资源整合是什么_基于本体的作战实验数据资源整合初探
时间：2019-05-20 03:32:30 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文围绕本体构建的基本技术和方法，以数据共享为目的，在作战实验数据资源整合的背景下，介绍了基于本体的数据资源整合的基本原理和一般流程，并对其中的部分环节进行了初步的探索性实践，为后续研究奠定了一定的基础。
关键词：本体；数据整合；共享
中图分类号：TP392 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）18-0196-02
0 引言
正如钱老曾经指出的那样，“作战实验是军事科学研究方法划时代的革新。”在我军军事理论研究和信息化建设的过程中一直都十分重视关于作战实验理论、作战实验方法及作战实验技术的研究和作战实验系统的建设，在利用作战实验研究军事问题方面也取得了丰硕的成果。作战实验为军事科学理论创新、战法检验、战果预测、效能评估等诸多研究工作提供了重要的环境和手段，而且随着技术的进步，环境越来越逼真，手段越来越丰富。多年来，各种类型、各种规模、各种层次的作战实验在达成既定实验目的的同时，也积累了丰富的、以不同形式保存在不同位置的不同类型实验数据。因此，我们现在开展军事研究工作所面临的问题不再是像过去那样缺乏数据资料，而是如何从海量的无序数据中提取到有用的信息资源。所以，研究行之有效的方法和技术手段实现作战实验数据资源整合，进而实现数据共享提高资源的传播和利用效率，是军事信息系统工作者亟待解决的任务。基于本体的数字资源整合方法是目前信息资源管理学科的研究热点之一，本文以作战实验为背景，研究本体法的具体应用。
1 本体的含义
本体（Ontology）一词来源于哲学范畴，在西方哲学史中，本体一般指一切属性的基础和本原的东西。人工智能领域首先把本体的概念引入用于知识表示和知识组织，使本体的内涵发生了改变，之后又有多个领域借用这一概念，但关于本体的明确含义尚无统一定义。美国学者Guber认为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，这一说法目前所赢得的认可程度比较高。明确、共享、形式化和概念化是德国学者Studer等总结的本体的四大特征。根据应用范围的不同，徐振宁等学者把本体分为三类，如图1所示。
还有很多国内外学者提出了本体分类的学术观点。本着本体是面向特定应用领域应用的本体的观点，马文峰、杜小勇等学者认为本体应分为领域本体和通用本体两类。本文认为这种分类观点更贴近工程应用。其中，领域本体的描述对象主要是特定学科领域或社会活动领域中的概念、概念的属性、概念间的关系以及某些需要遵从的规则。通用本体是具有普适性的概念集合，也是若干不同领域的共享本体。通用本体和和每个下属领域本体之间存在一定的映射关系，通过这种映射，通用本体把不同领域的概念整合成有机整体，再通过领域本体面向具体的应用。它们之间的关系如图2所示。
2 基于本体的数据资源整合方法
数据资源整合不是简单的把数据集中和合并，更主要的是要将数据进行梳理、融合、类聚，以形成有机的数据资源集合。每一个作战实验或作战实验系统都相当于是一个特定的应用领域，这些应用领域又同属于军事作战这个大领域。每个应用领域中既包含本领域特有的概念和数据，又包含领域间共有的大量通用概念。由此可见，作战实验数据资源的组成结构与图2所示的本体机构关系比较相似。本体是很好的知识组织和知识表示的工具，通过通用本体和领域本体中概念间的映射、概念属性的延拓和交织，形成了领域或者学科清晰、完善的概念网络，按照这一网络进行知识组织，也就是把相应概念下的数据充实或注解到网络节点上，该领域或学科的知识网络就形成了。显然，我们可以按照这样的模式来对作战实验数据进行知识组织，从而使现有的数据资源形成一个有机的整体集合，资源得到有效管理。
数据资源整合的最终目的是为了资源的共享和再利用，共享和再利用的基础是实现数据便捷、高效的检索。我们不难发现，基于本体的数据资源整合方式对数据检索是非常有利的。这是因为，按照本体方法组织的资源结构呈树状网络，展示了知识的关联性，概念映射从通用本体到各具体应用领域呈层级辐射状。检索时，首先在通用本体词表中检索到与检索对象相同或相似系数最高的概念，然后映射到相应的领域本体词表，此过程将循环向下层延伸，直至链接到底层数据源，所以，检索的效率较高。当然，这只是笼统地对基于本体的数据资源整合原理和过程进行了描述，具体实施过程还需要多种技术的支撑，比如联邦数据库技术、数据仓库集成技术、OLAP联机分析技术、CORBA/DCOM分布式对象技术以及中间件技术等。另外，为兼顾效率、成本和准确性，还有许多看似是具体细节问题但实际上影响全局的问题需要研究针对性的解决方案，比如各领域本体概念词表中近义词、关联词以及同词不同义等问题，这些问题的有效解决需要对本体具有语义集中的特性加以充分利用。因此，除了需要能够灵活运用相关先进技术外，构建科学、合理的本体结构体系对作战实验数据资源整合具有至关重要的影响。
