【毕业学位论文】（Word原稿）基于本体论的农业知识管理关键技术研究作物信息学博士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 学位论文 基于本体论的农业知识管理关键技术研究 摘 要 从信息管理提升到知识管理是信息化发展的必然和提高信息服务质量的迫切需求。开展基于农业知识管理技术的研究，将为农业知识管理提供高效和科学的手段和技术支撑。本体论是起源于哲学领域的概念， 近年 来为信息技术领域使用并用于知识的组织和管理。本体的定义是“ An is a of a 即本体是对概念化的规范说明。本体论是关于 基于本体的 用计算机语言规范知识概念表示、进行知识组织、开展知识服务的科学方法论。 运用本体论的理论、技术和方法进行农业知识管理，引起国内外广泛关注，成为学术研究的前 沿 和热点。 本研究的目的是 设计基于农业本体论的完整的农业知识管理解决方案， 重点研究 农业 知识组织、 农业 知识检索和 农业 知识评价的关键技术， 同时 对其他相关的关键技术进行较深入的研究。 所采用 的 主要研究 方法是， 在整体方案设计阶段， 通过用户 需求 调查，收集 不同用户对 农业 知识管理的需求。在具体环节的关键技术研究时，结合主流技术， 在 本体论的 基础上 提出各个环节关键问题的 解决 思路，并 在一些 重点环节加以实现。 本研究在设计的农业知识管理整体解决方案的基础上，针对农业知识管理的获取、组织、检索、表示、评价 环节的技术做了深入细致的研究。此外，还对知识服务和知识网格进行了较为深入的研究。 在 农业知识获取 方面 ，研究了目前网络信息获取的模式和方法，以及基于知识获取，利用 现了基于 知识获取的核心功能，论述了基于本体论和语义网的知识获取。 在 农业知识组织 方面 ，研究了利用元数据、分类法和本体论实现知识组织的方式和方法。实现了基于元数据的农业知识的组织，制定了农业科技信息核心元数据标准（ 其扩展原则，设计实现了基于 计算机著录信息管理系统。农业知识检索方面，研究了知识检索的一般模型以及基于本体的知识检索方法，实现了基于本体的农业科技文献知识的组织和智能检索平台，构建了一个基于本体的智能化猪病诊断系统。在农业知识评价方面，利用数理统计方法建立了领域本体和知识检索的评价模型，设计了一个基于层次分析法的动态指标管理系统，用于评价结果的计算和输出 。在知识服务和知识网格的研究方面，比较了知识服务和信息服务的异同点，以及知识服务的模式和发展方向，论述了本体论和语义网技术与知识服务的关系；提出了一个基于本体论的 农业知识网格架构。 本研究提出了 基于 本体论进行农业知识管理的思路 和 整体解决方案。对农业知识管理各环节的关键技术进行了深入的研究，实现了农业知识管理过程中利用元数据和本体进行知识组织、基于本体的知识检索和知识推理、利用数理统计方法进行知识评价等几个关键技术，并对其他环节的关键技术进行了探索和尝试。因为本体论的研究 核心 是 提出 知识组织和管理的 理论 、 技术和方法， 本 研究所 涉及 到的技术 也 都是国际上最新的主流技术， 本研究具有前沿性和新颖性。 整个研究 将提升我国农业本体论的研究深度和广泛应用，并与国际上相关领域的研究接轨 。 关键词： 本体论，本体，农业知识管理，语义网 ， 关键技术 o to is a of of its an of To of it in of in An is a of a on at of of is to on of is of in of is to in of of on of of on In of SS SS In of on (a In of an an to In to A to In of of an OA a in on in of on of is to of in in so is of of V 目录 第一章 引言 . 1 题的提出 . 1 究的目的和意义 . 3 究目的 . 3 究的意义 . 3 研究的总体思路、研究方法与创新点 . 5 体思路 . 5 究方法 . 5 究创新点 . 6 研究的内容与技术路线 . 6 究内容 . 6 究技术路线 . 7 文组织结构 . 8 第二章 研究背景 . 10 识管理和知识管理系统 . 10 识管理 . 10 识管理系统 . 14 识管理技术 . 17 体论 . 18 体论的起源及发展 . 18 体的构建 . 19 业本体论研究现状 . 27 体描述语言 . 32 于本体的知识表示 . 39 义网及相关技术 . 40 义网的提出及 发展 . 