一種模糊本體描述方法和模糊本體建模方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種模糊本體描述方法和模糊本體建模方法，模糊本體描述方法是在原有的OWL描述的本體上，不改變?cè)袑?duì)精確本體表達(dá)的同時(shí)能夠添加本體的模糊信息，使信息有可精確表達(dá)的部分和需要模糊表達(dá)的部分。該描述方法使用了域名空間fowl，并在域名空間中定義了fuzzyowl的術(shù)語(yǔ)語(yǔ)義表達(dá)方法，包括模糊概念的描述、變量的描述、模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述和模糊修飾詞的描述。模糊本體建模方法包括OWL本體元素解析，模糊本體元素構(gòu)建和模糊本體fuzzyowl建模3個(gè)部分。本發(fā)明能這提高了語(yǔ)義Web對(duì)于知識(shí)的表達(dá)能力，以及語(yǔ)義Web理解和處理用戶請(qǐng)求以及上層語(yǔ)義應(yīng)用的能力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】ー種模糊本體描述方法和模糊本體建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于面向語(yǔ)義網(wǎng)的本體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及ー種模糊本體的描述方法及其相應(yīng)的建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著越來(lái)越多的共享信息被發(fā)布，Internet上的信息量已經(jīng)呈現(xiàn)了爆炸性的增長(zhǎng)，海量的信息可供人們獲取。但這些信息的內(nèi)容基本上只能通過(guò)人工的閱讀理解才能讀懂，無(wú)法被計(jì)算機(jī)“讀懂”，進(jìn)而幫助人們智能的分析和管理這些信息所包含的知識(shí)。語(yǔ)義Web作為ー種信息機(jī)器可讀的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，它能根據(jù)語(yǔ)義進(jìn)行推理，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的無(wú)障礙協(xié)調(diào)與溝通。
[0003]語(yǔ)義Web技術(shù)是計(jì)算機(jī)智能研究的重要領(lǐng)域,而要使得Internet上的內(nèi)容能夠被計(jì)算機(jī)正確的理解和處理，信息的表達(dá)技術(shù)是語(yǔ)義Web領(lǐng)域的ー個(gè)研究重點(diǎn)。而語(yǔ)義信息表達(dá)的支持，又將使得語(yǔ)義Web服務(wù)成為可能。通過(guò)用語(yǔ)義Web標(biāo)記語(yǔ)言來(lái)描述語(yǔ)義Web服務(wù)，語(yǔ)義Web將為用戶提供更智能的網(wǎng)上異構(gòu)和分布信息的訪問(wèn)和捜索，并進(jìn)一歩支持語(yǔ)義Web服務(wù)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和組合。
[0004]目前，最流行的信息表達(dá)技術(shù)是本體。本體是ー種用于描述應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)，描述各類(lèi)資源及資源之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)詞匯表擴(kuò)展的技木。
[0005]現(xiàn)有的本體技術(shù)的問(wèn)題在于，它雖然能表達(dá)現(xiàn)實(shí)中精確性的信息，但是一方面，除了部分已充分被人類(lèi)定義的信息外，還有許多在現(xiàn)階段的科技和文化水平下無(wú)法精確認(rèn)識(shí)的知識(shí)；另一方面知識(shí)表達(dá)的程度有時(shí)無(wú)法用精確的信息來(lái)表示。與此同時(shí)，本體技術(shù)作為語(yǔ)義Web的底層語(yǔ)義支撐，知識(shí)的無(wú)法精確表達(dá)將導(dǎo)致語(yǔ)義Web無(wú)法準(zhǔn)確理解用戶的請(qǐng)求，從而使得服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)組合和語(yǔ)義信息訪問(wèn)等上層應(yīng)用的準(zhǔn)確率及智能性降低。因此，必須有ー種支持不精確或模糊信息的表達(dá)技術(shù)。這就需要對(duì)原有的本體描述語(yǔ)言進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)，并通過(guò)與描述語(yǔ)言相應(yīng)的建模技術(shù)構(gòu)建本體。
[0006]描述邏輯(DLS)是適用于管理結(jié)構(gòu)化知識(shí)的邏輯，它在本體所描述的知識(shí)之上的提供邏輯表達(dá)和邏輯推理能力。模糊描述邏輯是ー組可以表達(dá)和推理結(jié)構(gòu)化模糊知識(shí)的邏輯。相對(duì)于經(jīng)典描述邏輯，模糊描述邏輯具有對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模糊知識(shí)的表達(dá)和能夠擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)世界的知識(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)。1991年Yen首次提出模糊擴(kuò)展的工作，對(duì)經(jīng)典描述邏輯進(jìn)行模糊擴(kuò)展，來(lái)對(duì)不確定或不精確知識(shí)進(jìn)行表示和推理。研究經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展取得了許多重要的成果，比如U Straccia對(duì)描述邏輯ALC進(jìn)行了模糊化推廣，在2001年提的模糊描述邏輯F-ALC ;2005年提出的fuzzy SHOIQ(D) ;2007年G Stoilos提出的模糊描述邏輯F-SHIN以及2010至2011年，U Straccia和Fernando Bobillo對(duì)經(jīng)典描述邏輯SROIQ(D)進(jìn)行了ー個(gè)模糊擴(kuò)展后提出的Fuzzy DL SROIQ(D)等等。其中，F(xiàn)uzzy DL SROIQ(D)是目前表達(dá)模糊知識(shí)能力較強(qiáng)的Fuzzy DL之一。
