XML向OWL本体的映射介绍.doc

XML向OWL本体的映射 摘要：目前，XML在电子商务领域已经作为一种交换数据标准被广泛接受。但只有在商业伙伴对于其领域的基本概念形成一个共同理解并使用相同的语法时，他们之间的协作才能成为可能。XML能够包括语法层，但缺少对于有效概念分享的支持。Web本体语言（OWL）使用类、属性和实例在分布式环境例如互联网中支持领域知识的表达。本体提供了一种XML中数据模型元素与OWL之间映射的方法，并对其在即将使用的XLST框架中的实现和通用应用评估进行阐述。 1 导言 目前，XML在电子商务领域已经作为一种交换数据标准被广泛接受。但只有在商业伙伴对于其领域的基本概念形成一个共同理解并使用相同的语法时，他们之间的协作才能成为可能。XML能够包括语法层，但缺少对于有效概念分享的支持。Web本体语言（OWL）使用类、属性和实例在分布式环境例如互联网中支持领域知识的表达。 本文的目的是解决XML和OWL之间的差异，我们提出了一种从现有XML数据中自动生成OWL本体的策略，该方法通过在XML不同数据模型和OWL本体之间建立适当映射来完成。 研究者提出了很多XML与OWL映射的方法，部分方法解决XML与RDF之间的通用映射问题，而另外一些方法则解决不考虑XML实例数据时XML Schema与OWL的映射问题。但仍然没有完整的方案来解决从一个“合法”的XML实例文档行到OWL本体之间的转换问题。Stefan Decker甚至断言，XML与RDF之间的自动映射方法是不可能的，因为XML并没有包含任何语义约束，XML表达的是文档的结构，但是并没有包含任何内容含义的信息。 然而另一方面，其他的一些方法则认为XML文档中存在语义，这些语义可以通过文档结构发掘出来。例如，Melnik尝试通过一个简单的语法来检测XML实例文档中的语义并将其映射到RDF文档中，Melnik认为每一个XML文档都包含一个RDF模型。 在[Vie]中，作者提出了一种自动从XML内容映射到RDF元数据的方法（WEESA），该方法通过使用一个从相应XML Schema中创建的本体来完成，其本体只包含模型，并不包含实例。XML数据不会被映射到它的OWL对应项上。目前从XML Schema到OWL本体的映射是通过手动完成的，我们的目标是自动创建该映射。通过结合本体结构定义的RDF标注，WEESA系统能够被进一步用来生成(X)HTML网页。 Steve Battle [Bat04]的目的是描述一个XML和RDF模型之间的直接映射，而不用通过一个特定的序列化对象，例如RDF/XML。此外Steve Battle还认为，相比于Melnik试图建立通用映射的方法，XML Schema对于指导映射过程是有帮助的。要补充的是，我们试图发现一个中间阶段，如果我们已有了一份XML Schema，我们能够使用它创建相应的OWL模型，但是如果我们没有合适的XML Schema，我们通过XML实例文档来产生一个，因此，我们想在缺少XML Schema时也能抽取出概念关系。 [FZT04]作者描述了XML到RDF和XML Schema到OWL的映射，这两个映射相互独立，这也就意味着OWL实例不一定要适用于OWL模型，因为XML文档中的元素可能会被映射到不同的OWL元素中。然而，该方法并没有继续讨论在缺少XML Schema时如果生成OWL模型。 另一个比较有意思的系统是Piazza 系统[HSM+03]，Piazza并不将现有的XML数据转换为OWL本体相应的RDF文档，而是通过一个中间Schema来在XML数据源对之间调整。Pizza能够帮助创建巨大的语义内部链接数据库，但是不能构建集成本体。本文提出的方法与Pizza系统的更大的一个区别是，后者源与目标必须已知才能创建映射，而本文的工作只需要源文档已知，目标本体会被假设，然后产生合理的映射。 本文提出了一个框架来执行的转换过程，从一个简单的XML实例文档，到（可能）产生XML Schema，最后生成带有实例的OWL模型。本文认为XML数据包含关系数据，因此我们也试图从XML文档中检测关系结构，并将其存储到数据库中。本文提出的方法首要关注面向数据的XML，即将使用的框架实现了标准XML技术XLST中的映射。 2、映射 本节中我们将会提供一种从XML/XML Schema映射到OWL的方法，将XML源文档提高到OWL本体的层面上来。我们假设XML文档包含关系结构（见图1），试图检测出它们并用OWL类、属性和实例来表达出来。 图1 数据流图 XML数据模型[Bos97]描述了一个带标注的节点树，而OWL的数据模型基于RDF中主语-谓语-宾语（subject-predicate-object）的三元组。RDF-S chema [BG02]定义了创建类结构、增加类