基于本体的信息集成在教学资源中的应用

论文摘要

随着网络的发展,教学资源中出现了越来越多的异构数据源。为了充分利用这些教学资源,人们迫切需要解决这些异构数据源的集成问题。本文引入本体来实现教学资源中异构数据信息集成。本体的引入有利于解决信息集成中的语义异构问题。基于关系数据库应用之广泛,本文异构数据源主要考虑关系数据库。关系数据库中涵盖了大量丰富的信息,并且大多数据库的构建都有领域专家的参与,这对于我们自动抽取的本体来说,将会获取更多有用的语义信息。本文在分析了基于本体的信息集成技术(单本体方法、多本体方法和混合方法)的基础上,参考本体的混合方法给出了基于本体的教学资源信息集成系统模型,并给出了该系统的信息集成流程图。通过对流程图的详细分析,我们发现:通过从关系数据库中抽取本体、本体集成来实现教学资源中的信息集成的方法有利于增加新源和对已有本体的重用,从而解决了多本体方法难于增加新源以及混合方法难于对已有本体重用的问题。本文提出了一种从关系数据库中抽取本体的方法。首先设计了一个关系数据库模式提取器,实现关系数据库模式信息的提取;然后针对不同的关系模式提出了转换规则,获取本体的概念、联系以及公理;最后给出了一种从关系模式到OWL本体的转换算法,并且给出了实例验证。主要采用本体集成来实现异构数据源集成,给出了一种更加综合的概念间语义相似度算式来计算相似度,将层次聚类算法应用于本体概念集成中,找出相似概念,对聚类结果进行分析,讨论分析了两种聚类结果的处理方法,最后给出了实例来验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外相关领域的研究现状
• 1.2.1 信息集成技术国内外研究现状
• 1.2.2 本体的国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容和特色
• 1.3.1 论文主要研究内容
• 1.3.2 研究的主要特色
• 1.4 论文的结构
• 第2章 本体与本体的构建方法
• 2.1 本体的定义
• 2.2 本体的作用
• 2.3 本体的分类
• 2.4 本体的构成
• 2.5 本体的描述语言
• 2.5.1 本体描述语言简介
• 2.5.2 OWL本体描述语言的特征
• 2.6 本体的构建规则
• 2.7 本体构建方法概述
• 2.7.1 骨架法
• 2.7.2 企业建模法
• 2.7.3 METHONTOLOGY
• 2.7.4 KACTUS法
• 2.7.5 SENSUS-based法
• 2.7.6 TANGO法
• 2.7.7 国内本体构建方法
• 2.8 本体构建工具
• 第3章 基于本体的教学资源信息集成的架构
• 3.1 教学资源中信息集成的目标
• 3.2 基于本体的教学资源信息集成系统的模型
• 3.3 信息集成流程简介
• 3.4 信息集成的主要应用
• 3.5 本章小结
• 第4章 从关系数据库中抽取本体的方法
• 4.1 关系数据库与本体
• 4.2 从关系数据库中抽取本体的大致体系结构
• 4.3 关系数据库模式信息的提取
• 4.3.1 模式提取的设计思想
• 4.3.2 模式提取的实现方法
• 4.3.3 教学资源关系数据库模式提取实例
• 4.4 关系模式到OWL本体的转换规则
• 4.4.1 关系表的分类
• 4.4.2 概念及概念间关系的获取
• 4.4.3 公理的获取
• 4.4.4 数据移植
• 4.5 关系数据库模式到OWL本体的转换算法
• 4.5.1 关系数据库模式和OWL本体的语义表示
• 4.5.2 从关系数据库模式到OWL本体的转换算法
• 4.6 本体生成实例
• 第5章 基于概念相似度的本体集成
• 5.1 本体集成过程
• 5.2 基于本体的概念相似度计算
• 5.2.1 对概念名称的语义相似度计算
• 5.2.2 概念属性的语义相似度计算
• 5.2.3 概念相似度计算
• 5.3 概念集成方法
• 5.3.1 对概念进行层次聚类
• 5.3.2 概念聚类结果分析
• 5.3.3 算法应用
• 5.4 算法试验分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 进一步的研究
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历