CN107870898A - 一种面向工程应用的领域语义网建模方法 - Google Patents

一种面向工程应用的领域语义网建模方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向工程应用的领域语义网建模方法，包括步骤：S1、获取工程应用文本，根据工程应用文本确定工程应用的领域语义网范围，继承工程应用领域范围中的已有领域语义网结构；S2、分析工程应用文本，得到工程应用领域范围中的术语集；S3、根据领域语义网范围、已有领语义网结构和术语集，逐层确定工程应用的多层语义网分类结构；S4、根据每一语义网分类结构分别定义对应的语义网中类的属性和属性值，从而得到工程应用的领域语义网。本发明公开的一种面向工程应用的领域语义网建模方法，提出一种面向工程应用的、适用于多领域的领域语义网构建方法，以减少实际工程应用中对人工的依赖的问题，快速构建领域语义网，提高工程效率。

Description

一种面向工程应用的领域语义网建模方法
技术领域
本发明涉及领域本体建构，属于自然语言处理领域，特别涉及一种面向工程应用的领域语义网建模方法。
背景技术
语义网(ontology)，也称本体。ontology概念来源于哲学领域，在国内被译为本体论或存在论，本体论研究万事万物的存在及其本质特征。计算机科学从哲学中继承了ontology一词，用于知识领域语义网的研究。语义网指的是共享概念模型的明确的形式化规范说明，语义网定义了概念以及概念与概念之间的关系，使人与人之间、人与计算机之间能基于共享概念进行语言交流，它作为计算机理解人类语言的知识组织方式，可应用于知识表示、知识推理和知识共享等方面。
语义网可分为通用语义网(general ontology)和领域语义网(domainontology)。通用语义网用于描述世界万物，如SUMO、HowNet等。领域语义网提供领域概念及概念之间关系的词汇、领域中活动的词汇和统领该领域的理论和基本原则的词汇，专业性强。领域语义网可用于表示领域知识、进行领域知识推理，实现人与人、人与计算机之间的知识共享。
语义网包括五个建模元语(modeling primitive)，分别是类(classes)或概念(concepts)、关系(relations)、函数(functions)、公理(axioms)和实例(instances)。类是对象的集合，包括概念的名称、概念与概念之间的关系的名称、自然语言对概念的描述的集合。关系指的是概念之间的交互作用，主要包括上下位关系(kind of)、整体与部分的关系(part of)、实例与类之间的关系(instance of)、属性关系(attribute of)。函数指的是一种特殊的关系。公理表示永真的断言。实例指的元素，即指语义网中不可再分的实体。术语(terminology)，是在特定学科领域用来表示概念的称谓的集合，一个术语可能代表多个概念。类的属性(properties of classes)，属性包括概念的性质和关系等，可对概念进行界定和描述。属性值(value of properties)，属性的取值范围，和属性一起界定和描述类和概念。
目前，不同领域存在多种不同的领域语义网构建方法，如IDEF5法、KACTUS工程法、骨架法、TOVE法、Methontology法、循环法、七步法等。首先，现有技术对人工依赖程度大，在实际工程应用中效率低。构建一个领域语义网，初期阶段，整合、处理领域知识通常需要各类专家参与，后期阶段，语义网的编辑和维护也需要大量的人力。并且现有方法应用范围小，无法解决构建其他领域语义网时出现的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提出一种面向工程应用的领域语义网建模方法，减少了实际工程应用中对人工的依赖以及无法适于多领域的问题，提高自动化水平，实现快速构建领域语义网，提高工程效率。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种面向工程应用的领域语义网建模方法，包括：
S1、获取工程应用文本，根据所述工程应用文本确定所述工程应用的领域语义网范围，继承工程应用领域范围中的已有领域语义网结构；
S2、分析所述工程应用文本，得到工程应用领域范围中的术语集；
S3、根据所述领域语义网范围、所述已有领语义网结构和所述术语集，逐层确定工程应用的多层语义网分类结构；