[0007]目前本體表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)是OWL (Web Ontology Language ), OWL具有3個(gè)表達(dá)能力不等的子語(yǔ)言:OWL Full, OffL DL和OWL Lite，其中OWL Full表達(dá)能力最強(qiáng)，其次是OWLDL。其中OWL Lite, OffL DL邏輯對(duì)應(yīng)于DLs SHIF(D)，SHOIN(D)，而目前最新版本OWL 2與經(jīng)典描述邏輯 Crisp DL SROIQ(D)相一致。然而 DLs SHIF(D)、SHOIN(D)和 Crisp DLSROIQ(D)都沒(méi)有進(jìn)行模糊擴(kuò)展，所以O(shè)WL并不能表達(dá)模糊信息。目前對(duì)于模糊本體的描述，尚未有ー種統(tǒng)ー的規(guī)范化的描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。
[0008]除此之外，使用模糊本體語(yǔ)言描述模糊信息需要一個(gè)該語(yǔ)言的建模工具。目前，protege平臺(tái)是當(dāng)前最為流行的本體建模工具之一。然而最新版本的prot6g6只支持精確本體的表達(dá)語(yǔ)言0WL。因此，protege無(wú)法支持模糊本體的建模和解析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出ー種模糊本體描述方法和模糊本體建模方法。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用的方案如下:
ー種模糊本體描述方法，其特征在于在原有的OWL描述的本體上,不改變?cè)袑?duì)精確本體表達(dá)的同時(shí)能夠添加本體的模糊信息,使信息有可精確表達(dá)的部分和需要模糊表達(dá)的部分。
[0011]進(jìn)ー步的,該描述方法使用了域名空間fowl,并在域名空間中定義了 fuzzy owl的術(shù)語(yǔ)語(yǔ)義表達(dá)方法。
[0012]所述模糊本體描述方法包括模糊概念的描述、變量的描述、模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述和模糊修飾詞的描述。
[0013]進(jìn)ー步的,所述模糊概念的描述的表達(dá)方式與模糊描述邏輯fuzzy SROIQ(D)的表 W — 致，分成:Fuzzy modified concepts、Weighted concepts、multiple Weightedconcepts和Fuzzy nominals四種模糊概念形式；姆種模糊概念形式表達(dá)相異；
其中Fuzzy modified concept模糊概念形式包括了被修飾的概念和修飾詞兩部分,被修飾的概念是已定義的精確概念或是模糊概念，而修飾詞必須是已定義的modifier ;被修飾的概念使用fowl域名空間；
所述weighted concept模糊概念形式包括了原概念和權(quán)重值兩部分,原概念是已定義的精確概念或是模糊概念，而權(quán)重值是ー個(gè)[0，I]之間的數(shù)值；在定義Weighted concepts時(shí)，除了該模糊概念的名稱(chēng)，模糊概念的類(lèi)型和注釋外，還需要引入原概念和給出權(quán)重值，對(duì)于其中的權(quán)重，fow:hasffeighted標(biāo)簽定義權(quán)重，rdf: datatype=〃&xsd; double"聲明權(quán)重的數(shù)值使用double類(lèi)型。
[0014]所述multiple weighted concept模糊概念形式帶有多個(gè)權(quán)重概念的集合,并且權(quán)重的和為I ;定義ー個(gè)多權(quán)重概念時(shí)，關(guān)鍵是給出多個(gè)帶權(quán)重的概念的描述，fuzzy owl使用fowl:hasPart標(biāo)記描述姆ー個(gè)〈權(quán)重,概念 > 對(duì)；
所述nominals concept模糊概念形式將ー個(gè)或多個(gè)nominal形成集合作為ー個(gè)概念，該概念被稱(chēng)之為nominals類(lèi)型的概念；將nominals模糊擴(kuò)展后表達(dá)具有隸屬度的nominals ;帶有fowl域的hasNominals表達(dá)姆一個(gè)帶隸屬度的nominal,姆一個(gè)帶隸屬度的nominal中引入了 一個(gè)已定義的個(gè)體和這個(gè)個(gè)體的隸屬值，fowl:haslndividual標(biāo)簽標(biāo)示個(gè)體的引入，而隸屬值不再使用其他的標(biāo)簽，與權(quán)重值一祥，統(tǒng)ー使用fowl:hasWeighted表示[0，I]之間的數(shù)值。[0015]進(jìn)ー步的，所述變量的描述將概念數(shù)據(jù)屬性(DataProperty)中的，能夠使用數(shù)值表達(dá)其范圍的解析域單獨(dú)表示成ー種新的數(shù)據(jù)形式=DataProperty解析域變量,簡(jiǎn)稱(chēng)變量；變量具有基礎(chǔ)類(lèi)型:int, double, float表示數(shù)值的類(lèi)型，以及表達(dá)DataProperty解析域的范圍的ー個(gè)數(shù)值表達(dá)式；每ー個(gè)區(qū)間，每ー個(gè)值的集合代表了使用數(shù)值表達(dá)DataProperty解析域,而模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型是基于該解析域之上的經(jīng)過(guò)不同解析模型形成的，是表示模糊信息的DataProperty的數(shù)據(jù)類(lèi)型。
