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地理本体的设计

时间:2013-07-18 01:11来源:知行网www.zhixing123.cn 编辑:麦田守望者

 在研究某一学科的知识的时候,通常会考虑,这一学科包括些什么概念?哪些概念是这一学科领域独有的?这些概念都有些什么属性?概念之间有些什么样的关系?属性之间的又有什么关系?这一学科的知识都有些什么规律?

1991年,Neches等人指出:“一个本体定义了组成主题领域的词汇的基本术语和关系,以及用于组成术语和关系以定义词汇外延的规则”[44]。这个定义给出了知识工程中建立本体的一个基本指南:要建立一个本体,首先要识别领域的基本术语和这些术语之间的关系,然后要识别组合这些术语和关系的规则,并提供这些术语和关系的定义。显然,从建立学科本体的角度出发研究领域知识是符合我们的目标的。

地理本体的组成

1993年,Gruber指出“本体是概念化(conceptualization)的一个显式的规格说明”[24]。这个定义目前被公认为是本体在AI中的定义。

典型情况下,一个本体是一个包含概念、对象、属性、关系及约束的定义的集合。它的主要功能是提供了一个表达领域知识的词汇表[27][28][29][30][53][66]

NKI中,我们对地理知识库中本体给出如下的形式定义:

定义2.1 (Ontology)一个本体O=<U,C,R,A,F>,其中U代表给定的论域,C代表论域中的概念,R代表概念之间存在的关系,A代表概念的属性集,F代表概念及概念间的所有公理的集合。F在我们的本体中实际上是一个公理集F={Fa,Fr}FaFr分别为属性之间的公理集合和关系之间的公理集合。所有本体的CRA构成论域U中的词典(Lexicon)。

本体中的概念是广义上的概念,它除了可以是一般意义上的概念外,还可以是过程、功能、行为等。概念C至少有一个实例(instance),我们常把概念的实例称为对象(object)。如概念“河流”的实例为“黄河”,这时“黄河”是一个地理对象。“黄河”本身也可以作为一个概念,不过这个概念只有一个实例,就是它自已。本体中的概念通常构成一个分类层次H(C, R),其中C为概念集合,R为概念分类的二元关系,可以看作是概念到概念之间的映射RC´C,通常,R为“is-a”关系或“subconcept”关系。理想的概念分类层次是一个树结构,理想的概念分类关系是一个无环、传递的关系如subconcept(子概念关系)

本体中的关系R表示概念之间的一类关联,一般用R表示概念之间的n元关系。

本体中的属性是对概念的一元性质的刻画,可以把概念的性质看作是概念的属性到属性值之间的一个赋值函数,如pa(c)=v,其中p表示性质(property),a表示属性(attribute),c表示概念,v表示属性值(value),即属性与属性值的组合就是一个性质。如面积是地区的一个属性, “面积大”则是地区的一个性质。

在我们的方法中,地理知识本体是分三个层次定义的。第一层主要是概念本体,是概念的属性集定义。第二层为概念元本体,是对概念之间,关系之间,属性之间的关系及其性质的描述。第三层为超本体,定义本体之间的关系及操作,如图2-1所示。由于目前对超本体研究尚在进行中,所以本文中我们主要以国家为例介绍概念本体和元本体。

地理学科本体层次结构
地理学科本体层次结构
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标签(Tag):本体
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