｅ ｒｐ ｒ Ｏ ｊｃＰ ｏ ｅｔ） Ｄ ｔｔｐ Ｐ ｏ ｅ＿ 的定 义 和 说 明 。一 个 关 系数 据 库 是 一 个 关 系 模 型 的 执 行 结 ｔ） ｙ 。对 象 属 性 是 用 来 表 述 两 个 类 实 例 之 间 的 关 系 ， 数 据 而 果 ， 系 模 型 包 含 指 定 的表 格 、 围 、 、 据 类 型 、 束 和 关 范 列 数 约
例 ， 与其属性相联系 。 并
基 本 关 系 不 依 赖 于 关 系 数 据 库 模 式 中 的 任 何 其 它 关
系 ， 的 属 性 中不 存 在 外 键 。 它
２ 面 向 关 系数 据 库 构 建 领 域 本 体
２ 系 模 式 的 关 系 名 映射 到 一个 ｏ ｌＣ ａｓ ： ｗ ： ｌｓ。
规 则 ２ 关 系模 式 的各 个 属 性 的域 映 射 到 一 个 ＸＳ Ｘ － ： Ｄ：Ｓ
ｄ ｔ Ｔｙ ｅ Ｄａ ａ ｐ 。
我们 首先给出面 向关系数据 库构建 领域本体 的具体过
程 ， 为 以下 五 个 步 骤 ： 分
规 则 ３ 关 系 模 式 的 各 个 属 性 映 射 到 一 个 ｏ ｌＤａａ ： ｗ ： ｔ－ （） 取 表 定 义 和 表 数 据 ： 大 量 的 关 系 数 据 库 中 抽 取 ｔｐ Ｐｏ ｅｔ ， 对 ｏ ｌＤ ｔｔｐＰ ｏ ｅｔ １抽 从 ｙ ｅ ｒｐ ｒ 并 ｙ ｗ ： ａａｙ ｅ ｒｐｒｙ的 ｒｆ：ａｇ ｄｓ ｒｎ ｅ和 所 有 表 的定 义 和数 据 ， 括 表 的 主 键 、 键 、 性 、 据 类 型 ｒｆ：ｏ ｉ 值 约 束 进 行 表 示 。 包 外 属 数 ｄｓｄ ｍａ ｎ取 和约束 。 ２ ２ ２ 映射 依 赖 关 系 ．． （ ） 系 识别 ： 据 表 定 义 对 关 系 和约 束 等 进 行 识 别 。 ２关 依
类 型 属 性 则 描 述 类 的 实 例 、 Ｆ ｌｅａｓ 以及 Ｘ ＲＤ ｉ ｒｌ， ｔ ＭＬ ｃｅｎ 其 他 语 义 ， 些 信 息 和 本 体 元 素 间存 在 着 重 要 的 对 应 关 系 ， Ｓ ｈｌａ 这 数 据类 型 之 间 的 关 系 。属 性 之 间 还 能 够 定 义 子 属 性 关 系 以 及 为属性声明额外的特征 （ 递 属性和逆 属性） 传 。如 能 够 定 义 ｆｔｅ 是 ｐｒｎ ａｈｒ ａｅｔ的子 属 性 ， 义 ａ ｃｓ ｒ 传 递 属 性 ， 定 ｎ ｅｔ 为 ｏ 定
本体的过程 ， 结合 军 事 装备 管 理 信 息 化 系统 应 用 背 景 ， 出一 种 面 向 关 系数 据 库 构 建领 域 本 体 的方 法 ， 实现 了一 个 实例 。 提 并
关 键 词 ： 系数 据 库 ； 备 领 域 ； 体 ； 体 构 建 关 装 本 本 中 图 分类 号 ： Ｐ １ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ３ ９ （ ０ ０ ０ — ２ ００ １ ７—ｔ ８ ２ １ ）２０ ６—２
义 ｃｉ ｈｌ ｄ为 ｐ ｒｎ 的逆 属 性 。 ａｅ ｔ
是我们建立本体 的重要机遇 。为 此我们针 对关系数 据据库
中的 关 系 类 型 提 出 一 系 列 的 映 射 规 则 ， 些 规 则 将 实 现 把 这 关系模式映射成本体结构 。
２ ２ １ 映射 基 本 关 系 ．．
（ ） 体 （ 例 ） 定 义 。 一 个 个 体 是 一 个 特 定 类 的 实 ４个 实 的
息 。通 过 ＜ ｏ ｌＣａｓ 标 签 定 义 类 ， 用 ＜ ｒｆ：ｕ Ｃａｓ ｆ ｗ ：ｌ ￣ ｓ 使 ｄｓｓｂ ｌ Ｏ ｓ ＞来 继 承 一 个 或 多个 类 ， 由此 建 立 类 的层 次 关 系 。类 的语 义
图 １ 本 体 构 建过 程
这 一 过 程 的关 键 是 关 系 模 式 到 本 体 转 换 中映 射 规 则 的 用 类 的描 述 来 表 达 。Ｏ Ｉ区 分 了 六种 类 的 描 述 ： 个 类 标 识 制 定 ， 们在 下 小 节 详 细 分 析 。 Ｗ 一 我 （ 个 Ｕ Ｉ ， 个详 细 的列 举 ， 个 属 性 限 定 ， 个 或 多 个 类 ２ ２ 映 射 规 则 一 Ｒ ）一 一 两 ． 描 述 的交 ， 个 或 多个 类 描 述 的并 ， 个类 描 述 的补 。 两 一 （） 性 的 定 义 。 ｏ 存 在 两 种 类 型 的 属 性 ， 对 象 属 ３属 ｗｌ 即
间交 换 数 据 和 语 义 的 良好 工 具 ， 语 义 网 中 信 息 共 享 和 交 是 换 的基 础 。 一个 Ｏ Ｌ文 档 由 四个 部 分 的 内容 组 成 ： Ｗ
（） 体 头 。 包 含 了 文 档 的元 数 据 ， 导 入 信 息 、 本 １本 如 版 信 息 以及 与 其 他 ＯＷ Ｌ文 档 的 兼 容 信 息 。 （ ） 的 定 义 。包 括 了 类 的 定 义 信 息 和 子 类 关 系 的 信 ２类
现 代商 贸 工 业
ＮＯ ．２， ０１ ２ ０
Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄｒ ｕｉ ｓＴ ａｅＩ ｕｔ ｎ ｎ ｒ
２１ ０ ０年 第 ２期
面向 关 系数 据 库 的 装备 领域 本体 构 建研 究
谭 月辉 肖 冰 王 蕾
（． １ 军械 工 程 学 院 计 算 机 工 程 系 ， 北 石 家 庄 ０ ０ ０ ；． 北 经 贸 大 学 经 济 管 理 学院 经 济 系 ， 河 ５０ ３２ 河 河北 石 家庄 ０ ０ ６ ） ５ ０ １ 摘 要 ： 本 体技 术 引入 到 军 事 装 备 管 理 信 息 化 系统 中 ， 绍 本 体 理 论 相 关 知 识 ， 入 分 析 面 向 关 系数 据 库 构 建领 域 将 介 深
１ 本 体描述 语言
本 文 采 用 ０ｗＩ这 种 Ｗ ３ 推 荐 的 标 准 本 体 描 述 语 言 ， Ｃ
用 ０ Ｌ语 言 描 述 的 本 体 能 作 为 人 和机 器 之 间 、 同 机 器 之 ｗ 不
体要 求 ， 一 步 提 炼 本 体 。 进
下图显示了我们构建领域本体的过程 ：