40 义网的研究重点 . 41 数据和元数据标准 . 43 数据的概念和内涵 . 43 数据标准的研究过程 . 44 数据的著录 . 44 数据的作用 . 44 内外元数据标准的研究现状 . 44 关计算机技术 . 50 软 架 . 50 V 2架 . 53 据库技术 . 54 件工程 . 55 第三章 农业知识管理总体解决方案 . 61 识管理的两种不同认识 . 61 业知识管理解决方案的需求分析 . 62 前的农业信息管理中存在的问题 . 62 业知识管理需求 . 62 业知识管理系统总体框架 . 63 业知识管理系统功能模块划分 . 63 业知识管理系统结构 . 68 第四章 农业知识获取关键技术研究 . 70 络信息自动获取技术研究 . 70 于 知识获取 . 75 于本体和语义网的知识获取 . 78 第五章 农业知识组织关键技术研究 . 80 用元数据实现农业信息的组织 . 80 用分类法实现农业知识的组织 . 82 用本体论实现农业知识的组织 . 83 业科技信息核心元数据标准框架研究 . 85 业科技信息核心元数据标准 . 85 业科技信息核心元数据标准扩展原则 . 87 于农业科技信息核心元数据标准的著录信息管理系统 . 90 第六章 农业知识检索关键技术研究 . 100 识检索的一般模型 . 100 般的信息检索模型和基于知识的信息检索模型 . 100 识检索模型 . 100 于本体论的知识检索 . 101 于本体的农业科技文献信息智能检索平台 . 103 索策略 . 103 索平台的结构 . 105 台的功能 . 105 常规检索的比较 . 110 于本体检索的猪病诊断 . 111 第七章 农业知识表示关键技术研究 . 120 识表示方法研究 . 120 于主题图的知识表示 . 122 主题图介绍 . 122 题图的细节 . 124 题图工具 . 132 第八章 农业知识服务关键技术研究 . 136 识服务与信息服务的比较研究 . 136 识服务的模式及其发展趋势 . 137 体论、语义网与知识服务 . 139 第九章 农业知识评价关键技术研究 . 142 域本体的评价 . 142 识检索评价 . 146 于层次分析法的知识评价模型的计算机实现 . 147 第十章 农 业知识网格关键技术研究 . 154 识网格技术初探 . 154 体论与农业知识网格 . 157 第十一章 讨论和展望 . 159 于本研究的讨论 . 159 于后续研究的展望 . 161 参考文献 . 163 致谢 .者简历 . 171 图目录 图 1 研究技术路线图 . 8 图 2 智力资本研究分类 . 11 图 3 知识管理模型 . 12 图 4 智力资本模型 . 12 图 5 智力资本的产生过程 . 13 图 6 1997）的知识管理模型 . 14 图 7 基于层次模型的知识管理系统 . 15 图 8 基于一般系统的知识管理系统 . 15 图 9 基于知识生命周期的知识管理系统 . 16 图 10 基于知识实践框架的知识管理系统 . 16 图 11 骨架 法流程图 . 19 图 12 程图 . 20 图 13 语构造图 . 21 图 14 软件工程瀑布模型示意图 . 25 图 15 本体构建瀑布模型 . 27 图 16 关系结构图片来源 . 36 图 17 本体体系 . 38 图 18 语义网体系结构 . 41 图 19 地理信息共享领域元数据包 . 48 图 架结构图 . 51 图 21 构图 . 53 图 22 农业知识管理系统功能模块构成示意图 . 64 图 23 知识获取子系统功能模块构成示意图 . 65 图 24 农业知识组织子系统功能模块构成示意图 . 65 图 25 本体管理子系统功能模块构成示意图 . 65 图 26 农业知识推理系统功能模块构成示意图 . 66 图 27 农业知识表示子系统功能模块构成示意 图 . 66 图 28 农业知识评价子系统功能模块构成示意图 . 66 图 29 共享服务功能模块构成示意图 . 67 图 30 用户评价子系统功 能模块构成示意图 . 67 图 31 用户偏好子系统功能模块构成示意图 . 67 图 32 信息分析子系统功能模块构成示意图 . 68 图 33 农业知识管理系统系统结构示意图 . 68 图 34 念图 (引自 et 1998) . 72 图 35 线手册的邻接行列示意图 . 74 图 36 元数据的作用示例 . 81 图 37 元数据标准体系示意图 . 81 图 38 联合国粮农组织制定的农业科技知识分类方案（局部）