基于领域本体的知识整合浅析:领域本体
时间：2020-03-28 07:19:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
〔摘 要〕本文对领域本体及知识整合的相关理论及实践应用进行了简要的介绍与分析，并对领域本体引入知识整合中做了必要性及可行性研究。同时笔者还构建了基于领域本体的知识整合模型，以期对相关领域的理论研究有所贡献。
〔关键词〕领域本体；知识整合；知识组织体系
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１１．１２．００７
〔中图分类号〕Ｇ２５０.７３ 〔文献标识码〕Ａ 〔文章编号〕１００８－０８２１（２０１１）１２－００２７－０３
Research on Knowledge Integration Based Domain OntologyXu Debin
（College of Science，Changchun University，Changchun 130022，China）
〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕This article conducted the analytical study to the related theory and practical application of domain ontology and knowledge,and analysed the necessity and feasibility of ontology being introduced to knowledge integration.Simultaneously the author also constructed the model of knowledge integration based domain ontology,with having contribution by the time to the related domain�s fundamental research.
〔Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ〕domain ontology;knowledge integration;knowledge organization systems
信息时代正面临着一场资源环境的大变革：信息资源局部有序，整体无序的状况日趋严重，单一、孤立的微观信息组织呈现指数幂增加，这不仅没有解决用户准确获取所需信息的难题，反而使得信息整合的难度加大；同时，知识环境下用户对信息形式的获取正向着知识组织的方向发展，不再局限于一次或是二次信息资源，而是经过智能化处理的由知识元及知识元间相互的联系组成的信息知识体系。
在信息环境的大变革时期，微观有序而宏观庞杂的资源如何有效的整合，各异构系统中不同形式的信息如何合理转化、建立联系，如何提高用户获取信息体系的准确程度等都是知识整合研究所面临的紧迫课题。
１ 知识整合概述
知识整合是整合实践发展的需要，从数据整合、信息整合到如今的知识整合这一渐进的发展脉络是基于整个社会信息需求的基调而展开的。在整个资源整合体系中，知识整合位于最高层，它在数据整合、信息整合的基础上，揭示资源知识结构中概念及概念间的关系。通过知识整合，可把信息社会中众多孤立的概念建立起有机的联系，形成便于大众获取、理解的知识网格，提高整个信息传输流的速率和效率［１］。
１.１ 知识整合的组成
知识整合是一整套基于知识的组织，笔者从操作者得角度将其分为知识组织和知识检索两个方面。
所谓知识组织是对知识元及知识元间的有机联系进行组织与展示的机制；而知识检索系统则是按照一定方式将知识的整合结果清晰有序的在统一的界面展示，在知识组织的基础上，以技术合理呈现知识。知识整合的两个方面是相互联系的统一体，如图１。
１.２ 知识整合的特点
通过对知识整合的研究与分析，笔者总结出知识的几个显著特点：
１.２.１ 以知识组织体系为基础
知识组织体系是用以定义并组织知识的一套概念和符号的空间有序集合，它通常包括概念类聚体系和概念关联体系两个不可或缺的组织方式，而概念关联体系是其中最
图１ 知识整合的两个组分
优的知识组织体系，是知识整合的精华之所在。只有通过该体系建立信息集合中的概念关系，才能实现真正意义上的知识整合［２］。
１.２.２ 以知识展示为手段