S4、根据每一所述语义网分类结构分别定义对应的语义网中类的属性和属性值，从而得到所述工程应用的领域语义网。
本发明实施例提供的一种面向工程应用的领域语义网建模方法采用分析工程应用文本，获取工程应用领域范围中的术语集和已有领域语义网结构，通过术语集和已有领域语义网结构得到工程应用的语义网分类结构，并根据工程应用的语义网结构定义对应的语义网中类的属性和属性值，从而得到工程应用的领域语义网的方式，实现了可面向工程应用的、适用于多领域的领域语义网构建，减少了实际工程应用中对人工的依赖的问题，提高领域语义网建构的自动化水平，以提高工程效率。
作为上述方案的改进，所述步骤S1具体包括：
根据所述工程应用文本，分析所述工程应用的工程目标确定建立所述工程应用的领域语义网的目标，并获取建立所述工程应用的领域语义网所需相关知识及行业词典；
对所述工程应用文本进行处理，筛选出所述工程应用文本的焦点术语，得到所述工程应用文本的焦点术语集，从而确定所述工程应用的领域语义网范围；
根据所述工程应用的工程目标检索所述工程应用的领域语义网范围中的领域语义网结构，得到工程应用领域范围中的已有领域语义网结构。
作为上述方案的改进，所述工程应用的领域语义网所需相关知识及行业词典具体包括相关汉语词典、叙词表和知识库。
作为上述方案的改进，所述工程应用文本进行处理具体包括对所述工程应用文本进行自动分词、词性标注、热词提取和术语提取的处理。
作为上述方案的改进，所述步骤S2具体包括：
对所述工程应用文本进行处理得到所述工程应用的文本术语集；
依照工程应用领域范围对所述工程应用的文本术语集进行匹配，得到所述工程应用领域范围中的术语集。
作为上述方案的改进，对所述工程应用文本进行处理具体包括对所述工程应用文本进行自动分词、词性标注和术语提取的处理。
作为上述方案的改进，所述步骤S3具体包括：
根据所述工程应用的工程范围获取所述已有领域语义网结构中概念关系主要组织方式；
依照所述已有领域语义网结构和所述术语集，采用自顶向下的方式确立所述工程应用的领域语义网的最顶层分类；
以所述工程应用的领域语义网的最顶层分类为基础结合所述术语集，采用自顶向下与自底向上相结合的方式逐层确定所述工程应用的领域语义网分类结构；
将所述工程应用的领域语义网分类结构与所述工程应用文本进行语义映射，依据匹配结果对所述工程应用的领域语义网分类结构进行调整。
具体的，所述语义映射是指对所述工程应用文本和所述领域语义网分类结构进行自动分词、概念匹配、词义消歧的处理。
作为上述方案的改进，所述工程应用的领域语义网中概念关系主要组织方式具体包括上下位组织关系。
作为上述方案的改进，所述自顶向下与自底向上相结合的方式具体包括自顶向下的方法用于顶层分类结构的确定，自底向上的方法用于底层分类结构的确定。
作为上述方案的改进，所述步骤S4具体包括：
划分所述术语集，得到作为类的术语集和作为属性的术语集；
对所述作为类的术语集进行归类，得到用于描述所述工程应用的领域语义网的属性模板，采用所述属性模板对所述工程应用的领域语义网分类结构进行自顶向下的描述；
逐层定义所述工程应用的领域语义网分类结构中类的属性取值范围，并向所述工程应用的领域语义网分类结构中增加实例；
针对所述实例填充属性值，完成所述实例的所有属性及属性值的填充即可获得所述工程应用的领域语义网；
当得到所述工程应用的领域语义网后，将所述领域语义网与所述工程应用文本进行语义映射，确定所述领域语义网符合工程应用要求。
具体的，所述语义映射是指对所述工程应用文本和所述领域语义网分类结构进行自动分词、概念匹配、词义消歧的处理。
附图说明
图1是本发明实施例中一种面向工程应用的领域语义网建模方法的流程示意图。
图2是本发明实施例中一种面向工程应用的领域语义网建模方法的步骤S1的流程示意图。
图3是本发明实施例中一种面向工程应用的领域语义网建模方法的步骤S2的具体流程示意图。
图4是本发明实施例中一种面向工程应用的领域语义网建模方法的步骤S3的具体流程示意图。
图5是本发明实施例中一种面向工程应用的领域语义网建模方法的步骤S4的具体流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1是本发明实施例中一种面向工程应用的领域语义网建模方法的流程示意图。
具体的，该方法包括步骤S1～S4：
