王亞寧 徐學文 陳黎明 魯華杰

摘 要 伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息檢索越來越受到重視，網(wǎng)絡(luò)信息檢索給用戶收集信息帶來了極大的便利。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息搜索方式主要是以關(guān)鍵詞搜索為主，雖然這種方式有很高的查詢幾率，但是卻不能夠做到精準搜索。本體注重對概念和概念之間關(guān)系的描述，是一種語義檢索的算法和模型，其通過一元的概念描述和二元的角色描述，應(yīng)用到信息檢索系統(tǒng)的過程當中去，能夠解決當下信息檢索系統(tǒng)中語義處理不足的問題。本篇文章重點研究了基于本體的語義檢索方法，并對領(lǐng)域本體這是信息庫的搭建、儲存以及語義推理等關(guān)鍵性技術(shù)進行了分析，并輔以具體實例對Jena推理機的機制進行了說明。

關(guān)鍵詞 本體 語義檢索 研究 語義關(guān)聯(lián)

中圖分類號：TP391.3文獻標識碼：A

0前言

隨著社會的發(fā)展，Web已經(jīng)成為了一個可檢索化的的資源空間，搜索引擎技術(shù)日趨成熟，但是目前的搜索方式還是以關(guān)鍵字搜索為主，這種方式雖然簡便快捷，但是缺乏對檢索內(nèi)容知識的理解，導致檢索的結(jié)果大多是無用的網(wǎng)頁。很顯然，這種傳統(tǒng)的檢索方式已經(jīng)不能夠滿足用戶的需求了，所以探尋新的檢索方式就成為了當下研究的重點。本體是一種有良好概念層次結(jié)構(gòu)和邏輯推理的檢索方法，能夠?qū)Ω拍畹膬?nèi)涵以及之間存在的關(guān)系進行闡述，通過本體可對語義進行精確搜索，而不是模糊的關(guān)鍵字搜索。其主要作用原理是將頁面信息與知識結(jié)構(gòu)規(guī)則相聯(lián)系，獲取更精準度的搜尋結(jié)果。本篇文章主要針對能夠?qū)⒄Z言查詢轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z義描繪的本體模式進行了研究，為用戶提供更加精準的搜索資源。

1當下語義檢索的主要現(xiàn)狀

語義檢索技術(shù)在近幾年正朝著語義的查詢擴展、個性化的查詢和語義關(guān)聯(lián)的幾個方向發(fā)展。

語義的查詢擴展主要是通過本體技術(shù)提高檢索的準確率，主要思想是利用本體的知識將用戶輸入的關(guān)鍵字進行擴展。主要通過在本體庫中查詢關(guān)鍵字，并擴展關(guān)鍵字的相關(guān)概念進行檢索。個性化信息查詢是指通過對用戶的個性特征獲取個性化知識并應(yīng)用到信息的搜索過程當中，對于兩個不同的搜索用戶的相似搜索要求，應(yīng)反饋兩個不同的查詢結(jié)果。語義關(guān)聯(lián)分析是指發(fā)現(xiàn)用戶感興趣板塊之間的聯(lián)系，這種方法主要分析了實體關(guān)系和模板之間的相似程度，而如何對有意義和無意義資源進行區(qū)分，也成為了語義關(guān)聯(lián)分析研究的重要方向。

2系統(tǒng)化的體系結(jié)構(gòu)

本次實驗的系統(tǒng)主要采用的架構(gòu)是B/S結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)過程主要是用戶通過瀏覽器向系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送查詢要求，服務(wù)器通過關(guān)鍵字進行基于本體的信息檢索過程，最終反饋檢索結(jié)果給用戶，其核心部分主要是在服務(wù)器上，幾種種最主要的工作流程是：（1）剔除用戶檢索語言中不重要的部分，歸納其概念并應(yīng)用到本體檢索中去;（2）通過本體分析對用戶查詢的關(guān)鍵詞進行語義推理與本體的擴展，最終的關(guān)鍵字反饋到SQL語句構(gòu)造板塊;（3）利用SQL語句構(gòu)造模塊將語句進行構(gòu)造，并將信息反饋給結(jié)果處理模塊;（4）將數(shù)據(jù)庫中的信息通過檢索排序算法反饋給用戶。

3主要技術(shù)設(shè)計的實現(xiàn)

3.1領(lǐng)域本體知識庫主要生成過程

本體知識庫的生成過程能夠?qū)z索計算與語義推理進行運行，這個過程主要包括本體模型的構(gòu)建過程本體的編碼以及本體數(shù)據(jù)儲存。

3.1.1構(gòu)建本體模型的過程

本體是由多個概念和關(guān)系組合的，而構(gòu)建模體就是要將這些概念和關(guān)系進行具體化的定義。本體工程化的創(chuàng)建主要包含自頂向下的開發(fā)，自頂向上的開發(fā)，以及從中間開發(fā)三種類型的開發(fā)方法，本篇文章主要是采用自頂向下的開發(fā)方法，在通用模型里構(gòu)建相同的種類并進行細化。