知识网络是用以展示知识的最主要手段，网格可以将知识元组成的多维空间进行可视化描述，定位单独的知识元，揭示知识元间联系，可以说知识整合的一切成果都可以以知识网格的形式展示，这是知识整合的显著特征。
１.２.３ 以知识检索为目的
在知识整合、知识关联的基础上构筑的概念语义智能化获取是知识检索实现的途径，它逆化了知识整合的流程，是知识整合所要达到的实用目标［３］。
基于领域本体的知识整合浅析２ 领域本体的研究现状
“本体”一词来源于西方哲学理论体系，本体论是用来体现概念及概念间关系的系统，它是通过逻辑抽象而逐步建立起来的。哲学框架下本体的思想方法正符合信息时代下大众对知识的需求。于此，本体一词很快的被应用到信息科学与图书情报领域，并快速成为知识整合的基础理论及技术方法。
２.１ 领域本体的特点及意义
国内外对于本体的概念、分类等基础理论的研究存在很多不同的观点，在总结、分析国内外众多理论的基础上，笔者认为领域本体在知识整合中将发挥着越来越重要的作用。
领域本体是对特定领域知识的抽象概括与规范描述。领域本体的两个基本特征是：①领域本体是描述某一特定学科或社会活动领域的概念、概念的属性和概念间关系及某些需要遵从规则的知识元；②领域本体具有较强的实际应用性［４］。
领域本体反应特定领域的知识结构，通过对领域概念精确的规划，不仅使信息系统的高度智能化变为可能，同时也不断疏正大众的本意；而领域本体中概念关系的形式化表述更利于web环境下本体的交换、共享和高效检索。从宏观上讲，领域本体概念体系的构建更符合信息大众准确、便捷的知识需求。
２.２ 领域本体的研究领域
领域本体作为一种微观知识组织体系，其重要性日益被人们所重视。学者从不同角度出发，来研究领域本体在知识组织、知识检索中的作用、地位以及其构建方式。目前的研究主要集中在以下几个领域：领域本体与知识门户、本体与语义网、领域本体与异构数据库集成、领域本体与知识检索、领域本体与知识库。
领域本体是对具体学科领域知识的规范性描述，目前本体实践应用的焦点就集中在学科领域本体的构建上，而具体构建的基本流程与方法是该领域研究的热点。笔者相信，在各具体领域本体基础上构建的各项知识应用定会发挥更加关键的作用。
３ 领域本体引入知识整合的必要性及可行性分析
知识整合是一项理论及技术要求都极高的知识体系构建手段，它的层次逻辑性很严密，如图２，是知识整合体系的基础框架，在多种数据源的基础上，抽取出元数据，对抽取、集成的数据源进行本体加工，利用科学分析等相关方法获取领域本体概念，依据描述领域知识的相关规范，构建领域本体概念模型，通过模型对信息集合进行语义分析与标注，形成语义关联的元数据集合，存入本体知识库中。
图２ 知识整合体系的基础架构
可见，随着社会大众对信息获取程度的不断加深，简单的、大量的信息推送已不能满足其需求了，信息机构的工作应走在需求的前头，主动的将用户的信息需求凝练成知识，并将相关概念的关系直观的展现给用户。基于此，本体尤其是领域本体的构建就显得尤为重要，它是知识整合的坚实基础，也可以说知识整合建立在众多领域本体的基础上，没有领域本体，知识整合就只是泛泛的空谈。
目前，部分学科的领域本体已逐步构建起来，而且在此领域本体基础上的知识组织及检索系统也相应的建立起来，如“经济学科领域本体”及“经济学学科知识检索系统”等，该系统是以经济学领域本体资源整合思路为基础，实现经济学领域学科知识组织和知识检索方面的一次积极尝试。
综上，将领域本体引入知识整合的流程中不仅是必要的，而且是可行的。
４ 基于领域本体的知识整合模型构建
将领域本体引入知识整合中，作为一个坚实的根基并在此基础上进行知识组织、知识检索活动。领域本体的建设已经初步开展起来，在现阶段应考虑的是如何合理有效的将各个学科领域的本体引入知识整合的活动中来，笔者认为模式的构建和规划是非常重要的，它既是对以往实际操作经验的总结，又是对未来知识活动的理性设计。
笔者在分析、研究相关理论成果及实践应用的基础上，将以领域本体为基础的活动分为理论整合层、应用拓展层和知识检索层，如图３。图３ 基于领域本体的知识整合模型
４.１ 理论整合层面的构建
理论整合层面主要涉及以领域本体为基础构建坚实的知识组织体系，并以此来描述特定领域的知识结构。在此层中，领域本体起着关键性的作用：
（１）以领域本体为描述工具来展现知识结构，知识是有结构的，知识是结构化的信息。结构化的信息是知识组织所要揭示与描述的对象。知识资源的结构化不是简单的线性或是等级式的，而是表面复杂实则清晰的空间网状式的。知识结构的网状表现形式就是要客观的体现各种关系的概念群，而知识组织就是在概念的基础上，将资料或文献中的这种概念群间的结构关系揭示出来。
