水稻病虫草害本体知识组织体系的构建研究

论文摘要

我国水稻病虫草害具有种类繁多，为害严重，形态变化多样等特点，虽然水稻病虫草害的诊断及综合防治的知识比较丰富，但分布零散。目前已开发的一些水稻病虫草害体系知识表示主要集中在病虫害图像库的建立和病虫害诊断推理模型。这些模型大都是基于病害和虫害检索表，通过构造病害、虫害识别特征数据库，建立特征索引。因此这些模型的缺点很明显，首先是缺乏水稻领域专家的参与，从而使得构建的模型体系结构表示不够完善；其次是采用本体方法构建的水稻领域本体，由于缺乏水稻领域专家的参与，所构建的本体缺乏对农业信息知识的有效管理，还不是真正意义上的本体。针对以上问题，本研究基于本体理论方法，在水稻专家的参与下，形成水稻病虫草害领域知识组织体系，在此基础之上构建水稻病虫草害本体，实现水稻病虫草害领域知识的重组，从而实现水稻病虫草害领域知识的共享，为水稻领域知识探索、农业信息化研究及农业本体服务研究提供可借鉴的框架和成果。本文以水稻病虫草害领域信息知识组织为研究对象，首先对该领域的概念知识进行获取，以农业叙词表作参考，对水稻病虫草害领域知识进行整理并归纳，并提交专家审核。本文深入研究斯坦福大学开发的工具，按照本体创建规则，以“本体”的理念对水稻领域知识体系进行组织，用Protégé-4.0对其涉及的类、属性、实例、关系集进行阐述，完成水稻病虫草害领域知识概念的分类树，并详细介绍了水稻病虫草害领域本体的构建过程。最后以水稻病害为例，借助语义网推理引擎工具RacerPro和Protégé3.4版本中的查询标签（Queries Tab），通过查询语句实现病害知识的自动查询。本文构建了基于本体的水稻病虫草害领域知识体系，解决了长期以来水稻病虫草害领域知识零散无组织的问题。基于本体的知识管理方法可以较好地解决知识的转化问题，提高了知识利用的质量和效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 知识组织与管理的研究
• 1.1.2 水稻病虫草害信息组织研究
• 1.2 课题研究目的、意义和创新
• 1.2.1 课题研究目的
• 1.2.3 课题研究的意义
• 1.2.4 课题创新点
• 1.3 国内外研究现状与发展趋势
• 1.3.1 基于本体的知识服务研究现状
• 1.3.2 农业本体服务会议（AOS）
• 1.3.3 农业本体服务研究现状
• 1.3.4 水稻病虫草害领域知识库构建研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 知识组织和本体的相关概念
• 2.1 知识及知识组织的含义
• 2.1.1 关于知识和信息
• 2.1.2 知识的分类
• 2.1.3 领域知识的定义
• 2.1.4 知识组织的定义及其作用
• 2.1.5 知识组织的方法
• 2.2 本体相关概念
• 2.2.1 本体的定义
• 2.2.2 本体的研究领域
• 2.2.3 本体的分类
• 2.2.4 农业本体
• 2.3 本章小结
• 3 领域本体及构建过程研究
• 3.1 领域本体定义及组成要素
• 3.2 领域本体构建过程研究
• 3.2.1 目前领域本体创建存在的问题
• 3.2.2 领域本体构建准则描述
• 3.2.3 本体描述语言的选择
• 3.2.4 本体构建工具的选择
• 3.2.5 本体构建方法的选择
• 3.2.6 本体构建过程
• 3.3 本章小结
• 4 水稻病虫草害领域内容组织
• 4.1 水稻领域分析
• 4.1.1 水稻领域选取的意义
• 4.1.2 本文研究对象
• 4.2 水稻病虫草害领域知识研究内容
• 4.2.1 水稻病害
• 4.2.2 水稻虫害
• 4.2.3 水稻草害
• 4.3 本章小结
• 5 基于本体的水稻病虫草害知识库的构建
• 5.1 需求分析
• 5.2 水稻病虫草害知识本体构建
• 5.2.1 水稻病虫草害知识本体定义
• 5.2.2 核心知识概念的获取
• 5.2.3 构建思路
• 5.2.4 水稻病害本体的构建
• 5.2.5 水稻虫害本体的构建
• 5.2.6 水稻草害本体的构建
• 5.3 本体合并
• 5.4 本体推理可行性的实验验证
• 5.5 本章小结
• 6 结束语
• 6.1 总结与讨论
• 6.2 下一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的学术论文及项目情况