基于本体的语义查询技术研究

由于数据缺乏语义信息及其查询处理缺乏语义支持，传统基于关键词的信息查询只能查找出与用户查询条件在语法层上匹配的信息，而无法给出与其在语义层上具有相关性的其它信息，从而导致信息查询质量结果质量低下。可用于在语义和知识层面上描述领域概念模型的本体，具有良好的概念层次结构和对逻辑推理的支持，可以为信息查询提供较好的语义支持，来实现信息的语义查询。 本文通过对现有语义查询技术的分析及本体技术的研究，并在本小组已有研究成果的基础上，提出了一个基于本体的语义查询系统框架。该框架主要由底层环境、语义查询引擎及语义查询界面三部分组成，其中，底层环境包括分别描述同一领域中知识与数据实例的本体与关系数据库及本体与关系数据库之间元素的映射关系，语义查询引擎包括了查询推理扩展、查询重写及查询结果语义包装三个功能模块。利用该框架，本文研究如何对已用领域本体(数据源本体)实现语义标注的关系数据库进行基于本体的语义查询的关键技术。 在本研究小组已有研究成果——本体与关系数据库元素映射关系(记为Onto-RDB元素映射关系)及利用本体构造子预先定义的语义推理扩展规则的基础上，本文首先利用本体构建了语义上下文查询界面，借助该界面，用户可直接给出基于本体词汇的语义查询；查询推理扩展模块利用预先定义的语义推理扩展规则，对语义查询进行推理扩展，得到与其具有语义关联的一组语义查询；查询重写模块则利用Onto-RDB元素映射关系，将基于本体词汇的语义查询重写为对关系数据库的查询，并提交给关系数据库查询引擎RDBMS进行处理；最后语义包装模块也利用Onto-RDB元素映射关系，对数据库查询结果进行语义包装处理，得到基于本体词汇的语义查询结果，显示在语义上下文查询界面上，返回给用户。 本文最后开发实现了一个基于本体的语义查询系统原型，该原型系统以文献查询领域为研究对象，实现了文献信息的语义查询。典型案例研究验证了本文研究的技术方案是有效的和可行的。