S1、获取工程应用文本，根据所述工程应用文本确定所述工程应用的领域语义网范围，继承工程应用领域范围中的已有领域语义网结构。
结合图2，所述步骤S1具体包括步骤S11～S13：
S11、根据所述工程应用文本，分析所述工程应用的工程目标确定建立所述工程应用的领域语义网的目标，并获取建立所述工程应用的领域语义网所需相关知识及行业词典。
具体的，步骤S11中所述工程应用的领域语义网所需相关知识及行业词典具体包括相关汉语词典、叙词表和知识库。
S12、对所述工程应用文本进行处理，筛选出所述工程应用文本的焦点术语，得到所述工程应用文本的焦点术语集，从而确定所述工程应用的领域语义网范围。
具体的，步骤S12中对所述工程应用文本进行处理具体包括对所述工程应用文本进行自动分词、词性标注、热词提取和术语提取的处理。
S13、根据所述工程应用的工程目标检索所述工程应用的领域语义网范围中的领域语义网结构，得到工程应用领域范围中的已有领域语义网结构。
S2、分析所述工程应用文本，得到工程应用领域范围中的术语集。
结合图3，所述步骤S2具体包括步骤S21～S22：
S21、对所述工程应用文本进行处理得到所述工程应用的文本术语集。
具体的，步骤S21中对所述工程应用文本进行处理具体包括对所述工程应用文本进行自动分词、词性标注和术语提取的处理。
优选的，若所述已有的领域语义网定期更新，则需定期检查更新部分，然后判断可复用性。
S22、依照工程应用领域范围对所述工程应用的文本术语集进行匹配，得到工程应用领域范围中的术语集。
S3、根据所述领域语义网范围、所述已有领语义网结构和所述术语集，逐层确定工程应用的多层语义网分类结构。
结合图4，所述步骤S3具体包括步骤S31～S34：
S31、根据所述工程应用的工程范围获取所述已有领域语义网结构中概念关系主要组织方式。
具体的，步骤S31中所述工程应用的领域语义网中概念关系主要组织方式具体包括上下位组织关系。
S32、依照所述已有领域语义网结构和所述术语集，采用自顶向下的方式确立所述工程应用的领域语义网的最顶层分类。
S33、以所述工程应用的领域语义网的最顶层分类为基础结合所述术语集，采用自顶向下与自底向上相结合的方式逐层确定所述工程应用的领域语义网分类结构。
具体的，步骤S33中所述自顶向下与自底向上相结合的方式包括自顶向下的方法用于顶层分类结构的确定，自底向上的方法用于底层分类结构的确定。
S34、将所述工程应用的领域语义网分类结构与所述工程应用文本进行语义映射，依据匹配结果对所述工程应用的领域语义网分类结构进行调整。
具体的，所述语义映射是指对所述工程应用文本和所述领域语义网分类结构进行自动分词、概念匹配、词义消歧的处理。
S4、根据每一所述语义网分类结构分别定义对应的语义网中类的属性和属性值，从而得到所述工程应用的领域语义网。
结合图5，所述步骤S4具体包括步骤S41～S44：
S41、划分所述术语集，得到作为类的术语集和作为属性的术语集；
S42、对所述作为类的术语集进行归类，得到用于描述所述工程应用的领域语义网的属性模板，采用所述属性模板对所述工程应用的领域语义网分类结构进行自顶向下的描述；
S43、逐层定义所述工程应用的领域语义网分类结构中类的属性取值范围，并根据所述工程应用的领域语义网分类结构创建实例；
S44、针对所述实例填充属性值，完成所述实例的所有属性及属性值的填充即可获得所述工程应用的领域语义网；
S45、当得到所述工程应用的领域语义网后，将所述领域语义网与所述工程应用文本进行语义映射，确定所述领域语义网符合工程应用要求。
具体的，将所述领域语义网与所述工程应用文本进行语义映射，一方面检查所述领域语义网中概念对所述工程应用文本的覆盖情况，以确定所述领域语义网中概念节点是否完善，另一方面检查所述工程应用文本在所述领域语义网中的领域分布情况，以再次确定分类结构是否需要深化扩展。
具体的，所述语义映射是指对所述工程应用文本和所述领域语义网分类结构进行自动分词、概念匹配、词义消歧的处理。
本发明实施例公开的面向工程应用的领域语义网建模方法采用分析工程应用文本，获取工程应用领域范围中的术语集和已有领域语义网结构，通过术语集和已有领域语义网结构得到工程应用的语义网分类结构，并根据工程应用的语义网结构定义对应的语义网中类的属性和属性值，从而得到工程应用的领域语义网的方式，实现了可面向工程应用的、适用于多领域的领域语义网构建，减少了实际工程应用中对人工的依赖的问题，提高领域语义网建构的自动化水平，以提高工程效率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，包括：
