基于关系数据库的OWL本体建模技术的研究

论文摘要

语义Web是新一代互联网标准,实现语义Web需要大量的领域本体。把目前WWW上数量巨大的数据库中的数据转换成本体形式,是构建语义Web本体的重要途径之一。用手工的方法实现这种转换,既费时又容易出错,而在数据库与本体之间建立映射关系,实现前者到后者之间的自动转换,对于快速增加语义Web上的本体数量具有重要意义。基于结构化数据的本体学习技术可以从数据库系统中自动提取本体,在基于关系数据库的本体学习方法中,对关系模式的本体建模是一项基础工作。现有的方法中存在以下问题：一是对关系模式所包含的语义表达不充分；二是仅在数据模式与本体之间建立映射关系,没有考虑元组转换的语义保持问题。本文提出了两种互补的从关系数据库到OWL本体的转换方法：语义分析转换法和直接描述转换法。语义分析转换法从关系数据库中读取出关系模式,应用逆向工程技术方法将其转换成EER模型,再将EER模型的语义要素映射成OWL语义要素。对于关系模式的一些语义要素在OWL中不能直接表达的,自定义语义要素与之对应。在完成关系模式的转换的基础上再进行元组的转换。在关联表元组的迁移过程中,分别处理关联关系和自身属性两种语义。直接描述转换法用OWL对关系数据库的层次结构进行描述,形成的本体是对数据库的多层描述。对抽象关系数据库的描述为第一层,对关系模式和元组的描述分别为二、三层。这种方法还描述了关系数据库的结构约束,保证了原系统的数据完整性。这两种方法既研究了关系模式转换又研究了元组的转换。本文最后通过原型系统验证了两种方法的转换规则的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 基于关系数据库系统的本体学习方法及研究现状
• 1.3 本文研究内容和组织结构
• 第2章 OWL相关概念及语法规范
• 2.1 语义Web概念及相关技术
• 2.2 OWL的一般概念
• 2.3 OWL中表达类、属性及个体的语义要素
• 2.4 OWL中的其它语义要素
• 第3章 语义分析转换法
• 3.1 提取关系模式的语义
• 3.2 EER模型与OWL之间的语义映射规则
• 3.3 从关系数据库元组到OWL个体的数据迁移规则
• 3.4 小结
• 第4章 直接描述转换法和本体互操作
• 4.1 基于本体技术的数据库之间的语义互操作
• 4.2 直接描述转换法的转换规则
• 4.3 OWL本体之间的语义映射模式和语义互操作能力
• 4.4 小结
• 第5章 原型系统的设计与实现
• 5.1 原型系统的总体设计
• 5.2 语义分析转换法的关系模式转换算法及数据结构
• 5.3 语义分析转换法的元组迁移算法及数据结构
• 5.4 直接描述转换法的转换算法和数据结构
• 5.5 原型系统的图形界面和输出结果
• 5.6 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