[0016]進(jìn)ー步的，所述模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述在保留原有的四種隸屬函數(shù)模型之外，擴(kuò)展的用戶自定義模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型邏輯是d f (X), f (X)是模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型(fuzzy datatype)的隸屬函數(shù)定義，X是模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型使用的變量；擴(kuò)展后的DL支持原有的四種模糊具體謂詞，并且取消原具體域，應(yīng)用變量表達(dá)模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的data property解析域的數(shù)值范圍參數(shù)，同時(shí)允許用戶自定義基于data property解析域數(shù)值的函數(shù)公式來(lái)定義ー個(gè)模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的隸屬函數(shù)；
模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述，首先確定如何描述該模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型與原來(lái)的OWL語(yǔ)言定義的本體元素的關(guān)系，使得在不改變?cè)_本體文件的基礎(chǔ)上，為其添加模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型信息；屬性方面，ー個(gè)屬性可以有多個(gè)模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型，在OWL精確本體語(yǔ)言中，ー個(gè)概念的表達(dá)式中可出現(xiàn)具有某個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型的屬性；
豐民據(jù)個(gè)IbJ的特點(diǎn)，將 leftshoulder、rightshoulder、triangular、trapezoidal、MOD和自定義類(lèi)型userDefined分成3類(lèi)分析模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的表達(dá)方法；leftshoulder、rightshoulder> triangular和trapezoidal四種類(lèi)型的模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型不需要定義其隸屬函數(shù)表達(dá)式，但需要給出其使用的變量名和對(duì)應(yīng)的幾個(gè)關(guān)鍵值；描述這四種類(lèi)型的fuzzydatatype時(shí)，帶有域名空間fowl的“datatypeType”語(yǔ)義標(biāo)示fuzzy datatype的類(lèi)型:datatypeType:= { leftshoulder | rightsnoulder | triangular | trapezoidal } ； |bJ時(shí)，有關(guān)的關(guān)鍵值統(tǒng)一使用XML模式的表達(dá)形式:xsd:enumeration,并且按照大小的順序分別表達(dá)了這些類(lèi)型的a，b，c和d值。
[0017]進(jìn)ー步的，模糊修飾詞的描述是:Fuzzy DL SROIQ(D)中可表達(dá)三種類(lèi)型的模糊修飾詞:linear, triangular和自定義類(lèi)型usrDefined,前兩種與模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型中的前四種類(lèi)型類(lèi)似，都是已經(jīng)確定了的函數(shù)模型，不需要給出隸屬函數(shù)的表達(dá)式，只需要給出關(guān)鍵值即可，唯一與模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型區(qū)別是其變量是已確定范圍為[0，1];最后一種類(lèi)型與自定義模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型類(lèi)似，都可以自定義其隸屬函數(shù)；模糊修飾詞中的變量表達(dá)ー個(gè)特殊的域，定義ー個(gè)特殊的變量，該變量表示ー個(gè)[0，1]范圍內(nèi)的真值度，其基本類(lèi)型為xsd: double ;類(lèi)似的，自定義其隸屬函數(shù)的userDefined類(lèi)型模糊修飾詞除了這個(gè)特殊的變量外，還需要在其中定義其隸屬函數(shù)表達(dá)式和定義域，但是不需要表達(dá)修飾詞與其他元素之間的關(guān)系。
