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1、国外近两年有关本体研究的进展综述 姜颖黄国彬 【 摘 要】随着网络信息的急速增长，本体作为知识组织新的思想应用，由于其独特的功能和属性，正逐渐地 成为信息组织研究领域中的核心前沿，在图书馆等各类信息中心以及互联网中发挥越来越核心的作用。近年 来，国外针对本体的研究热点主要集中在领域本体构造、传统知识组织工具改造、本体在信息检索中的应用、 本体评价方法以及本体整合和提取方法五个方面，并取得了一定的进展。 【 关键词】知识组织知识组织工具本体 ： ， ， ， ， ， ， ： 引言 随着网络信息资源几何级数式的增长，传统的知识组织工具越来越难满足人们将大量杂乱的信息进行序化的 需求，于是本体思想被引
2、入了知识组织领域。本体论虽然在哲学界是一个古老的理论，但是在计算机网络技术迅 猛发展的今天，情报学对于本体的研究和应用探索才刚刚开始。本体以一种工具的形式为研究者所接受 ，虽然 将本体应用在知识组织领域的时间并不长，但已经引起了研究人员的高度关注并得到了极其快速的发展。 知识组织与本体概念 知识组织是指类似文档描述，图书、档案等信息资源进行索引和分类的一系列活动。知识组织的精髓在于对 知识及知识间的关联进行揭示和组织，而实现知识结构的描述与组织，必须依赖于知识组织系统。知识组织系统 包括分类法、叙词表、语义网络、本体以及其他情报检索语言与标引语言 。 在传统知识组织工具无法满足快速增长的网络信
3、息的有效组织的情况下，本体就成为了网络信息组织和检索 工具的理想选择。本体是对概念体系的明确的、形式化、可共享的规范说明，也可以说是领域知识规范的抽象和 描述，表达、共享、重用知识的方法 。利用本体进行知识组织，可以更加详尽地进行知识表示、便于知识重用 和知识共享，而且能够实现机器自动学习和人机交互。 国外本体研究热点 国外对本体的研究主要侧重于以下几个方面：（ ）领域本体的构造研究。例如：数字图书馆领域中，构建面 向数字资源组织的领域本体，用来取代传统的知识组织工具 。（ ）本体在信息检索中的应用研究。 （）本体评 价方法的研究。（ ）本体整合和提取方法研究。 领域本体的构建研究 医学领域本
4、体的构建研究 近年来，随着本体热的推进，医学领域本体也逐渐发展起来。医学领域本体可以具有医学术语管理，整合和 数据分享，知识复用和决策支持等多种功能。高水平的医学领域本体，例如： ， ， 等。以多 伦多大学的 教授为带头人所研究的基于本体的健康信息系统 （ 简称为 ）的设计为例，该设计描述了在医学领域应用本体获取用户信息的方法。在数据处理层面 教授采用 图书馆学研究 （ 应用版） 了实地设计理论的方法 （ （ ） ）来获取数据并且对其进行编码以提供给本 体。该方法的实施过程如图所示，在实施本体过程中应用了原型法 。 图 方法实现过程 教育软件领域本体的构造研究 近年来，教育软件领域的研究者们对
5、于学习课程体系的自动综合产生了浓厚的兴趣。随着元数据的应用和语 义网的出现，这种想法渐渐成为了现实，出现了许多针对综合课程体系的系统，这些系统建立在学习对象元数据 紧密联系的基础之上，允许学习对象与学习对象之间的结合，从而形成一个完整的教学体系。 等人提 出的 （ ）就是一个利用人工智能设计 （ ）和语义网等工具对课程体系进行自动综合的系统，该系统通过人工智能设计和语义网有效实现即使遇 到与学习对象相脱节的情况，也可以自动创建学习路径及时满足学习者对于知识的需求的功能 。 性能本 体 是 建 立 在 由 语 义 网 络 最 佳 实 践 和 调 度 工 作 组 （ ）研发的语义知识组织系统 （
6、）核心模型的基础之上。本体由 个有关联的人 工智能单元组成。本体最基本的元素是由一些更加低级的性能 （ 例如：机器学习、计划和知识表示等等）组成的 人工智能结点，最低级的性能组合形成一些次低级的性能结点，这些次低级的性能结点组合形成较高级的性能结 点，然后依次组合，逐级上升级别。 就是这样一个致力于扩充在线学习环境中学习过程的系统，它可以存 储、管理和创作电子教学材料 （ 即学习对象）以为学习者提供更加人性化的课程。 美国康奈尔大学 系统的本体概念模型研究 美国康奈尔大学的 系统是为了实现生命科学领域的研究人员间的共同研究兴趣的挖掘而建立的虚拟社 区，它把人员、研究成果和教育类活动等信息以实体
7、 关系式的本体模型的形式呈现出来 。 系统的知识 组织系统是一个粒度很细的类和关系的本体概念模型，通过此本体概念模型，能将人员、项目、研究领域、课程、 研讨会以及相关的教学设备等关联起来，而不用考虑这个实体具体处于哪个学院及部门。除此之外， 系统也 采用了本体架构的方法，它通过条目和条目组来实现与类的关联，在每一个页面实例中都设置了双向链接的属性， 以揭示实例与实例之间的关系。因而组织实现了高度结构化，并能进一步反映检索结果所属的类型和他们之间的 关系。 德国卡尔斯鲁厄大学基于本体的 门户 德国卡尔斯鲁厄大学的应用信息学研究所的研究重点是构建基于本体的知识门户和语义门户。 门户正是 其研究成果
