语义网中OWL本体研究

摘 要： 介绍本体的概念和本体表示语言WOL的特性，提出使用OWL表示本体的方法，介绍构建领域本体的工具Protégé，最后采用该方法构建食物链来说明构建本体的过程。

关键词： 语义网；本体；OWL

中图分类号：TD175.5 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210084－01

0 引言

随着互联网的应用需求急剧增长，至今仍基于HTML面向表现构造的Web网页的弊端日渐显现出来。由于没有可靠的方法来识别和处理HTML页面的语义，也就没有办法做到让机器真正理解网页内容的具体含义并由此驱使计算机程序按照其语义进行操作。于是语义网在1998年由Tim Berners-Lee首次提出后，就随之成为万维网联盟的长期发展目标。

1 本体Ontology

目前，语义网的研究主要集中在Web内容的语义表示和理解的核心层上，而其中对本体（Ontology）的研究则是人们关注的热点。本体通过对概念的严格定义和概念之间的关系来确定其精确的含义，以表示共同认可的、可共享的知识，从而化解了上面提到的难题，成为解决语义层次上信息共享和交换的基础。本体的功能虽然看起来与数据库有些相似，但它提供的是领域严谨丰富的知识理论，而不是一个只能存放数据的结构。本体特别适合表示抽象的描述。由于它能将一个或多个特定领域的概念和术语规范化，因此成为领域内实体、属性、过程及其相互关系形式化描述的基础，从而可为知识库的构造给出一个基本结构。

2 OWL语言

OWL（Web Ontology Language，Web本体语言）在2004年2月正式成为W3C推荐的本体表示语言。它建立在RDFSRDF/RDF schema基础上，目的是提供更多的原语以支持更加丰富的语义表达和推理能力示。OWL继承了DAML和OIL采用面向对象方法，利用类和属性描述领域的结构，用公理来声明类和属性，以及构建于RDFS语法上的特征。OWL相对XML、RDFS、OIL和DAML拥有更多的机制来表达语义，因此在Web上的表达机器可理解内容的能力比这些语言更强。OWL中没有定义数据类型特性，而是引用了XML Schema中定义的数据类型。我们可以使用OWL表示本体模型。OWL提供了丰富的公理，不仅准确描述了知识中的类、属性、个体，还对它们之间的复杂的逻辑关系进行精确描述，为知识的推理做了良好的准备。

3 OWL本体表示实例

图1 OWL本体逻辑关系图

我们下面分析一个简单的动物世界的食物链关系，通过这个实例来介绍本体的构建过程。通过分析抽象，食物链的概念如下：食肉动物、食草动物、植物。因为关注的知识范围是食物链，后者是前者的食物，所以在类的属性上仅取与之相关的，即定义为捕食关系。下面我们通过具体的OWL本体表示方法实现该食物链。owl：Thing有两个子类，动物和植物，这里两个子类是互斥关系（owl：disjoint With）。动物类又有两个子类：食肉动物和食草动物。食肉动物有一个对象属性hunt，它的值域是食草动物，而食草动物也有一个属性hunted它的值域是食肉动物，很明显它与hunt属性是互逆关系（owl：inverse Of）。另外食草动物还有一个属性eat，它的值域是植物。最后为每个类添加了个体表示狼、兔子、萝卜之间的食物链关系。图1表示OWL本体的逻辑关系。

Protégé是可扩展的、跨平台的本体编辑工具。它拥有可视化的用户界面，支持概念层次、概念属性以及规则和约束的定义。Protégé采用开放知识库互联（OKBC，Open Knowledge Base Connectivity）语言模型。利用Protégé建立的本体知识库能很方便地与外界系统实现知识共享和互操作。图3所示是用Protégé中的OWLWiz工具绘出的关系图。

图2 rotégé中的OWLWiz工具绘出的关系图

4 结束语

本文分析了语义网的一些特征，以及本体在资源信息共享和在知识表示方面的优势等，提出了一种利用OWL语言构建本体的方法，并把该方法应用到我们的工程实践中，取得了良好的效果。但我们对本体以及它的构建方法的认识还处在起始阶段，对开发研究过程中遇到的问题，还需要进一步研究，以给我们将来的工作提供更加明确的方向和理论依据。

参考文献：

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