[0018]ー種模糊本體建模方法，其包括OWL本體元素解析，模糊本體元素構(gòu)建和模糊本體fuzzy owl建模3個(gè)部分；所述的OWL本體元素解析用于加載OWL本體模型，獲取需要添加模糊信息的原本體元素；模糊本體元素構(gòu)建用于編輯添加的模糊信息，并形成元素的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；模糊本體fuzzy owl建模則是將形成的元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析為fuzzy owl模糊本體模型，并且最終可以保存為fuzzy owl的描述文件；
所述OWL本體元素解析包括了 OWL本體模型加載，OWL類(lèi)(class)解析，OWL數(shù)據(jù)類(lèi)型(datatype)解析，OffL個(gè)體(individual)解析；0WL本體模型加載通過(guò)讀取磁盤(pán)或網(wǎng)絡(luò)本體文件，這些文件是需要添加模糊信息的本體文件，然后解析每個(gè)本體文件的本體模型；OffL類(lèi)據(jù)解析在本體模型加載成功后查詢模型中的所有類(lèi),解析每ー個(gè)類(lèi)的詳細(xì)描述內(nèi)容，并形成一個(gè)類(lèi)列表；0WL數(shù)據(jù)類(lèi)型解析從本體模型中查詢所有OWL定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，解析數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述內(nèi)容，形成一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型列表；0WL個(gè)體解析從本體模型中查詢所有OWL定義的個(gè)體，解析個(gè)體所屬的類(lèi)和其他屬性內(nèi)容，并形成一個(gè)個(gè)體列表；
所述模糊本體元素構(gòu)建包括模糊概念，變量，模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型和修飾詞的構(gòu)建，分別編輯其語(yǔ)義內(nèi)容并生成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)模糊本體元素?cái)?shù)據(jù)；模糊概念的構(gòu)建包括了帶有修飾詞模糊概念(modified concept)的構(gòu)建,帶有權(quán)重模糊概念(weighted concept)的構(gòu)建，多權(quán)重模糊概念(multiple weighted concept)的構(gòu)建，nominals concept的構(gòu)建，分別生成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；模糊概念基本結(jié)構(gòu)包括概念名稱(chēng)，概念類(lèi)型，概念“equivalentClass”關(guān)系和備注數(shù)據(jù)；帶有修飾詞模糊概念的結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，已定義修飾詞，被修飾的概念數(shù)據(jù)；帶有權(quán)重的模糊概念結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，權(quán)重值，原概念；多權(quán)重模糊概念的結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，< 權(quán)重，概念 > 列表；nominalsconc印t數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，〈隸屬度，個(gè)體〉列表；變量的構(gòu)建包括了變量的基本類(lèi)型和解析域的數(shù)值范圍的編輯，基本類(lèi)型的編輯是從XSD中多種數(shù)值的類(lèi)型選擇變量的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，解析域數(shù)值范圍的編輯是使用〈等式類(lèi)型，數(shù)值〉列表表示的多個(gè)數(shù)值區(qū)間；
模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的構(gòu)建包括 了 leftshoulder、rightshoulder、triangular、trapezoidal四種類(lèi)型，MOD類(lèi)型，userDefined類(lèi)型的模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的構(gòu)建；所有模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型具有基本結(jié)構(gòu)，包括名稱(chēng)，類(lèi)型，domain域和備注數(shù)據(jù)；leftshoulder、rightshoulder> triangular、trapezoidal四種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)包括基本結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，變量，關(guān)鍵值列表，其中l(wèi)eftshoulder、rightshoulder兩種類(lèi)型有2個(gè)關(guān)鍵值,triangular具有3個(gè)關(guān)鍵值，trapezoidal具有4個(gè)關(guān)鍵值。MOD類(lèi)型包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，已定義修飾詞，被修飾原datatype或fuzzy datatype數(shù)據(jù)。userDefined類(lèi)型包括基本結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，變量，自定義的隸屬函數(shù)列表數(shù)據(jù)，其中隸屬函數(shù)又包括了公式的表達(dá)式和隸屬函數(shù)的定義域范圍約束列表；