8、的集中反映，它采用本体的形式来组织研究所的所有相关信息，如研究人员、研究项目、研究小组、 研究报告等等，并能在相关的实例页面通过双向链接 （ 又称为友情交互链接，是对一个网页不仅 有超文本链接，同时也对应有和原始网页的链接）来反映与其他类的关系 。 主要对其机构的相关内容进行 组织，对检索结果没有进一步揭示其所属类型，对研究人员之间的关系进行了详细揭示。 本体在信息检索中的应用研究 应用本体提高检索信息的效率 学者 教授在其研究中集中探讨了关于一种本体方法：主题地图，对其如何影响用户的检索行为的现象进 行了深入的探讨。 教授首先有针对性地选取了 名学生作为实验用户参加此项任务测试，分别以访问时
9、间和 检索时间为因变量来测评其检索行为。结果表明，与以叙词表为基础的信息检索系统相比，以主题地图为基础的 本体信息检索系统对访问时间和检索时间具有极其重要的影响。在访问和检索两个方面都有了不同程度较大幅度 的提高。因而可以得出的结论是：在设计信息检索系统时，适当增加本体 （ 例如主题地图）的设计能更好地揭示 资源之间的关系并改进检索的效率 。 从不同类型数据源提取信息的 系统 当今规模较大的计算机交互和信息检索研究之一就是研究如何为用户提供直观的文本、表格、影像、视频资 料，即基于本体可从不同类型数据源提取信息的信息提取整合系统， 等人提出的 就恰恰满足了上述要 求。 能够处理各种结构化的信息
10、，并把它们提取整合成为一个连贯的知识库。为了创建这种连贯性， 把这些信息剔除掉重复信息相互连结起来 。经由 处理之后产生的信息可以被用于针对不同信息源的信息 检索，其工作流程如图所示。 图 工作流程 本体评价方法研究 很多实例的成功都得益于一个合适的本体的使用，但是在本体迅速发展的时期，越来越多的本体可供选择使 用，如何评价一个本体是否是最佳选择是当前最亟需解决的问题 。尽管本体评价技术正随着测量技术和方法的 不断进步，水平也在不断地提高，但是针对连接本体、应用实例和他们的需求方式间的相关技术和方法还是处于 相当匮乏的境地。 国外常用的三种最基本的本体评价方法 （ ）黄金标准评价法。这种方法是
11、理论上比较成熟的研究方法，是在初始研究中普遍应用的。其实现原理为： 选择一种本体作为标准本体，通过把目标本体和标准进行对比的方法来评价目标本体。这种方法的一个最典型的 应用就是评价一种用来评估其产生过程有效性的本体。 和 针对这种方法给出过实例证明，研究结 果表明黄金标准评价法实用性并不是很强，它只限于研究目标本体和标准本体的延伸关系，并且只限于本体领域 图书馆学研究 （ 应用版） 内部研究。因为如果一个公认的黄金标准本体存在的话，再研究其他本体其实是没有什么现实意义的 。 （ ）基于标准的评价方法。这种方法是指通过一些固定的标准 （ 例如：相容性、完整性、协调性、延展性和 敏感性等）来评价本
12、体。这个方法存在的弊端在于其把本体从其应用层面孤立出来仅仅从外观特性上来评价，也 就是说，脱离了实际应用单一评价本体，现实意义不大。 （ ）基于任务的评价方法。这种方法是从本体完成某任务的完善程度方面来评价本体的功能。通过应用该本 体后，从完成时间、完成效果等实验预期的角度评价整个本体功能。通过这种方法，判定在实际应用层面上本体 任务完成的有效性。这种方法相比于前两种方法关注到了本体的实际应用层面，但是它也存在一个弊端，那就是 这种方法只能单一评价本体在完成某个应用的任务完成有效程度，并不能对比多个应用之间其完成任务的有效程 度。 以需求为导向的本体评价方法 基于以上三种本体评价方法，我们可以
13、看到现有本体评价方法存在的弊端主要集中在忽视了本体在现实层面 的实际应用。 大学的 教授等提出了 （ 补充英文全称）方法， 是一种以需求为导 向的评价本体的方法。 教授通过这个方法评价了一些常用本体在维基百科中支持浏览的合适度 。 方法的应用原理是其通过准确定位一个本体必须满足的需求因素，然后把这些需求和评价标准进行比对， 从而得出结论。 从认知心理学角度评价本体质量 本体质量关注的是本体的实用性和可用性。在以数据为主体考虑因素的情况下，高质量本体的一个重要特征 是其具有自然语言域的描述。 和 的工作是基于以下理论的 ：本体是作为一个领域的规范描述集合，必须要和该领域中人 们的观察和理解相一致。 和 把它称之为 “ 认知本体质量” 。 和 把本体中关于某一领 域的定义与人类认知结构上的定义相比较，运用认知心理学上的评价方法来评价本体。根据可观测的现实，运用 认知心理学建立应用于知识呈现领域实验技术。 和 针对应用较多的两个高水平的本体 和
