6　本体形式化编码

    本体的形式化编码阶段就是用选定的本体语言来描述知识本体。
    对于知识本体的描述，可以采用自然语言或逻辑语言描述，若要实现较强的推理能力，一般要用形式化描述语言进行表述。描述本体的语言应该具备4个基本条件：①基于某种形式的逻辑；②机器可读的；③具备编码语言的表达性＼编码的精确性和语言的语义性；④支持语法和语义的互操作。
    本体的描述一般都是基于某种逻辑语言的，目前RDF(S)已成为一个能对本体进行初步描述的标准语言。而描述逻辑(DL)是一个相当重要的知识表示语言，目前正被积极应用于本体描述，或者作为其他本体描述语言的基础。描述逻辑吸取了KL-ONE的主要思想，是一阶谓词逻辑的一个可判定子集。与一阶谓词逻辑不同的是，描述逻辑具有强大的推理能力，能够提供完备高效的知识推理机制，满足本体知识表达的需要。而且，描述逻辑的语法容易转换成XML/RDF形式，因此基于描述逻辑的本体模型更适合Web环境下概念建模与知识共享。
    目前几个主要的知识本体语言——CKML、OIL、DAML+OIL和OWL就是建立在描述逻辑的基础之上的。其中DAML+OIL是结合了OIL和DAML优点的一种本体描述语言，采用面向对象的方法用类和属性来描述领域概念的结构，具有清晰的语义，但不能表示规则。以DAML+OIL为基础的OWL是一种网络本体描述语言，通过类和属性来描述对象，并通过公理来描述类和属性的特征和关系，可以构造很丰富的关系类并支持自动推理。
    上述本体语言的表述能力不断增强，其技术也日臻成熟，已成为W3C国际标准的OWL是一种发展势头很强的本体语言，应作为本体编码的首选语言。为了提高本体编码效率，可以使用一些辅助工具来完成。编码过程结束之后，应该把编码过程和编码结果以文档的形式保存下来，为本体共享提供规范的文档。

    　　7　本体的评价

    经过上述阶段，已经形成了一个初步的领域知识本体。本体能否实际应用，需要对其进行评估与测试。由于领域本体建设得不成熟，目前尚无通用的本体确认和评价的标准方法，更谈不上标准测试集。格汝伯(Gruber)[9]于1995年提出了本体构建的5条标准，即清楚(Clarity)、一致(Coherence)、可扩展性(Extensibility)、最小本体的承诺(Minimal ontological commitment)、最小的编码偏差(Minimal encoding bias)。不过在其设计标准中并没有给出具体的评价内容。笔者类比于软件工程的软件测试，提出本体评价的标准。
    对应于软件开发过程的测试阶段，一般需要对领域本体的正确性和有效性进行评价，评价指标应包括：
    ●本体的完整性。即本体是否包括了该领域重要概念，概念及关系是否完整，概念的等级、层次是否多样化。
    ●本体的清晰性。即本体中的术语是否被清晰无歧义地定义。除了规范的主题、分类术语外，对本体进化产生的概念是否给出明确、严格的语义定义。
    ●本体的一致性。即概念间的关系在逻辑上是否严密、一致，能否支持本体在语义逻辑上的推理。
    ●本体的可扩展性。即本体可否顺利实施进化，本体能否在层次结构上可扩充，在语义上可丰富与完善，能否加入新的术语概念。
    ●本体的兼容性。即本体的开放性和互操作性，本体能否和其他领域本体及相关资源系统进行映射，包括系统层、逻辑层、语义层、表现层等的兼容和互操作。
    此外，对本体的评价还应包括本体建设过程中其文档的完备性、准确性、可操作性等的评价。