修飾詞的構(gòu)建包括了 linear、triangular和userDefined類(lèi)型的修飾詞的構(gòu)建,均具有與模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型相似的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)有名稱(chēng)，類(lèi)型，變量和備注這些共有基本數(shù)據(jù)，其中變量是具有固定范圍[0,1]的特殊變量；除了基本數(shù)據(jù)外，linear和triangular還具有各自的關(guān)鍵值列表，userDefined類(lèi)型還具有自定義的隸屬函數(shù)列表數(shù)據(jù)。
[0019]所述模糊本體fuzzy owl建模包括模糊本體文件初始化,模糊本體元素的fuzzyowl模型構(gòu)建和模糊本體文件存儲(chǔ)；
模糊本體文件的初始化是為所添加的模糊信息創(chuàng)建存儲(chǔ)文件，并生成必要的文件頭部，該頭部包含了所用到的所有域名空間，引入的其他本體模型文件，所添加的模糊信息的原本體文件和模糊本體文件備注信息；本模糊本體文件初始化后為ー個(gè)空的模糊本體模型描述；
模糊本體元素的fUZZy OWl模型構(gòu)建包括了模糊概念，變量，模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型和修飾詞的fuzzy owl建模，根據(jù)模糊本體元素編輯后建立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的每ー個(gè)元素的結(jié)構(gòu)建立該元素的fuzzy owl模型，并為該模型添加所有的語(yǔ)義信息，最后將該元素的fuzzy owl模型作為子節(jié)點(diǎn)添加到相應(yīng)的模糊本體模型節(jié)點(diǎn)后；
模糊本體文件存儲(chǔ)是將建模后的模糊本體按照相應(yīng)的格式保存到初始化后的模糊本體文件中。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果:模糊本體描述方法能夠在OffL描述的本體的基礎(chǔ)上，不改變?cè)芯_本體表達(dá)的同吋，為本體描述添加模糊信息，達(dá)到用語(yǔ)義表達(dá)精確及非精確知識(shí)的效果。且模糊本體建模方法能夠通過(guò)加載OWL本體模型構(gòu)建模糊本體模型，實(shí)現(xiàn)支持模糊本體描述的本體建摸。這提高了語(yǔ)義Web對(duì)于知識(shí)的表達(dá)能力，以及語(yǔ)義Web理解和處理用戶請(qǐng)求以及上層語(yǔ)義應(yīng)用的能力。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1 fuzzyowl建?？傮w流程。
[0022]圖2 fuzzyowl建模模塊圖。
[0023]圖3 OWL本體元素解析流程圖。
[0024]圖4模糊本體構(gòu)建流程圖。
[0025]圖5 fuzzy owl建模流程圖。
[0026]圖6 fuzzy owl Parser 結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]ー種模糊本體描述方法，實(shí)現(xiàn)ー種可在計(jì)算機(jī)上表達(dá)模糊本體信息的方法，井形成一種語(yǔ)言規(guī)范。該語(yǔ)言規(guī)范稱(chēng)為fuzzy owl，可以表達(dá)模糊概念，變量，模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型和修飾詞，其中的模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型和修飾詞經(jīng)具有自定義類(lèi)型的表達(dá)能力。該模糊本體的描述方法能夠在原有的OWL描述的本體上，不改變?cè)袑?duì)精確本體表達(dá)的同時(shí)能夠添加本體的模糊信息，而不是研究ー套僅用于模糊信息的語(yǔ)言。這種擴(kuò)展方法符合人們的認(rèn)知:信息應(yīng)該有其可精確表達(dá)的部分和需要模糊表達(dá)的部分，而不應(yīng)該將信息分成精確和模糊兩種類(lèi)型。
[0028]fuzzy owl基于RDF (RDFS)之上的部分獨(dú)立術(shù)語(yǔ)主要有:
表I fuzzy owl術(shù)語(yǔ)詞匯表
【權(quán)利要求】
1.ー種模糊本體描述方法，其特征在于在原有的OWL描述的本體上，不改變?cè)袑?duì)精確本體表達(dá)的同時(shí)能夠添加本體的模糊信息，使信息有可精確表達(dá)的部分和需要模糊表達(dá)的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種模糊本體描述方法，其特征在于該描述方法使用了域名空間fowl,并在域名空間中定義了 fuzzy owl的術(shù)語(yǔ)語(yǔ)義表達(dá)方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種模糊本體描述方法,其特征在于包括模糊概念的描述、變量的描述、模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述和模糊修飾詞的描述。