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學科領域知識本體建設方法研究

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1 引言

圖書情報界組織文獻資源的歷史已有兩千多年,對資訊資源的組織也有20多載,面對知識資源的數字化,我們所面臨的前所未有的挑戰是對知識的組織。什麼是知識組織?對知識組織的詮釋需與資訊組織加以比較才能準確界定。簡單地說,資訊組織是對無序的資訊進行系統化和有序化的過程,對資訊的描述、揭示以及序化是資訊組織的中心內容。知識組織則是對知識的本質以及知識間的關聯進行揭示和控制的過程及方法,對資訊的優化和重組,對知識的結構、關係和語義的描述與揭示,對知識的提取、挖掘和智能化表示是知識組織的中心內容。
當前,數字圖書館的資源組織正由資訊組織向知識組織邁進,在對數字資源的知識組織中,知識本體無疑是最本質、最重要的技術和方法。知識本體可以看作是對知識規範的抽象和描述,是共享、重用知識的方法,目前已經成爲一種提取、理解和處理領域知識的工具。如果把某一學科領域知識抽象成一套概念體系並使其“明確”、“形式化”和“共享”,就構成了這一學科的領域本體。領域本體的特徵是針對特定的學科領域,描述了某一學科中的概念、概念的屬性、概念間的關係以及屬性和關係的約束。透過某領域的知識本體可將該領域的知識組織起來,使數字圖書館對知識的表示從資訊的集合到知識網絡和知識地圖。
構建領域本體的方法已經成爲一個新的研究熱點,在實踐中也產生了一些面向不同應用需求的本體方法,如IDEF-5法、骨架法、企業建模法、METHONTOLOGY法、循環獲取法、七步法等。雖然領域本體的開發與建設面向不同的、特定的學科領域,但其過程則具有一定的規律性,需要以一定的科學方法爲指導,需要遵循一些通用的技術路線。作者曾在另文中提出本體構建的原型進化方法,本文以此爲基礎,聚焦於一個本體進化的週期過程,對其中的基本流程和方法作一概要的梳理和分析。
一個學科領域知識本體原型的建設,一般包括本體需求分析、本體構建規劃、獲取本體資訊、確定本體概念及關係、本體形式化編碼、本體的評價、本體的進化、本體的表示等過程。

學科領域知識本體建設方法研究

  2 本體需求分析

領域知識本體建設一定要根據具體的應用需求進行建設。如同軟件工程注重需求分析一樣,知識本體的開發與建設必須將本體需求分析置於首要位置。
需求分析階段是本體開發的開端,也是本體建設的基石。它是從實際應用的規劃、目標及特點出發,對本體系統進行的一種規範化描述。一般來講,本體需求可分爲功能需求和非功能需求。功能需求主要描述本體的目標實現;非功能需求主要描述本體要達到的性能指標。
作爲數字圖書館領域的本體建設的需求分析,其要旨是確定領域本體建設的目的、範圍、用途和使用者。基本內容應包括:
●所構建的知識本體覆蓋的學科領域,該學科領域資源的基本狀況。
●知識本體的建設目的、任務要求,實現的社會效益與經濟效益。
●利用知識本體的基本用戶與核心用戶,用戶需求的基本特點。
●較之其他資源系統,知識本體將提供什麼樣的.服務。
●知識本體和其他資源系統的關係,包括資源的進一步映射和整合。
●知識本體在建設時間、進度上的要求。
對本體需求分析時要注意以下問題:
●需求分析的過程性。本體需求分析應包括需求調研、分析需求、需求描述、需求認可、需求演進等逐次遞進的過程。需求分析不僅應是本體實施的前提,而且應貫穿於本體開發的整個生命週期。故此,要進行科學的安排。
●需求分析的動態性。因爲本體需求貫穿於整個本體建設過程,用戶需求在很多情況下是隱性的。不明確的,所以本體需求分析只能建立在不完全的需求基礎上。爲此,本體需求分析既要維持需求的穩定性和精確性,也要在實施過程中不斷地進行動態調整。
●需求分析的文檔化。爲了指導領域本體建設的後續工作,應該編寫一份基本需求描述完整、具有可操作性的“需求分析報告”,以文檔的形式明確需求分析的結果,作爲該階段的成果。

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