本体编辑、知识推理与检索

来源:CSDN 浏览量:26 发布时间:2018-12-27 20:21:23

一切要从一个倒霉项目开始说起,项目要求根据一个构建好的本体文件,通过JAVA调用相应API实现对本体文件的编辑、推理以及检索。由于之前对本体、知识图谱这些完全不熟悉,被强行推入坑之后就开始了漫长且毫无希望的技(疯)术(狂)调(百)研(度)之路。。。。


调研之前:这是啥呀?

调研之后:这***都是些啥啊!!

呼~~ 好在最后算是做出来了,故在此记录一下过程及部分主要代码。


1.环境相关

我的:

Java:

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Eclipse:

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Protege: Protege-5.2.0


2.项目整体逻辑

如图:

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3.用本体编辑工具protege构建基础本体文件

Protege是一个本体编辑工具,可以将知识的三元组以及各种逻辑通过可视化界面编辑成本体文件,protege还带有一些推理机插件(见下图),pellet、Hermit等,可以利用这些插件对本体文件进行推理。也可以通过SWRL自定义一些规则加入本体,还可以进行查询。可见Protege能一条龙解决本体的编辑、推理、查询等问题,但本项目要求用Java调API实现功能。编辑、推理和检索都是在构建好的基础本体文件上进行的,该本体文件就是用protege构建的。

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Protege构建本体时,主要用到的有‘Classes(类)’;‘Individuals(实例)’;‘Object properties(对象属性)’;‘Data properties(数据属性)’这四个概念。


(1) 在定义本体的各个类时,可以为其添加各种描述,比如它的等价类(Equivalent To),它是谁的子类(SubClass Of),它与哪一类互斥(Disjoint Union Of),它下面有哪些Individuals(Instances)等等。


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(2) Individuals(实例)是类下面的具体个体,比如下图Country类下面的individual有Ametica等。在定义individual时,可以为其添加描述及属性声明,属性声明中包括对象属性数据属性等。


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(3) Object properties(对象属性)和Data properties(数据属性),我理解为“谓语”,用于连接主语(class/individual)和宾语(class/individual/value)。Object properties(对象属性)所连接的宾语是class或individual,Data properties(数据属性)所连接的宾语是具体的value。举例见下图:chenjianer这个人是类Expert下面的一个individual,ta是一名专家,右侧带有蓝色标志的部分是其对象属性声明,mother_language_is、people_is 这些就是对象属性,后面连接的宾语english、Chinese 啥的仍然是个individual。右侧带有绿色标志的部分是其数据属性声明,birthday、ID_card 这些就是数据属性,后面连接的宾语”2008-03-23”、”4216633322656”等是具体的值。


对象属性和数据属性也可定义其自身的Description,其中包括Domains、Ranges,关于属性的定义域和值域,我的理解是,在使用该属性时所连接的主语的范围即为定义域,宾语的范围就是值域。


4. 初始化本体文件

通过protege构建好的本体文件保存为一个owl文件,接下来要对其进行编辑推理检索,这些工作通过调用OWLAPI和Jena API实现。首先读入owl文件。


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5.编辑本体文件

将知识或数据写入本体,例子如下。这段代码实现了在本体文件中新建了一个‘天线宝宝’的类,在这个类下面新建了一个名为‘天线宝宝1号’的实例,同时新建数据属性‘name’,并为天线宝宝1号这个实例添加数据属性声明name=Alice。


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6.pellet推理机推理

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7.推理结果检索

检索这里用的方法是使用jena执行sparql进行查询。下面这个例子是在上一步得到的推理结果中检索是天线宝宝1号叫啥名,并把查询结果在控制台显示出来。


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8.其他

另外,在整个工程中引用了别的库,在引用外部jar的时候把该引的都引了,主要用到的有owl api、pellet、Jena这几个。可能还会报一些jar包冲突或者某个包找不到的错误,那就按照错误提示,冲突就移除相应的包,找不到就去找(废话),我的意思是如果提示某个包没有就去找到它下下来然后再载入。反正在载入外部jar这一趴,我真的是花了好多时间碰壁碰到自闭(哭泣)。

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9.参考

经过疯狂百度之后发现这方面的资料真的不是很多,下面两个网址是我主要参考的资料。在此十分感谢链接(1)的博主Kujou,看他的博客受到很大启发并且十分感谢他耐心答疑解惑(抱拳了兄弟)。

(1)https://blog.csdn.net/BUPTOctopus/article/details/81562114

(2)http://dior.ics.muni.cz/~makub/owl/

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作者:樱桃小胖子同学 

来源:CSDN 

原文:https://blog.csdn.net/weixin_40771521/article/details/85132456