分布式本体语义研究综述

分布式本体语义研究综述
摘要：指出了几种分布式本体的语法形式，分析了各自的本体连接方式，并阐述了多种分布式本体基于分布式解释的语义。

关键词：分布式本体；本体复用；本体映射；分布式解释
中图分类号：tp311 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013）06-0175-02
一、引言
本体的概念提出后，由于它可以清晰地表达概念之间的关系，迅速地在各个领域得到了应用，随之也产生了数量众多的本体。

在实际使用中，一般会将多个本体连接起来，形成所谓的“分布式本体”。

由于单一的大本体在使用时既影响推理的效率，又不便于维护，分布式本体应该是本体应用的一种常态。

近几年来，不少的研究关注了这一问题，提出了各种连接方式以及语义。

本文概要性地介绍了这些研究成果，以期为国内的研究者提供一些研究帮助。

二、分布式本体的连接方式
本体一般是由领域专家创建后发布供本体工程师使用。

目前，从我们搜集到的资料看，创建的本体连接起来的方式有：
（一）复用
该方式是在本体中直接引用其他本体的类或属性名。

owl规范中的owl：imports便是这一思路的代表。

它允许一个本体通过owl：imports导入另外一个本体所创建的类或属性。

owl：imports会导致本体间比较强的连接关系。

基于此，英国阿伯丁大学的pan[2006pan]团队于2006年提出了一种改进方式：semanticimport。

该方法使用ontologyspace表示本体的复用，用foreignlanguage区分所复用的来自其他本体的概念或角色。

它用foreignlanguage代表当前本体从其它本体所导入的概念名或角色名等，由此种导入方式建立了联系的一系列本体表示成ontologyspace，
美国爱荷华州立大学的bao[2006baoiswc]团队在2006年提出了p-dl（package-baseddescriptionlogics）。

p-dl将本体视为各个package的组合，本体间的连接则看作是package复用了其他package的概念或角色。

（二）桥接
这种方式会定义新的语言描述本体之间的类或属性之间的连接。

比较典型的如pecs（perspectival -connections）[2004grauiswc]。

它由美国马里兰大学的grau团队于2004提出的。

pecs在owl语法的基础了通过link的方式将各个本体连接起来，并以owl抽象语法的方式定义了link的语法。

芬兰赫尔辛基大学的kauppinen[2004kauppinen]在2004年提出了将连接两个本体的公理看作为单独的“桥接本体（bridgeontology）”，只不过该方法尚局限在与时间有关的本体信息的表达上。

（三）映射
映射一般通过发现两个本体之间类或属性上的相似度从而建立
两者之间的联系。

美国rutgers大学的borgida团队于2002年在描述逻辑基础之上根据文献[2000ghidini]的distributedfirstorderlogics的思想设计了一种所谓的“ddl（分布式描述逻辑）”。

分布式描述逻辑对于概念间的映射关系使用into-bridge和onto-bridge来表示。

意大利trento大学的bouquet团队于2003年提出了
c-owl[2003bouquet]。

c-owl在延续了ddl的思路的同时，吸收了文献[2000ghidini]关于“context”的内容，在本体所具有的“globality”和“locality”之间寻找一种平衡。

c-owl将分布式本体视为一个owlspace，将space中的每一个本体所创建的类或属性区分为本地语言（locallanguage）和外来语言（foreignlanguage），并用数字对本体编号，从而方便识别出本体之间的映射关系。

三、分布式本体的语义
在定义分布式本体的语义上，可以分成两种思路：其一，基于分布式解释进行定义；其二，则将多个本体视为单一本体来定义，相比前者称之为“基于全局解释”。

两者的区别在于，前者可以保持各个本体自身的语义，而后者是将多个本体的语义融合到一起。

（一）基于分布式解释
从我们所搜集到的资料看，“分布式解释”最早出现在文献[2004serafini]中，它区别于经典描述逻辑中的“解释”的地方在于，分布式解释由一系列本地解释组成，每个本地解释用来定义分
布式本体中各个本体的语义。

ddl比较早的采用了分布式解释来定义其语义。

对于参与映射的各个本体采用各自独立的域（domain），而对于映射关系则采用domainrelation。

当在各个domain（包括domainrelation）上的解释能满足各个公理（包括本体间概念的映射关系）能够满足（satisfiable）时，那么分布式本体就满足。

在文献
[2005serafiniijcai]中，该团队中的成员意大利trento大学的serafini对bridgerule给出了fix-pointsemantics解释以及本体映射的形式语义。

文献[2012iswc]则给出了加权本体映射的语义。

ddl的分布式解释的思想影响了后面c-owl，p-dl，semanticimport等工作。

c-owl将本体语言描述的本体仍然采用经典描述逻辑的解释，而外来语言所描述的本体则用interpretationhole解释，也就是说外来语言所描述的本体会采用当前本地本体与源本体两者的综合解释。

semanticimport将每个space中的本体仍然用经典描述逻辑中的interpretation定义其语义，而对于foreignlanguage元素则采用了基于domainintersection的语义。

p-dl采用了contextualizedinterpretation，因而在语义上p-dl 使用semanticimporting来解释。

由于p-dl从语法上对经典本体的定义方式从module的角度进行了改造，从而它适合了本体模块化表示和推理的需求。

pecs对于参与连接的本体仍然采用经典的描述逻辑语义，而对于link的语义，pecs则遵循经典描绘逻辑的方法，将link建立于domainrelation之上来解释。

（二）基于全局解释
采用全局解释定义分布式本体的语义，其优点在于可以利用已有的tableau推理机，但缺点在于所面临的规模庞大而导致的推理效率低下的弊端。

因此采用这种方法来定义分布式本体语义的并不常见。

法国里昂大学的fahad在2011[2011fahad]所提出的“本体合并”，尽管它不属于分布式本体，但它也提供了一种使用多本体的方法。

fahad将概念之间的映射转化成gci，从而转换为经典描述逻辑的模型论语义。

四、结论
本文总结了分布式本体的三种连接方式，即复用，桥接和映射，分析了这三种方式的特点。

随后将分布式本体的语义区分成基于分布式解释与全局解释，分别阐述了各自的特点。

分布式解释能保留各个本体自身的语义，所以应用得比较广泛。

该方法的难点在于对连接方式要给予合理的解释，以便于后续的本体推理。

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