S1、获取工程应用文本，根据所述工程应用文本确定所述工程应用的领域语义网范围，继承工程应用领域范围中的已有领域语义网结构；
S2、分析所述工程应用文本，得到工程应用领域范围中的术语集；
S3、根据所述领域语义网范围、所述已有领语义网结构和所述术语集，逐层确定工程应用的多层语义网分类结构；
S4、根据每一所述语义网分类结构分别定义对应的语义网中类的属性和属性值，从而得到所述工程应用的领域语义网。
2.如权利要求1所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
根据所述工程应用文本，分析所述工程应用的工程目标确定建立所述工程应用的领域语义网的目标，并获取建立所述工程应用的领域语义网所需相关知识及行业词典；
对所述工程应用文本进行处理，筛选出所述工程应用文本的焦点术语，得到所述工程应用文本的焦点术语集，从而确定所述工程应用的领域语义网范围；
根据所述工程应用的工程目标检索所述工程应用的领域语义网范围中的领域语义网结构，得到工程应用领域范围中的已有领域语义网结构。
3.如权利要求2所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，所述工程应用的领域语义网所需相关知识及行业词典具体包括相关汉语词典、叙词表和知识库。
4.如权利要求2所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，对所述工程应用文本进行处理具体包括对所述工程应用文本进行自动分词、词性标注、热词提取和术语提取的处理。
5.如权利要求1所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
对所述工程应用文本进行处理得到所述工程应用的文本术语集；
依照所述工程应用的领域语义网范围对所述工程应用的文本术语集进行匹配，得到所述工程应用的领域语义网中的术语集。
6.如权利要求5所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，对所述工程应用文本进行处理具体包括对所述工程应用文本进行自动分词、词性标注和术语提取的处理。
7.如权利要求1所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
根据所述工程应用的工程范围确立述已有领域语义网结构中概念关系主要组织方式；
依照所述已有领域语义网结构和所述术语集，采用自顶向下的方式确立所述工程应用的领域语义网的最顶层分类；
以所述工程应用的领域语义网的最顶层分类为基础结合所述术语集，采用自顶向下与自底向上相结合的方式逐层确定所述工程应用的领域语义网分类结构；
将所述工程应用的领域语义网分类结构与所述工程应用文本进行语义映射，依据匹配结果对所述工程应用的领域语义网分类结构进行调整。
8.如权利要求7所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，所述自顶向下与自底向上相结合的方式具体包括自顶向下的方法用于顶层分类结构的确定，自底向上的方法用于底层分类结构的确定。
9.如权利要求1所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
划分所述术语集，得到作为类的术语集和作为属性的术语集；
对所述作为属性的术语集中的术语进行归类，得到用于描述所述工程应用的领域语义网的属性模板，采用所述属性模板对所述工程应用的领域语义网分类结构进行自顶向下的描述；
逐层定义所述工程应用的领域语义网分类结构中类的属性取值范围，并向所述工程应用的领域语义网分类结构中增加实例；
针对所述实例填充属性值，完成所述实例的所有属性及属性值的填充即可获得所述工程应用的领域语义网；
当得到所述工程应用的领域语义网后，将所述领域语义网与所述工程应用文本进行语义映射，确定所述领域语义网符合工程应用要求。
10.如权利要求7或9所述的面向工程应用的领域语义网建模方法，其特征在于，所述语义映射是指对所述工程应用文本和所述领域语义网分类结构进行自动分词、概念匹配、词义消歧的处理。
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