3 本体的构建
目前，关于本体原型的构建研究已经受到不同应用领域的关注，许多学者投入到了此项工作中，提出了多种极具参考价值的构建方法，其中最具代表性的有七步法、骨架法、IDEF-5法、循环获取法以及企业建模法等。无论采用何种方法，完善、准确的本体体系构建都不可能一蹴而就，首先建立一个初始本体，然后在此基础上根据应用的需求进行动态的关联、扩充和修改。在作战实验数据资源本体的初步构建过程中我们主要从以下两个方面开展工作构建初始本体。
3.1 本体信息的获取 确定本体的信息源是本体建设的基础。我们要整合的数据资源全部是以军事领域的作战实验为背景的，所以，获取军事作战的领域信息是本体建设的首要任务。获取领域信息的现有途径主要有两条，一是在现有类似本体的基础上改造；二是利用相关方法新建。在此环节我们采用了两种途径相结合的策略。 我国军事科学的学科体系建设和分类已经比较完善，2010版《辞海》中将军事科学的知识体系划分为13个学科门类，如图3所示。每个学科都有各自成熟的体系。我军的各项条令、条例、《中国人民解放军军语》以及《军用主题词表》对军事领域的主要用语、概念作出了明确、严格、规范的规定和阐述。上述这些资源虽不是真正意义上的本体，但是其基本功能与本体有很强的一致性，它们都是概念和概念间关系的集合。虽然随着军事学科理论和实践的不断创新和发展，上述的分类或概念属性很有可能会有变化和调整，但并不会影响对现有知识、资源的组织。对这些资源的充分利用，可以使我们在本体建立中达到事半功倍的效果，建立的本体体系也更符合作战实验数据资源生产者和使用者的思维习惯。我们的顶层共用本体和领域本体的概念体系主要是在上述资源的基础上改造而成，并且根据需要还将领域本体继续向下细分了层级，比如作战领域下建立的二级领域又分为：联合作战、合同作战、空军作战、海军作战及第二炮兵作战等。
另外还有一些概念及其属性只在特定的作战实验或作战实验系统中使用，或者是同一个概念在不同的领域被关注的属性不同，军语及主题词表等资料又没有准确说明。在获取领域本体信息时，对这些概念和关系我们采取的办法是：首先利用技术手段从数据源文档的题名或关键词、数据库中的数据字典、E-R图中抽取概念和术语集合，然后再由军事专家组筛选、补充，并梳理它们的逻辑层级和语义关系。通过这两种途径的结合，从而得到完整和精确的领域本体信息。
3.2 本体的描述 本体用来组织和表示知识，需要明确、准确、逻辑性强的语言来描述，这种语言还必须是机器可读的。现在用来具体描述本体的语言种类已经很多了，每种语言各有所长。OWL语言在语义表达方面的功能更为丰富，能更好地支持推理，有助于表达和解释知识的内在联系。我们采用的就是OWL语言族谱中最小的语言子集OWL Lite。OWL中的类（Class）、子类（Rdfs：Sub Class Of）、属性（Rdfs：Property）、子属性（Rdfs：Sub Property Of）、个体（Individual）等语言成分用来描述本体模型中的实例、实例间关系、个体到概念的映射以及概念间的关系等。例如，我们从“54式手枪”、“81式自动步枪”等一系列实例中可以抽象出“枪”这一概念，那么“54式手枪”、“81式自动步枪”都是“枪”类的成员，“枪”又是“武器”的子类。定义“口径”为“枪”的属性，通过属性“口径”，可以把类“枪”和另一个类“弹药”建立关联，更复杂的描述和推理依赖于OWL Lite语言的定义约束。
4 结论
数据资源整合是一个复杂的系统工程，本文仅在基于本体的整合研究领域进行了初步的尝试，在作战实验应用领域背景下分析比较了本体构建的基本方法和技术途径，并实践了部分环节，但距离系统化和实用化还有很长的路要走。后续研究准备围绕本体评价与进化、本体的展现来开展，通过动态循环来完善本体模型，从而实现定义明确、描述规范、共享便捷的作战实验数据资源整合目的。
参考文献：
[1]徐振宁，张维明，陈文伟.基于Ontology的智能信息检索[J].计算机科学，2001，(6).
[2]马文峰，杜小勇.数字资源整合：理论、方法与应用[M].北京：北京图书馆出版，2008.
[3]胡坚.基于本体的领域知识建模方法研究[J].科技资讯，2006，(5).
