關(guān)系模型到本體模型映射方法研究

1、m國(guó)學(xué)朮友叢廚www.qikanwang.nEt關(guān)系模型到本體模型映射方法研究摘要：本體通常用來(lái)描述內(nèi)容的語(yǔ)義，以實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的內(nèi)容共 享和集成。然而，手工構(gòu)建本體通常耗費(fèi)巨大，使得本體構(gòu)建成為 一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。因此，有必要研究基于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的本體學(xué)習(xí)技 術(shù)。提出了從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中學(xué)習(xí)本體的方法，定義了關(guān)系數(shù)據(jù)源到 本體的映射規(guī)則并與現(xiàn)有方法進(jìn)行了詳細(xì)的比較，同時(shí)給出了應(yīng)用 實(shí)例及原型實(shí)現(xiàn)。分析表明，與現(xiàn)有方法相比，本文提出的方法在 映射的完整性及正確性方面有較大提高。關(guān)鍵詞：本體；關(guān)系模型；結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；語(yǔ)義；原型relational model to the ontology model ma

2、pping methods study sun weiqia ng1,zha ng qia n2(l.liaoning equipment manufacture college,communicationengin eeri ng,she nyan g,110161,chi na;2 .n eusoft group,the tsd,she nyan g110179,chi na)abstract:the body is usually used to describe the semanticsof the content in order to achieve sema ntic-base

3、d content shari ng and in tegratio n.however,the manu ally con structed ontology is usually costly, the ontology construction is a difficult task.therefore,it is necessary to study the structured data-based ontology learning techniquesearning ontology from relational database,the definition of a rel

4、ational data source to the ontology mapping rules and a detailed comparison with existing methods,and application in sta nee and prototype impleme ntatio n. the an alysis showed that compared with exist ing methods,the proposed method has improved greatly in the integrity and accuracy of mapping.key

5、words: on tology;relati onal model;structured data;sema ntics;prototype本文主要研究如何從結(jié)構(gòu)化(主要是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù) 應(yīng)用范圍有限，暫不討論)數(shù)據(jù)源獲取期望的本體。第一節(jié)對(duì)現(xiàn)有 相關(guān)工作進(jìn)行了討論，并指出了其中存在的不足；第二節(jié)對(duì)本體與 w3c最新提出的本體描述語(yǔ)言owl作了簡(jiǎn)要介紹；第三節(jié)描述了關(guān) 系模型到本體模型的映射，實(shí)現(xiàn)了一種從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中學(xué)習(xí)本體的 方法。一、相關(guān)工作lawrence和giles 在1998年時(shí)估計(jì)互聯(lián)網(wǎng)上有 80%勺內(nèi)容存儲(chǔ)在 hidden web中1 , 2，所謂hidden we

6、b中的數(shù)據(jù)就是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù) 庫(kù)中的數(shù)據(jù)。因此，如何從數(shù)據(jù)庫(kù)中學(xué)習(xí)有意義的本體是有必要的。實(shí)際上，20世紀(jì)90年代提出的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)逆向工程(relational database reverse engin eeri ng)3就是分析關(guān)系模式中所包含的語(yǔ)義，以生成更為復(fù)雜的模型結(jié)構(gòu)表達(dá)更為豐富的語(yǔ)義。在最新的 研究成果中，kashyap通過(guò)分析關(guān)系模式的語(yǔ)義得到一個(gè)侯選本體，然后通過(guò)分析用戶的查詢進(jìn)一步修正該本體，由于用戶查詢的隨機(jī) 性，因而很難保證本體學(xué)習(xí)的質(zhì)量； manli等人通過(guò)分析關(guān)系表的屬性、主外鍵的依賴關(guān)系，來(lái)建立關(guān)系模式到本體模型的映射規(guī)則， 然后通過(guò)一系列評(píng)價(jià)方法修正這些規(guī)則并生成

7、最終的本體。然而， 現(xiàn)有的這些方法都存在著一定的不足，其映射規(guī)則的正確性值得商 榷。二、本體與owl本體是描述特定領(lǐng)域內(nèi)的概念、屬性及其關(guān)系的詞匯和公理的集合。下面給出本體的形式化定義。定義2.1本體定義為一個(gè)六元組：o=（c,attr,hc,rel,ao,i）,其中c為本體o的概念集（“ owl:class ”的實(shí)例）;hc c x c表示 概念間的繼承關(guān)系，如hc （ci,cj） 表示ci為cj的子概念。attr 表示概念集c的數(shù)據(jù)類型屬性集（“ owl: datatypeproperty ”的實(shí) 例）。rel c x c表示概念集c的對(duì)象屬性集（“owl:objectproperty”的

8、實(shí)例），描述了概念之間的關(guān)系。ao是附加到該本體的公理集，i是概念集c的實(shí)例集。owl是由w3c最新提出的本體描述語(yǔ)言，owl可以進(jìn)一步細(xì)分為owl lite、owl dl 和 owl full 。其中，owl dl 忽略了對(duì) rdfs （resource description framework schema ） 4的兼容性，主要對(duì)概念、屬 性及概念實(shí)例的關(guān)系進(jìn)行描述，具有較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力；owl lite 是owl dl的一個(gè)子集，降低了 owl dl中的公理約束（例如owl dl 制定了類型分離原則，即類和實(shí)例、屬性是嚴(yán)格區(qū)分開的)，保證 一個(gè)高效的推理過(guò)程。而 owl full實(shí)現(xiàn)

9、了對(duì)rdfs的向上兼容性, 但不能保證可判定推理18。三、關(guān)系模型到本體的映射(一)映射規(guī)則為便于描述，首先給出映射規(guī)則的幾個(gè)原語(yǔ)及其語(yǔ)義182P_key(ri):表示關(guān)系ri的主鍵集；f_key(ri):表示關(guān)系ri的外鍵集；attr(ri):表示關(guān)系ri的屬性集，滿足p_key(ri) attr(ri)f_key(ri) attr(ri)；dom(ai):其中ai attr(ri) ，表示屬性ai的定義域；range(ai):其中ai attr(ri)，表示屬性ai的值域。rule1 :對(duì)于任意 ri 與 rj ，i j ，若 p_key(ri)= p_key(rj) ，則將ri與rj映射為同一個(gè)類c，ri與rj屬性即為類c的屬性?；蛘邔i與rj分別映射為兩個(gè)類，并將這兩個(gè)類設(shè)置為等價(jià)類(equivale ntclass)。rule2 :任意 ai p_key(ri) ，且 ai attr(rj) ，i j ，貝U ri 單獨(dú)映射為一個(gè)類ci。若關(guān)系ri的主屬性不屬于任意attr(rj) , i j，表明ri描述的事 物與rj描述的不同。rule3 :若 attr(ri) n attr(rj)=，貝U ri 對(duì)應(yīng)的類 ci 與rj對(duì)應(yīng)的類cj存在dis