战斗机领域本体构建探究

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1、战斗机领域本体构建探究　　【摘要】在研究现有本体构建方法的基础上，针对战斗机领域本体的构建需求，分析了战斗机领域本体的构建范围、属性和关系类型等。描述了战斗机领域本体构建的方法和步骤，结合本体重用、基于互信息的本体半自动构建和人工校核的方式，实现对领域本体的快速有效构建。【关键词】领域本体；本体构建；战斗机；叙词表；互信息1.引言近几年，国内外不少学者对领域本体的构建进行了探索研究，有的已建立了可投入应用的本体。但是对于战斗机领域本体的构建，未有太多研究成果。借鉴现有的领域本体构建方法，要么工作量大、时间长，要么本体质量不高，适应性

2、不强。本文在分析基于本体工程和叙词表领域本体构建方法的基础上，结合本体重用、基于互信息的本体半自动构建和人工校核的方式，提出了一种更有效率的战斗机领域本体构建方法。2.本体的定义91991年Neches等人最早给出本体在计算机科学中的定义：“给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延规则的定义”[2]。1993年Gruber定义本体为“概念模型的明确的规范说明”[1]。1997年Borst进一步完善为“共享概念模型的形式化规范说明”[3]。Studer等人对上述两个定义进行了深入研究，认为本体

3、是共享概念模型的明确的形式化规范说明[4]，这也是目前对本体概念的统一看法。3.本体的构建方法国内外在本体构建方法的研究上，主要针对以下两种：一是从知识工程的角度，探讨本体的构建方法，称为本体工程；二是探讨利用现有的叙词表资源，直接向本体转化的方法。3.1本体工程本体工程方法的主要特点是强调构建本体时要按照一定的规范和标准，比较著名的方法包括TOVE法、骨架法和七步法等。TOVE法。加拿大Toronto大学企业集成实验室基于在商业过程和活动建模领域内开发TOVE项目本体的经验，通过本体建立指定知识的逻辑模型。用一阶逻辑构造了形式化的

4、集成模型，包含企业设计本体、项目本体、调度本体或服务本体。9骨架法。专门用来建立企业本体，为企业本体建模过程提供了指导性的方针，主要有以下5个阶段：①确定本体应用的目的和范围；②本体分析；③本体表示；④本体评价；⑤本体的建立。七步法。斯坦福大学开发的领域本体构建方法，具体包括7个阶段：①确定本体的领域和范围；②考虑复用现有的本体；③列出本体中的重要术语；④定义类和类的等级体系；⑤定义类的属性；⑥定义属性的槽；⑦创建实例。目前本体工程中尚没有权威的方法论，缺乏标准化的管理和制约。以上几种方法均是在本体构建项目中总结出来的。3.2基于叙

5、词表的本体构建叙词表收录了某一领域的所有叙词和非叙词，并按照一定顺序排列。叙词表的语义关系包括“用、代、属、分、参”，分别用来表示叙词之间的等同、等级、相关等语义关系。由于叙词表包含丰富的领域概念和一定的语义关系，在表达知识结构上与本体有着天然联系，包含了本学科领域中相对比较完整的术语，因此，国内外很多学术机构都在尝试基于叙词表进行本体的构建，研究重点在于叙词表向本体转换的方法。4.战斗机领域本体构建4.1本体构建思路9本研究在深入考察现有的本体构建方法和现有领域资源的基础上，提出构建战斗机领域本体的指导方法。核心思想是，从本体工程

6、的基本思想出发，借助叙词表和其他语义资源，结合本体重用、基于互信息的本体半自动构建和人工校核的方式，完成领域本体的构建。本研究方法的意义在于，可以重用已有本体规范的术语和本体关系，同时引入半自动本体构建方法，降低了领域专家手工构建本体的工作量；保留人工校核和专家评价，以保证本体构建结果的准确性和专业性。图4-1战斗机领域本体构建方法框架图4.2本体构建步骤4.2.1确定本体的领域和范围在本体构建之初，确定本体的领域和范围是非常重要的。战斗机领域本体的范围需要覆盖型号研制全生命期、全部专业领域涉及的术语和术语关系。（1）战斗机领域本体

7、的型号覆盖范围能够覆盖三代和四代战斗机相关型号。（2）战斗机领域本体的生命期覆盖范围能够覆盖型号研制的全生命期，包括：立项论证、方案设计、工程研制、设计定型、生产定型。（3）战斗机领域本体的专业覆盖范围能够覆盖型号研制全部专业领域，包括：总体、气动、结构、强度、飞行控制、飞行力学、机电与推进系统、航电、武器、飞行试验。4.2.2本体顶层设计由于领域本体构建是一个从无到有的过程，因此需要对领域本体的顶层框架进行设计。94.2.2.1本体顶层分类设计本体顶层分类通过自顶向下展开的方式进行设计，首先确定以“战斗机”为核心的一级分类，然后确

8、定各专业的二级分类。本体的顶层分类将作为后续术语选取和划分的基本依据。战斗机领域本体的一级类划分如下：（1）飞行器：进一步划分为“机体”、“飞行器管理系统”、“任务管理系统”、“公共管理系统”。（2）飞行原理：进一步划分为“空气动力学