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1、南京航空航天大学 硕士学位论文 基于Ontology的政府信息资源检索系统分析与设计 姓名：吕翔 申请学位级别：硕士 专业：行政管理 指导教师：马静 20080301 南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 随着全球信息化的发展和我国信息化进程的加快， 信息资源的有效开发和充 分利用已经成为现代社会经济发展的重要推动力和取得经济成就的关键因素。 政府信息化作为国家信息化的龙头，推动电子政务的发展，也逐渐成为一种 世界性的行政管理发展和前进的潮流和趋势。 越来越多的政府在建设发展电子政 务的过程中，从事着政府信息资源的收集，处理和挖掘，试图尽可能的去发掘其 背后所蕴含的深层价值，并努力对社会公
2、众做到最大程度上的共享，使之成为推 动经济发展和社会进步的强大动力。 本文首先从我国电子政务中的政府信息资源管理和利用现状以及函待解决 的问题出发，经过调查研究、技术信息收集之后发现在整体的语义网发展前景趋 势下，基于语义的 Ontology 技术信息检索能在一定程度上有助于解决电子政务 发展中存在的一些问题。 在确定该研究方向的基础上进一步对语义网所涵盖的主 体技术进行了分析，介绍了当前比较热门的 Ontology 技术。重点以构建一个小 型的层次结构清晰完整的国防工业机构本体为研究工作中心， 并对整个完整的本 体构建过程及方法经验进行陈述总结。在最后，结合由惠普实验室开发的语义 Web 应
3、用系统的 Java 语言包 Jena，利用其所具有的语义标注及推理功能，去分 析设计一个基于实验本体的政府信息资源检索实验系统。 希望藉此为电子政务中 的信息资源开发和利用提供一种可行的方案。 关键词关键词：电子政务，政府信息，本体,信息检索 基于 Ontology 的政府信息资源检索系统分析与设计 ii ABSTRACT With the development of global and Chinas informatization, the accelerating process of informatization, the full use of information resou
4、rces has become an important driving force for modern socio-economic development and a key factor of economic achievement. As the leading role of Chinas informatization, the government informatization promotes the development of e-government. It has become a world-wide trend of administrative develo
5、pment. In the process of e-government construction, more and more governments are engaged in collecting, processing and mining, trying to explore its deep value, trying to achieve the greatest degree of sharing and turning them into the power of economic development and social progress. The first pa
6、rt of the thesis summarizes the problem and application of government information resources. Having analyzed the technology and status quo of the semantic web, the paper proposed a framework of intelligent information retrieval based on Ontology, it can be helpful in resolving some problems in e-gov
7、ernment. On the basis of this research direction, the critical technology of semantic web and information retrieval are studied and discussed in this paper, And then we present the main technology of Ontology, taking world national defense industry organizations and products association ontology as
8、examples to describe the whole process of ontology construction. Finally, we use protg and jena with tools trying to analyze and design a government information retrieval test system based on test ontology. We hope to provide a feasible program for government information development and management i