在本體的語言規(guī)范當中，公理構(gòu)造詞句主要是對概念和實力之間的關(guān)系進行說明，本篇文章主要利用同位關(guān)系以及包含關(guān)系擴展查詢推理。包含關(guān)系：主要對概念以及概念的上下位關(guān)系進行定義，用戶在搜索一個概念時，也會檢索其下位的關(guān)系概念，在包含關(guān)系中的OWL中運用rdfs：SubClassOf進行定義能夠使檢索的結(jié)果更加精確。同位關(guān)系：主要對主體和客體之間的等價系列進行定義，當查詢條件中出現(xiàn)主體時，客體也可作為替代出現(xiàn)，在OWL中主要運用owl：equivalentClass進行具體定義。例如在手機領(lǐng)域的本體庫當中，“Apple”與“蘋果”就是屬于同位關(guān)系，當用戶在搜索“蘋果”時，“Apple”就可以充當客體而出現(xiàn)，從而提高了搜索的精準率。

3.1.2本體的編碼

本篇文章采用的本體編輯工具主要是Protege3.4beta，這種方法可以不考慮具體的本體描述語言，從概念上對領(lǐng)域本體模型進行設(shè)計，不僅如此，這種工具還可以對本體的類別、屬性以及實例進行編輯。

3.1.3本體數(shù)據(jù)儲存

本地文件儲存：將本體庫處存在本地文件當中，這種儲存方式十分便捷，并且有助于文件的修改和備份，主要適用于小型的本體庫;關(guān)系數(shù)據(jù)庫儲存：將本體庫儲存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫之中，主要儲存本體庫中的三元組數(shù)據(jù)，這種儲存方式主要適用于大型的本體庫，這也是本篇文章選用的本體數(shù)據(jù)儲存方式。

3.2系統(tǒng)文本預(yù)處理模塊

文本預(yù)處理模塊主要是接收來自用戶的自然言語，并將自然言語分解為詞匯結(jié)合，對于詞匯中沒有意義的詞進行合理的過濾，例如“是”、“過”、“的”等對于表達影響較小的詞。用戶對每個領(lǐng)域知識的查詢都有相應(yīng)的關(guān)鍵詞進行對應(yīng)，并且系統(tǒng)提供了問題的選擇，每個分類的查詢模板都會在系統(tǒng)界面上進行顯示。用戶輸入的信息會分割成一個個詞匯，主要利用的是中文基本詞庫進行下階段的語義推理。

3.3語義推理

本體檢索系統(tǒng)的核心部分就是語義推理，是區(qū)別關(guān)鍵字檢索的有效方式。其主要是由推理程序所構(gòu)成的，分析器首先對關(guān)鍵詞進行查詢，然后再根據(jù)推理規(guī)則與本體知識庫完成用戶檢索信息的推理。本篇文章的語義推理主要是通過同位以及下位邏輯關(guān)系推理進行實現(xiàn)。

3.4系統(tǒng)檢索功能的實現(xiàn)過程

系統(tǒng)檢索功能主要是依靠Jena進行實現(xiàn)，對于OWL本體來說，Jena類與接口分別為類OntModel以及OntDocumentManager與本體接口OntClass，本體系統(tǒng)查詢對于語義查詢的關(guān)鍵主要是實現(xiàn)等同和包含邏輯關(guān)系推理機制，這也是和傳統(tǒng)關(guān)鍵詞檢索方式存在的主要區(qū)別。

語義檢索的具體查詢過程：（1）使用Lucene分析器對用戶輸入的查詢信息進行轉(zhuǎn)換和過濾，得出具體的關(guān)鍵字;（2）將關(guān)鍵詞和本體庫中的相關(guān)定義或概念進行匹配，找到與關(guān)鍵詞定義或概念相符合的關(guān)聯(lián)類;（3）根據(jù)具體的查詢條件找出能夠與用戶的搜索信息相匹配的類的實例，或者是實力的其他對應(yīng)關(guān)系，最終將擴展后得到的關(guān)鍵字反映給搜索引擎模塊。

4結(jié)語

本篇文章主要對本體技術(shù)運用到信息檢索系統(tǒng)中的方法進行了研究，并構(gòu)建了語義檢索系統(tǒng)的初步模型，對模型的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究和實踐，作為信息檢索的重要研究問題，應(yīng)該從自然語言的理解以及挖掘數(shù)據(jù)方式等技術(shù)進行開展。雖然本體技術(shù)運用到信息檢索系統(tǒng)當中會提高用戶搜索的準確性，但是目前對于這方面的技術(shù)并不成熟，許多語義Web技術(shù)都有待進一步的研發(fā)，所以針對本體技術(shù)在信息檢索系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，還需要進一步研究和實踐。

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