（２）知识组织体系是知识整合的基础。所谓知识组织体系，是对内容概念及概念间的相互关系进行描述与组织的机制。这里的资源内容概念及其相互关系即是知识结构，而领域本体是先关知识结构性的基本描述，只有以领域本体作为知识组织的技术和方法，最终实现基于语义的知识检索。
（３）以领域本体构建的知识网络为表现形式，有什么样的组织方式就有什么样的显示方式，知识组织基于领域知识本体，通过对学科知识结构和概念关联的组织，形成客观有序的知识网格，以反映知识内容和概念的关联。
４.２ 应用拓展层的构建
随着信息技术发展及专业知识的不断充实与更新，领域本体应在实践的发展中不断拓展自身的应用范围，同时自身内容的更新也是不可或缺的：
（１）领域本体的更新与概念群关联的建立，现代信息社会，知识的更新速度不断加快，知识库更应跟上不断发展的信息知识化进程，对于本体而言，它自然也要不断的更新来适应实际需要的发展，特别是对于应用性很强的领域本体，可以说，本体的进化就是该领域知识生命的延续，这就要求我们在领域本体的构建过程中，要不断的对概念、概念群关联及本体结构进行丰富与完善。
（２）本体与异构数据库集成，异构数据库集成是对异构数据源系统中的数据在物理上或是逻辑上有机地集中，提供统一的表示和查询的一种资源整合方式。但目前的异构数据库集成多表现为集成数据在数量上的变化，基本没有反映数据之间的有机关联。要想解决数据源的语义异构问题只能是引入领域本体［５］。
（３）本体与知识库，领域知识库是面向特定领域的知识集合，随着知识整合不断的深入，对知识的互操作性、共享性及可维护性等方面的要求越来越高，传统的数据库构建方法与人工智能技术已不能满足需要［６］。
（４）本体与知识门户，信息门户是集成与揭示某一领域的重要信息及其信息间有机关联的整合方式。由于信息门户采用的是以分类法、主题词表等信息组织体系组织资源对象，仅对细心实体间的关联进行整合，而并没有揭示信息实体内部的概念和语义，所以目前信息门户的发展趋势是在资源集成的上层构建一个本体层，以领域本体代替传统的组织方式，对资源集合进行知识整合，由信息门户向知识门户演化［７］。
（５）本体与语义网，语义网是信息时代技术发展的产物，它以一种机器可以理解的方式来传递人类知识，把人与人的信息交流模式转化成人与机器之间的传递方式，这样异构、分布网络信息的检索、访问问题就借助语义网解决了。语义网的构建需要将万维网中孤立的信息元发展成巨大的信息网络，这就需要领域本体的全方位构建与互联［８］。
４.３ 基于领域本体的知识检索层面的构建
目前大多数检索工具是基于关键词的机械匹配进行的，这种检索方式割裂了字、词间的语义关联，难以满足知识准确获取的需求。于此，领域本体的引入不仅是必要的而且是迫切的，在领域本体语义互联的基础上根据查询请求和信息源进行语义分析，实现基于语义理解的知识检索正在成为学界的研究热点。
５ 展 望
随着知识信息时代的逐步发展，各种知识整合的支撑技术日益成熟，以领域本体为基础，对微观有序而宏观庞杂的信息资源进行整合，对异构系统中的数字资源进行融合、重组，最终形成体系化的知识组织，以此来提高数字资源传播与利用的效率，这是知识整合发展的基本脉络；同时，随着对领域本体的展现与服务的研究，构建本体的可视化手段不断完善，笔者相信在不久的未来，领域本体定能以更加直观、形象的方式实现知识导航、知识构建和知识服务，从而推动整合知识社会的发展。
参考文献
［１］李广建．整合研究的几个理论问题［Ｊ］．图书情报工作，2005，（10）：6-10．
［２］李宁，送文．对于知识组织体系概念以及构建模式的一些思考［Ｊ］．图书情报工作，2005，（10）：37-40．
［３］马文峰．人文社会科学信息检索［Ｍ］．北京：北京图书馆出版社，2004：160．
［４］杜小勇，马文峰．学科领域知识本体构建方法研究［Ｊ］．图书情报工作，2003，（8）：74-78．
［５］雷琼．基于本体的异构数据库集成研究［Ｊ］．东北大学学报，2005，（6）：13-15．
［６］王晓东．基于Ontology知识库系统建模与应用研究［Ｊ］．华东师范大学学报，2003：1-2．
［７］祝忠明，吴新年，孙成权．资源环境学科信息门户的研究与建设［Ｊ］．图书情报工作，2005，（7）：65-68．
［８］刘柏嵩．基于知识的语义网：概念、技术及挑战［Ｊ］．中国图书馆学报，2003，（2）：18-21．
［９］邱琳．基于知识管理的专业图书馆数字资源整合策略［Ｊ］．现代情报，2007，（8）：90-93．
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