XML/Schema到OWL DL本体映射的研究

论文摘要

语义Web是新一代万维网标准,作为语义Web核心的本体,可以表示资源本身以及资源之间丰富的语义信息,因此要发展语义Web,就要构建语义丰富的本体。XML不仅能表示结构化数据,还能表示半结构化数据,而目前标准的语义Web本体语言是OWL,因此,如何利用这些大量存在于Web中的XML数据源,通过本体学习的方法来开发OWL本体,已经成为一个重要课题。目前,该领域的研究焦点主要集中在两个方向：一个方向是创建XML文档到一个已存在OWL本体的映射；另一个方向是提取XML文档结构中隐含的语义信息,创建新的OWL本体。本文在第二种映射策略的基础上,从XML文档结构中提取更多的隐含语义信息,描述了XML/Schema到OWL本体的全面映射规则。本文首先对XML/Schema与OWL DL中的元素进行了简要的介绍,给出了XML/Schema与OWL DL的形式化定义,然后对XML/Schema与OWL DL的特性进行了详细的分析和比较,对XML/Schema与OWL DL之间的相似概念和机制进行归纳,总结了完善的对应关系。由于本体由本体模型和本体实例构成,因此本文将XML/Schema到OWL DL本体的映射分为两个子过程：首先将描述XML文档结构和元素类型的XMLSchema映射为OWL DL本体模型,即创建OWL DL本体中类的层次结构、对象属性、数据类型属性、属性的约束和特征等信息；然后将符合该XML Schema模式规范的XML文档映射为OWL DL本体实例,即创建OWL DL本体中的个体和个体之间的属性等信息。创建的OWL DL本体模型和OWL DL本体实例就构成了映射成的OWL DL本体。在每个映射子过程中,首先给出形式化的映射规则,实现抽象层次的映射,在此基础之上,从XML/Schema的抽象数据模型出发,描述各个组件到OWL DL本体的具体映射规则。最后,基于XSLT技术开发了一个映射工具用于完成从XML/Schema到OWL DL本体的映射,来验证本文所提出的映射方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 万维网的发展历程
• 1.1.2 语义网的体系结构
• 1.2 研究现状及存在的问题
• 1.3 本文研究内容及意义
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 XML与XML Schema
• 2.1 XML及其主要特性
• 2.1.1 XML基本元素
• 2.1.2 XML命名空间
• 2.1.3 XML树模型
• 2.2 XML Schema抽象数据模型
• 2.2.1 类型定义组件
• 2.2.2 声明组件
• 2.2.3 模型组组件
• 2.2.4 同一性-限制定义组件
• 2.2.5 组定义组件
• 2.2.6 作为整体的Schema
• 2.3 XML与XML Schema的关系
• 第3章 XML与OWL的形式化定义及比较
• 3.1 OWL概述及分类
• 3.2 OWL DL语言
• 3.2.1 命名空间
• 3.2.2 本体头部
• 3.2.3 基本元素
• 3.2.4 复杂类
• 3.2.5 属性特性
• 3.2.6 属性约束
• 3.2.7 本体元素间的映射
• 3.3 XML与XML Schema的形式化定义
• 3.4 OWL DL本体的形式化定义
• 3.5 XML/Schema与OWL DL特性的比较
• 3.5.1 XML Schema与OWL DL的比较
• 3.5.2 XML与OWL DL的比较
• 3.6 小结
• 第4章 XML/Schema到OWL DL本体的映射
• 4.1 XML Schema到OWL DL本体模型的映射规则
• 4.1.1 主要组件的映射规则
• 4.1.2 次要组件的映射规则
• 4.1.3 辅助组件的映射规则
• 4.1.4 命名和命名空间
• 4.2 XML文档到OWL DL本体实例的映射规则
• 4.2.1 XML元素的映射规则
• 4.2.2 XML属性的映射规则
• 4.2.3 映射后的命名问题
• 4.3 小结
• 第5章 映射工具的设计与实现
• 5.1 系统开发技术介绍
• 5.2 原型系统的总体设计
• 5.2.1 系统的功能分析
• 5.2.2 系统的结构
• 5.3 系统实现
• 5.3.1 XML和XML Schema的解析
• 5.3.2 数据映射
• 5.3.3 输出本体模型和本体实例
• 5.4 小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