本體中非分類關(guān)系的理論體系研究.pdf

1、本體是對(duì)特定領(lǐng)域中的概念及其相互之間關(guān)系的形式化表達(dá)。在本體中，用概念來表示構(gòu)成相關(guān)領(lǐng)域詞匯的基本術(shù)語，概念與概念之間的關(guān)聯(lián)用關(guān)系(relation)描述。關(guān)系可以分為兩類：分類(taxonomic)關(guān)系和非分類(non-taxonomic)關(guān)系。分類關(guān)系表示概念與概念之間的父類、子類等上下位的層次關(guān)系。非分類關(guān)系則表示除了上下位層次關(guān)系以外的其它關(guān)系。
　　 由于分類關(guān)系滿足傳遞性，概念可以依據(jù)分類關(guān)系組成層次狀的概念分類體系

2、(taxonomy)。利用概念分類體系，可以進(jìn)行有關(guān)概念的推理：判定概念的可滿足性和包含性。非分類關(guān)系則增強(qiáng)了本體知識(shí)表達(dá)的完備性和復(fù)雜性。增加了非分類關(guān)系之后，本體就從概念分類體系上升為詞典、概念模型和邏輯理論(logical theory)。因此，對(duì)本體中非分類關(guān)系的理論體系進(jìn)行研究有著重要的理論意義。
　　 非分類關(guān)系分為兩大類：部分整體關(guān)系和屬性關(guān)系。
　　 我們把部分整體(Part-Whole)關(guān)系簡稱為PW關(guān)

3、系。PW關(guān)系表示的是整體概念和部分概念之間的組成關(guān)系。如果PW關(guān)系滿足傳遞性，概念可以依據(jù)PW關(guān)系組成層次狀的部分整體結(jié)構(gòu)(partonomy)。部分整體結(jié)構(gòu)描述了整體，部分，組成部分的部分之間的組成關(guān)系。利用部分整體結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行類似概念分類體系的推理。因PW關(guān)系的傳遞性具有歧義性，為在本體中能利用PW關(guān)系進(jìn)行推理，需要有一個(gè)準(zhǔn)確的、形式化的、并能判斷某類PW關(guān)系是否滿足傳遞性的邏輯體系。眾多的屬性組成了概念的內(nèi)涵，屬性關(guān)系表達(dá)了某個(gè)概

4、念是另外一個(gè)概念的屬性。因此，在計(jì)算概念間相似度時(shí)，需要考慮屬性關(guān)系的影響。
　　 本文的研究分別討論了PW關(guān)系的傳遞性問題和屬性關(guān)系對(duì)本體中概念間相似度計(jì)算的影響。
　　 本文主要貢獻(xiàn)如下：
　　 1.提出了語義約束是影響PW關(guān)系傳遞性的決定因素的理論語義的多樣性造成了PW關(guān)系傳遞性的不確定。PW子關(guān)系是具有了特定語義的PW關(guān)系，是在PW關(guān)系上添加了語義約束。語義約束是影響PW子關(guān)系傳遞性的決定因素。研究發(fā)現(xiàn)，

5、功能約束、質(zhì)地約束和依賴約束不會(huì)直接影響到PW子關(guān)系傳遞性。而PW關(guān)系的定義域和值域間的關(guān)聯(lián)(我們定義為域約束)會(huì)對(duì)PW子關(guān)系的傳遞性產(chǎn)生影響：不滿足域約束的PW子關(guān)系必然不滿足傳遞性。利用域約束對(duì)PW關(guān)系進(jìn)行再細(xì)分，得到一個(gè)PW關(guān)系的分類體系。利用該分類體系可以檢測(cè)PW關(guān)系的角色可滿足性和域兼容性。
　　 2.提出了關(guān)于不同語義的PW子關(guān)系合成的理論體系語義約束會(huì)影響到不同語義PW子關(guān)系的合成。根據(jù)域約束判斷不同語義的PW子關(guān)

6、系是否具有合成的可能性。根據(jù)功能約束、質(zhì)地約束和依賴約束判斷合成的傳遞性、判定合成后的PW關(guān)系的具體語義。簡而言之，不同語義的PW子關(guān)系的合成有不同的結(jié)論：有的滿足傳遞性，有的在某些限定條件下滿足傳遞性，有的不滿足傳遞性，有的在語義上沒有討論的意義。這些結(jié)論可以作為本體中的公理(axioms)，成為邏輯推理的基礎(chǔ)。
　　 3.提出了一個(gè)本體中概念間相似度的計(jì)算方法——內(nèi)涵相似度(ISBC，Intension Similarity

7、 Between Concepts)本體中概念間的相似度計(jì)算是對(duì)概念之間相似性的定量表示。為了區(qū)分概念間的相似性和相關(guān)性，將本體劃分成不同的視圖，相似度計(jì)算只有在同一個(gè)視圖內(nèi)進(jìn)行才具有實(shí)際意義。概念與概念之間的關(guān)聯(lián)有分類關(guān)系和非分類關(guān)系兩種。分類關(guān)系提供了概念之間的泛化-特化信息，是進(jìn)行相似度計(jì)算的主要依據(jù)。利用PW關(guān)系進(jìn)行概念特化，可以修正分類關(guān)系。屬性關(guān)系則提供了概念的內(nèi)涵信息，對(duì)概念間的相似度計(jì)算起輔助作用。ISBC方法考慮了屬性