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種模糊本體描述方法，其特征在于所述模糊概念的描述的表達(dá)方式與模糊描述邏輯fuzzy SROIQ(D)的表達(dá)一致,分成:Fuzzy modified concepts、Weighted concept s>mul tip Ie Weighted concepts 和 Fuzzy nominals 四種模糊概念形式；每種模糊概念形式表達(dá)相異； 其中Fuzzy modified concept模糊概念形式包括了被修飾的概念和修飾詞兩部分,被修飾的概念是已定義的精確概念或是模糊概念，而修飾詞必須是已定義的modifier ;被修飾的概念使用fowl域名空間； 所述weighted concept模糊概念形式包括了原概念和權(quán)重值兩部分,原概念是已定義的精確概念或是模糊概念，而權(quán)重值是ー個(gè)[0，I]之間的數(shù)值；在定義Weighted concepts時(shí)，除了該模糊概念的名稱(chēng)，模糊概念的類(lèi)型和注釋外，還需要引入原概念和給出權(quán)重值，對(duì)于其中的權(quán)重，fow:hasffeighted標(biāo)簽定義權(quán)重，rdf: datatype=〃&xsd; double"聲明權(quán)重的數(shù)值使用double類(lèi)型； 所述multiple weighted concept模糊概念形式帶有多個(gè)權(quán)重概念的集合,并且權(quán)重的和為I ;定義ー個(gè)多權(quán)重概念時(shí)，關(guān)鍵是給出多個(gè)帶權(quán)重的概念的描述，fuzzy owl使用fowl:hasPart標(biāo)記描述姆一個(gè)〈權(quán)重,概念 > 對(duì)； 所述nominals concept模糊概念形式將ー個(gè)或多個(gè)nominal形成集合作為ー個(gè)概念，該概念被稱(chēng)之為nominals類(lèi)型的概念；將nominals模糊擴(kuò)展后表達(dá)具有隸屬度的nominals ;帶有fowl域的hasNominals表達(dá)姆一個(gè)帶隸屬度的nominal,姆一個(gè)帶隸屬度的nominal中引入了一個(gè)已定義的個(gè)體和這個(gè)個(gè)體的隸屬值，fowl:haslndividual標(biāo)簽標(biāo)示個(gè)體的引入，而隸屬值不再使用其他的標(biāo)簽，與權(quán)重值一祥，統(tǒng)ー使用fowl:hasWeighted表示[0，I]之間的數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種模糊本體描述方法,其特征在于所述變量的描述將概念數(shù)據(jù)屬性(DataProperty)中的，能夠使用數(shù)值表達(dá)其范圍的解析域單獨(dú)表示成一種新的數(shù)據(jù)形式:DataProperty解析域變量,簡(jiǎn)稱(chēng)變量；變量具有基礎(chǔ)類(lèi)型:int, double, float表示數(shù)值的類(lèi)型，以及表達(dá)DataProperty解析域的范圍的一個(gè)數(shù)值表達(dá)式；姆一個(gè)區(qū)間，姆ー個(gè)值的集合代表了使用數(shù)值表達(dá)DataProperty解析域,而模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型是基于該解析域之上的經(jīng)過(guò)不同解析模型形成的，是表示模糊信息的DataProperty的數(shù)據(jù)類(lèi)型。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種模糊本體描述方法，其特征在于所述模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述在保留原有的四種隸屬函數(shù)模型之外，擴(kuò)展的用戶自定義模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型邏輯是d—f(X), f (X)是模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型(fuzzy datatype)的隸屬函數(shù)定義，X是模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型使用的變量；擴(kuò)展后的DL支持原有的四種模糊具體謂詞，并且取消原具體域，應(yīng)用變量表達(dá)模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的data property解析域的數(shù)值范圍參數(shù)，同時(shí)允許用戶自定義基于data property解析域數(shù)值的函數(shù)公式來(lái)定義ー個(gè)模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的隸屬函數(shù)； 模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述，首先確定如何描述該模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型與原來(lái)的OWL語(yǔ)言定義的本體元素的關(guān)系，使得在不改變?cè)_本體文件的基礎(chǔ)上，為其添加模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型信息；屬性方面，ー個(gè)屬性可以有多個(gè)模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型，在OWL精確本體語(yǔ)言中，ー個(gè)概念的表達(dá)式中可出現(xiàn)具有某個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型的屬性； 