基于Ontology的水稻栽培知识管理系统研究

论文摘要

进入20世纪以来，人类的发展进入了高速度的时代，经济发展的同时科技工业也飞速发展。作为20世纪最重要的计算机工业，已经融入各行各业，产生了诸多的交叉学科。虽然进入新世纪的时间不长，但是计算机工业也产生许多变化，从原来的纯数据管理阶段逐渐进入了知识管理的新时代，知识管理对许多领域产生了重要的影响。曾经作为哲学领域常用的“本体(Ontology)”一词逐渐被引入知识管理研究中，从语义和知识层次上看，它能够很好的对信息系统进行概念建模。目前，在人工智能、图书情报、以及语义Web等许多领域都有了很好的应用。在农业领域，已经有很多专家学者将本体的概念引入进来。本文以水稻为研究对象，以水稻相关的栽培知识为背景，构建了水稻栽培知识领域本体，实现水稻栽培知识管理，并把它作为一种知识管理系统语义工具，对水稻栽培知识相关领域的语义概念做出明确的、唯一的定义，实现专业知识的共享和重用，有助于实现水稻栽培生产过程的动态管理。本文主要从以下几个方面进行深入研究：(1)基于OWL的水稻栽培知识本体的概念建模。从基于本体的知识概念组织的方法和一般概念模型出发，分析了水稻栽培知识领域的概念结构、分类标准，提出相应的水稻栽培知识建模框架，利用OWL有效地实现水稻栽培学领域的知识表示。(2)水稻栽培学知识库本体体系构建。对水稻栽培知识概念间存在的关系以及语义的重复性、冗余性进行研究，明确相关属性以及存在的公理，提出解决语义间存在问题的一般解决方法。(3)研究了基于本体的水稻栽培知识智能化检索模型。以基于本体的知识检索的一般方法和模型出发点，结合Agent等人工智能技术，提出智能化知识检索模型，实现水稻栽培知识的智能化查询。本文的研究结果增加了水稻栽培知识的有效表达、重用性和共享性，提高了水稻栽培管理过程的智能化管理能力，为水稻栽培生产提供决策，具有重要的现实意义和研究价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究内容与论文结构
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 论文结构
• 2. 文献综述
• 2.1 本体发展简介及本体定义
• 2.1.1 本体简介
• 2.1.2 本体表示语言
• 2.1.3 本体构建原则
• 2.1.4 本体构建编辑工具—Protégé
• 2.1.5 本体的构建方法
• 2.1.6 本体与知识库
• 2.1.7 国内外农业本体研究现状
• 2.2 小结
• 3. 水稻栽培知识本体构建
• 3.1 构建工具的选用
• 3.2 水稻栽培本体的构建方法
• 3.3 水稻栽培学本体构建过程
• 3.3.1. 需求分析
• 3.3.2. 考查现有本体复用的可能性
• 3.3.3. 相关领域知识的获取
• 3.3.4. 定义类以及类的等级体系
• 3.3.5. 属性层级化的分类
• 3.3.6. 定义属性的分面（Facets）
• 3.3.7. 创建实例
• 3.4 水稻本体、实例与属性
• 3.5 小结
• 4. 基于本体的水稻栽培知识推理
• 4.1 知识推理
• 4.2 基于本体的水稻栽培知识描述逻辑推理
• 4.2.1 推理机
• 4.2.2 推理执行过程
• 4.3 小结
• 5. 基于本体的水稻栽培学知识检索
• 5.1 检索模型分析
• 5.2 检索框架
• 5.3 设计原理
• 5.4 语义检索设计的实现
• 5.5 小结
• 六、结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录：水稻栽培知识本体源代码片段展示
• 类的部分源代码展示
• 对象属性源代码展示
• 数据属性源代码展示
• 注释性属性源代码展示
• 实例源代码展示
• 致谢
• 个人简介
• 在读期间发表的学术论文