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本体(Ontology)起源于哲学,指的是客观存在的系统解释,研究的是客观现实的抽象本质。本体自从被引入信息科学以来,在人工智能、知识工程等领域引起人们浓厚的兴趣。在语义Web的层次结构中,本体处于核心层,具有十分重要的地位。本体是领域内不同主体之间进行交流的语义基础,本体确定领域内共同认可的概念,并以机器可处理的方式给出这些概念与概念间相互关系的明确定义,提供对领域知识的共同理解。
随着本体研究和应用的深入,各领域的不同研究者,已经开发出了各种各样的本体。然而,由于本体的构建尚没有统一的标准,同一领域中,存在大量不同的本体。为了实现本体表达的知识的共享和重用,为了实现基于本体的系统之间的互操作,本体的融合,具有重要的理论意义和实用意义。
本文在介绍本体工程相关内容后,将本体的融合作为主要研究内容。论文从本体的形式化定义出发,从数学理论上,讨论了本体的相关性质,通过研究,提出了一个本体融合模型,创立了三个算法。通过实验验证模型和算法之后,将模型和算法应用丁农业领域。
本文提出的本体的形式化定义,兼容文献中已有的本体的形式化定义,力求对本体的刻划更准确更全面。在此定义基础上,讨论了一系列本体有关的性质。通过引入本体矩阵,讨论了本体矩阵的相关性质,并把本体与本体矩阵建立一一对应的关系。通过这项工作,便把本体的研究置于严密的数学基础之上,从而为进一步研究本体,奠定重要的理论基础。
本文通过本体与矩阵的一一对应关系,把本体的融合,转化为矩阵的抽象运算,建立本体融合模型。为了本体融合的需要,在已有矩阵运算的基础上,定义了矩阵的一种新的抽象运算——融合运算,丰富了矩阵理论。
本文在矩阵融合运算的理论基础上,创立了一个矩阵融合运算的算法。通过矩阵融合运算利本体融合模型,针对本体融合的两种不同情况,创立了两个本体融合算法——Add融合算法和Root融合算法。利用本体融合模型,实现了两个同领域的不同本体融合为一个新本体,从而为本体的共享和重用,提供了一条新途径,为本体的构建,提供了一种便捷的方法。
最后,本文将本体融合模型和本体融合算法应用于农业领域,将两个农业本体融合为一个农业本体,为农业本体的构建、共享和重用,提供了有效的理论、方法和技术。