9、n Chinas e-government. Key Words : E-Government，Government Information，Ontology，Information Retrieval 南京航空航天大学硕士学位论文 v 图表清单 图类： 图类： 图 3.1 语义 Web 体系结构 20 图 3.2 TOVE 本体建模方法流程图34 图 3.3 循环获取本体建模方法流程图36 图 4.1 国防工业机构类层次框架图（1）44 图 4.2 国防工业机构类层次框架图（2）44 图 4.3 国防工业机构类层次框架图（3）45 图 4.4 国防工业机构类层次框架图（4）45 图 4.5
10、国防工业机构类层次框架图（5）46 图 4.6 国防工业机构类层次框架图（6）46 图 4.7 国防工业机构类层次框架图（7）47 图 4.8 Protg 3.3.1 类编辑界面 .48 图 4.9 世界国防工业机构本体类结构树形图49 图 4.10 本体属性编辑界面50 图 4.11 属性约束条件编辑框51 图 4.12 类的 Logic View 视图界面.51 图 4.13 实例添加编辑界面53 图 4.14 实例属性编辑界面53 图 5.1 系统结构图56 图 5.2 查询模块57 图 5.3 Jena 架构(Jena Architecture).59 图 5.4 Jena 各组成部分
11、在语义检索中的作用 .60 图 5.5 在 Jena 中应用 Ontology61 图 6.1 本体的 MySQL 数据库存储 63 图 6.2 系统检索结果图66 基于 Ontology 的政府信息资源检索系统分析与设计 vi 表类： 表类： 表 2.1 传统政务与电子政务的比较12 表 3.1 本体（Ontology）定义发展时序表 22 表 3.2 信息检索技术分类表23 表 3.3 已有本体信息检索项目表24 表 3.4 以详细程度和领域依赖度两个维度对 Ontology 进行划分 25 表 3.5 OWL 子语言列表 .28 表 3.6 Ontology 编辑（原型）工具特性比较32
12、 表 3.7 Gruber 的构建本体 5 条规则和 W3C 的改进规则的比较.38 表 4.1 国防工业领域机构重要概念列表42 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容 外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本 论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体， 均已在文中以明 确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件， 允 许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解
13、密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 11 研究背景 随着全球信息化的发展和我国信息化进程的加快， 信息资源的有效开发和充 分利用逐渐成为现代社会经济发展的重要推动力和能否取得经济成就的关键性 因素。在激烈的国际竞争中，谁能更多更快地占有信息资源并有效地加以利用， 谁就能取得竞争的优势，创造出经济起飞的奇迹。政府信息化作为国家信息化的 龙头，更好更快地推动电子政务的发展，也逐渐成为一种世界性的行政管理发展 和前进的潮流和趋势1。越来越多的政府在建设发展电子政务的过程中，从事着 政府信息资源的收集，处理和挖掘，试图尽可能的去发掘其背后所蕴含的深
14、层价 值，并努力对社会公众做到最大程度上的共享，使之成为推动经济发展和社会进 步的强大动力。 然而近年来， 在电子政务的发展中由于大量信息技术的使用以及政府搜集数 据、获取信息的能力大幅提高，再加上成千上万的数据库逐步被各级政府部门开 发并建设起来。政府即将面临的是海量的数据和信息，并以指数级的增长速度发 展着。因此如何更加便捷、有效地对政府所拥有的信息资源进行开发和管理成为 当今行政管理和信息技术所共同面临的考验。具体表现为：如何使信息资源具有 应用程序能够理解的含义，实现信息资源处理过程自动化、智能化；如何有效管 理大量的信息资源，使用户获得有效的信息资源；如何根据信息的语义将分散在 各种
15、异构系统中的信息进行融合并直观有效的呈现给用户。 而当前的最大问题就是如何将这些庞大复杂的信息以有效的方式组织和存 贮起来，方便用户利用计算机进行查询和检索，并且利用这些有组织的信息去获 得自身可用的知识。而现阶段所使用的各类知识管理系统仍存在许多不完善之 处，主要体现在：仍然采用传统的信息处理方式，一些关键技术没有实现突破。 大多现有的搜索方法基本上是基于关键词的浅层搜索， 这种方法采用的是字段匹 配，搜索结果经常出现信息遗漏或得出大量不相关信息的现象；对不同信息源的 相关信息没有办法对它们进行自动关联，很多的关联都是靠人工来完成。而信息 技术领域语义 Web 的出现提供了一种能理解人类语言
16、的智能网络，不但能够理 解人类的语言包括词语和概念，而且还能够理解它们之间的逻辑关系，使人与计 算机之间的交流变得像人与人之间交流一样轻松。 语义网以及本体技术的发展和 应用为我们在现有的资源上设计更好的检索技术或者为资源附加上计算机可以 理解的内容以便计算机处理提供了基础和条件。 基于 Ontology 的政府信息资源检索系统分析与设计 2 12 相关研究文献综述 近年来， 随着政府信息化和电子政务建设的不断深入，世界各国的政府信 息资源都得到了极大的丰富和发展，对政府信息资源的研究也逐渐提上议事日 程，特别是对政府所掌握的信息资源的挖掘日趋成为研究的热点。 1.2.1 政府信息资源的基本理论 对信息资源的定义，美国信息资源管理专家霍顿（1979）将信息资源划分为 单数形式和复数形式的两大类， 单数是指某种内容的来源即包括在文件和公文中 的信息内容，复数的是指是支持工具，包括供给、设备、环境、人员、资金等2 。 卢泰宏，孟广均（1991）认为信息资源包括所有的记录、文件、设施、设备、人 员、供给、系统和搜集、存储、处理、传递信息