根據(jù)ィヽ『口」的特點(diǎn)，將 Ieftshoulder、rightshoulder、triangular、trapezoidal、MOD和自定義類(lèi)型userDefined分成3類(lèi)分析模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的表達(dá)方法；Ieftshoulder、rightshoulder> triangular和trapezoidal四種類(lèi)型的模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型不需要定義其隸屬函數(shù)表達(dá)式，但需要給出其使用的變量名和對(duì)應(yīng)的幾個(gè)關(guān)鍵值；描述這四種類(lèi)型的fuzzydatatype時(shí)，帶有域名空間fowl的“datatypeType”語(yǔ)義標(biāo)示fuzzy datatype的類(lèi)型:datatypeType:= { leftshoulder | rightsnoulder | triangular | trapezoidal } ； |bJ時(shí)，有關(guān)的關(guān)鍵值統(tǒng)一使用XML模式的表達(dá)形式:xsd:enumeration,并且按照大小的順序分別表達(dá)了這些類(lèi)型的a，b，c和d值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種模糊本體描述方法，其特征在于模糊修飾詞的描述是:Fuzzy DL SROIQ(D)中可表達(dá)三種類(lèi)型的模糊修飾詞:linear, triangular和自定義類(lèi)型usrDefined，前兩種與模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型中的前四種類(lèi)型類(lèi)似，都是已經(jīng)確定了的函數(shù)模型，不需要給出隸屬函數(shù)的表達(dá)式，只需要給出關(guān)鍵值即可，唯一與模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型區(qū)別是其變量是已確定范圍為[0，1];最后一種類(lèi)型與自定義模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型類(lèi)似，都可以自定義其隸屬函數(shù)；模糊修飾詞中的變量表達(dá)ー個(gè)特殊的域，定義ー個(gè)特殊的變量，該變量表示ー個(gè)[0，I]范圍內(nèi)的真值度，其基本類(lèi)型為xschdouble ;類(lèi)似的，自定義其隸屬函數(shù)的userDefined類(lèi)型模糊修飾詞除了這個(gè)特殊的變量外,還需要在其中定義其隸屬函數(shù)表達(dá)式和定義域，但是不需要表達(dá)修飾詞與其他元素之間的關(guān)系。
8.利用權(quán)利要求廣7任一項(xiàng)所述模糊本體描述方法的模糊本體建模方法，其特征在于 包括OWL本體元素解析，模糊 本體元素構(gòu)建和模糊本體fuzzy owl建模3個(gè)部分；所述的OWL本體元素解析用于加載OWL本體模型，獲取需要添加模糊信息的原本體元素；模糊本體元素構(gòu)建用于編輯添加的模糊信息，并形成元素的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；模糊本體fuzzy owl建模則是將形成的元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析為fuzzy owl模糊本體模型，并且最終可以保存為fuzzy owl的描述文件； 所述OWL本體元素解析包括了 OWL本體模型加載，OWL類(lèi)(class)解析，OffL數(shù)據(jù)類(lèi)型(datatype)解析，OffL個(gè)體(individual)解析；0WL本體模型加載通過(guò)讀取磁盤(pán)或網(wǎng)絡(luò)本體文件，這些文件是需要添加模糊信息的本體文件，然后解析每個(gè)本體文件的本體模型；OffL類(lèi)據(jù)解析在本體模型加載成功后查詢模型中的所有類(lèi),解析每ー個(gè)類(lèi)的詳細(xì)描述內(nèi)容，并形成一個(gè)類(lèi)列表；0WL數(shù)據(jù)類(lèi)型解析從本體模型中查詢所有OWL定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，解析數(shù)據(jù)類(lèi)型的描述內(nèi)容，形成一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型列表；0WL個(gè)體解析從本體模型中查詢所有OWL定義的個(gè)體，解析個(gè)體所屬的類(lèi)和其他屬性內(nèi)容，并形成一個(gè)個(gè)體列表； 所述模糊本體元素構(gòu)建包括模糊概念，變量，模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型和修飾詞的構(gòu)建，分別編輯其語(yǔ)義內(nèi)容并生成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)模糊本體元素?cái)?shù)據(jù)；模糊概念的構(gòu)建包括了帶有修飾詞模糊概念(modified concept)的構(gòu)建,帶有權(quán)重模糊概念(weighted concept)的構(gòu)建，多權(quán)重模糊概念(multiple weighted concept)的構(gòu)建，nominals