    　　8　本体的进化

任何系统都会经过从简单到复杂，由低级到高级的进化发展过程，领域知识本体建设也不例外。随着领域知识的增加和应用需求的发展，本体需要不断进化。特别是对于一个应用性很强的领域本体来说，本体的进化可以看作是本体生命的延续。所谓本体进化，即是在现有领域本体的基础上，根据应用的需要，在本体结构、概念和关系上不断进行丰富、完善、改进的过程和方法。
    领域知识本体进化主要包括两方面内容：一是本体的自身进化，即是对已建本体进行更新，增加新的本体概念，扩展本体语义结构，完善本体概念间的语义关系。如何建立本体的自丰富机制，是本体自身进化需要重点研究的。二是本体的对外进化，即不同领域本体之间的互操作。因为不仅本体自身存在关联，不同的领域本体之间也存在多种关联，人类知识本是一个大的宏观的知识网络。目前每个领域都在建设本体，如果各个本体独立发展便将成为一个个本体“孤岛”。本体的对外进化主要通过映射机制，与相关领域本体的概念、关系及资源实体建立对应和关联，实现不同领域本体资源的共知和共享。
    领域知识本体进化的方式：
    ●本体的自动进化。即由研究专家采取一定的方法与技术，实现本体的自丰富。如通过机器学习、抽词算法、知识发现等方法发现新的概念和关系，然后定位到本体中去。
    ●本体的手工进化。即由通过了解领域本体建设情况的专业人员，以手工或半自动的方式获取新的概念和关系，将其补充到本体中去。这种进化过程比专家定义容易操作，比机器学习准确规范。但是它需要有合适的工具支持。
    ●上述两种方法的结合。本体的自动进化难以达到较高的准确度，而本体的手工进化存在成本高、速度慢等不足，同时对专业人员的知识性要求也高。怎样将两者在本体建设过程中有机结合起来，是领域本体建设所面临的挑战，也是一个具有理论和实践意义的重要课题。
    从理论上说，本体进化是必须的，也是可行性的。但在本体的实际建设过程中，本体的进化是一个比较复杂、难度较大的问题，是包含了众多方面相互作用和相互影响的复杂过程。需要对领域本体进化的模式、机理、过程、路径和技术进行深入的研究。

    　　9　本体的表示

    建设好的领域知识本体必须面向用户提供服务。以知识本体为基础的资源系统与其他资源系统究竟有什么不同？它给用户在知识获取与利用上究竟带来何种便利？这便涉及到本体如何表示问题。所谓本体的表示，即通过一定的知识表示技术，将建设好的领域知识本体按照一定的方式，清晰有序地在一个统一的界面上层示出来。对本体的表示实际是本体功能的最终实现。
    领域知识本体的功能是否能够得到有效的实现，与内部复杂的知识体系结构如何更好地展示有直接关系。一个完整的、有效的领域知识本体的外在表示至少应该满足以下两个基本要求：其一，体现知识导航。即用树型结构将本体的概念网络动态地加以显示，可循着学科等级和概念间的语义关系进行浏览。其二，体现知识检索，即能够实现基于概念的语义检索。给定一个概念，即提示此概念和其他概念间的关系，并显示其在知识体系中的位置；检索过程不再是数据集合中的关键词匹配，而是基于概念网络的概念检索。
    本体表示实际上应看作是本体建设的自然而必然的延续。因为，知识本体不仅仅是知识组织的工具，也是知识导航、知识检索的工具；知识导航、知识检索是知识本体建设的逆过程，是本体建设的最终目的。本体表示涉及了最新的Web技术、人机交互、可视化等技术。

    　　10　结语

    知识本体是数字图书馆资源组织最本质的技术和方法。笔者面向学科领域，提出并分析了领域知识本体构建的基本流程和方法，其目的是使本体建设过程规范和可控。与现有本体建设方法相比，本文强调了本体的进化、本体的构建是一个不断完善的、螺旋上升的、有序而系统的发展过程，进化是本体的生命所在；鉴于知识组织和知识表示不可分离，故将本体的表示置于本体构建方法的一个环节和过程，认为本体的表示是本体建设的一个重要阶段，它既具有相对的独立性，又和本体建设密不可分。

【参考文献】
    1　李景，孟连生.构建知识本体方法体系的比较研究.现代图书情报技术，2004(7):17-22
    2　秦健.实用分类系统与语义网：发展现状和研究课题.现代图书情报技术，2004(1):16-23
    3　王军.基于分类法和主题词表的数字图书馆知识组织.中国图书馆学报.2004(3):41-44,64
    4　李景，钱平.叙词表与本体的区别与联系.中国图书馆学报，2004(1):36-39
    5　曹树金.马利霞.论本体与本体语言及其在信息检索领域的应用.情报理论与实践，2004(6):632-637
    6　金燕，张玉峰.基于本体论的知识检索研究.图书情报工作.2004(7):41-43
    7　袁嫒.领域本体建设的方法论和工具研究.［硕士学位论文］.北京：中国人民大学.2004:6
    8　Noy N F,McGuinness D L.Ontology Development 1001:A Guide to Creating Your First Ontology.Stanford Knowledge Systems Laboratory Technical Report KSL-01-05 and Stanford Medical Informatics Technical Report SMI-2001-0880,March 2001

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