基于本体的Web数据语义信息的表示与处理方法研究

作者以新一代语义Web的关键技术为研究背景，对Web数据语义信息表示和处理中的几个关键问题，主要包括适用于Web环境的领域知识建模方法、基于领域本体的Web数据语义信息表示方法、基于领域本体的XML数据结构化存储与发布技术、基于领域本体的Web个性化信息服务等进行了深入的研究。本文的主要工作和创新之处体现为以下几点： 针对Web环境对领域知识建模的需求，作者提出了适合于Web环境的领域本体建模方法DKOW。DKOW方法直接建立在本体论的基本理论之上，具有朴素的知识建模思想，是一种将语义网络的知识表示与面向对象逻辑建模、面向数据的语义建模有机地结合的方法，能够有效地对领域结构、领域中的概念、概念的性质、概念间的关系等静态知识进行建模和推理。 作者提出了一种基于领域本体的Web数据语义信息的表示方法，设计了DKOW构建的形式化领域本体到相应DTD的生成算法DTDGDO。作者在属性定义方面增强了现有ECFGs方法对DTD模型的定义，设计了生成算法DTDGDO的三类转换规则：重组规则、变换规则、基数规则。DTDGDO提供了一种描述逻辑定义的数据结构与半结构化数据模型之间的映射方法，使计算机能够对半结构化数据进行有效的处理。 作者设计并实现了XML关系数据库存取中间件XRDBM。XRDBM根据初始DTD生成关系模式的映射模型、将符合DTD的XML文档分解存储在关系数据库中。XRDBM对XML-DBMS进行了如下改进和完善，包括DTD生成关系模式中常见的子元素重名、XML文档在关系数据库中的维护、关系模式和半结构化模型之间映射的一致性维护方法等。 在XRDBM基础之上，作者设计并实现了根据SQL语句自动生成符合DTD、满足一致性约束的XML文档的算法VXG-SQL。VXG-SQL能够直接针对SQL语言的查询结果生成XML文档，无需人工定义映射模型。 作者提出了基于领域本体的用户模型UMOnto，设计并实现了基于领域本体的个性化信息服务实验系统PISES。用户模型UMOnto综合考虑了用户的浏览和检索等多种用户行为，动态地建立和维护、不断地进化，在实验系统中得到了验证。个性化信息服务实验系统PISES是一个应用领域本体对Web数据进行语义信息表示、存储与管理，提供个性化信息服务的实验环境。PISES中的个性化助手原型系统PADO通过基于领域本体的用户模型为用户提供个性化浏览、检索、导航、推荐等服务。 本文的研究，深化了Web环境下领域知识的建模、表示、管理与应用的理论和方法，对于新型Web应用的开发研制和推动语义Web的研究与发展具有一定的理论和实践意义。