concept的構(gòu)建，分別生成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；模糊概念基本結(jié)構(gòu)包括概念名稱(chēng)，概念類(lèi)型，概念“equivalentClass”關(guān)系和備注數(shù)據(jù)；帶有修飾詞模糊概念的結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，已定義修飾詞，被修飾的概念數(shù)據(jù)；帶有權(quán)重的模糊概念結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，權(quán)重值，原概念；多權(quán)重模糊概念的結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，< 權(quán)重，概念 > 列表；nominalsconc印t數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，〈隸屬度，個(gè)體〉列表；變量的構(gòu)建包括了變量的基本類(lèi)型和解析域的數(shù)值范圍的編輯，基本類(lèi)型的編輯是從XSD中多種數(shù)值的類(lèi)型選擇變量的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，解析域數(shù)值范圍的編輯是使用〈等式類(lèi)型，數(shù)值〉列表表示的多個(gè)數(shù)值區(qū)間； 模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的構(gòu)建包括了 leftshoulder、rightshoulder、triangular、trapezoidal四種類(lèi)型，MOD類(lèi)型，userDefined類(lèi)型的模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型的構(gòu)建；所有模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型具有基本結(jié)構(gòu)，包括名稱(chēng)，類(lèi)型，domain域和備注數(shù)據(jù)；leftshoulder、rightshoulder> triangular、trapezoidal四種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)包括基本結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，變量，關(guān)鍵值列表，其中l(wèi)eftshoulder、rightshoulder兩種類(lèi)型有2個(gè)關(guān)鍵值,triangular具有3個(gè)關(guān)鍵值，trapezoidal具有4個(gè)關(guān)鍵值； MOD類(lèi)型包括了基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，已定義修飾詞，被修飾原datatype或fuzzy datatype數(shù)據(jù)； userDefined類(lèi)型包括基本結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，變量，自定義的隸屬函數(shù)列表數(shù)據(jù)，其中隸屬函數(shù)又包括了公式的表達(dá)式和隸屬函數(shù)的定義域范圍約束列表； 修飾詞的構(gòu)建包括了 linear、triangular和userDefined類(lèi)型的修飾詞的構(gòu)建,均具有與模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型相似的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)有名稱(chēng)，類(lèi)型，變量和備注這些共有基本數(shù)據(jù)，其中變量是具有固定范圍[0,1]的特殊變量；除了基本數(shù)據(jù)外，linear和triangular還具有各自的關(guān)鍵值列表，use`rDefined類(lèi)型還具有自定義的隸屬函數(shù)列表數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模糊本體建模方法,其特征在于所述模糊本體fuzzy owl建模包括模糊本體文件初始化，模糊本體元素的fuzzy owl模型構(gòu)建和模糊本體文件存儲(chǔ)；模糊本體文件的初始化是為所添加的模糊信息創(chuàng)建存儲(chǔ)文件，并生成必要的文件頭部，該頭部包含了所用到的所有域名空間，引入的其他本體模型文件，所添加的模糊信息的原本體文件和模糊本體文件備注信息；本模糊本體文件初始化后為ー個(gè)空的模糊本體模型描述； 模糊本體元素的fUZZy OWl模型構(gòu)建包括了模糊概念，變量，模糊數(shù)據(jù)類(lèi)型和修飾詞的fuzzy owl建模，根據(jù)模糊本體元素編輯后建立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的每ー個(gè)元素的結(jié)構(gòu)建立該元素的fuzzy owl模型，并為該模型添加所有的語(yǔ)義信息，最后將該元素的fuzzy owl模型作為子節(jié)點(diǎn)添加到相應(yīng)的模糊本體模型節(jié)點(diǎn)后； 模糊本體文件存儲(chǔ)是將建模后的模糊本體按照相應(yīng)的格式保存到初始化后的模糊本體文件中。
【文檔編號(hào)】G06F17/27GK103440324SQ201310391295
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】劉發(fā)貴, 羅松超, 黃永雪, 彭晨漪 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)