[论文解读] Effective Enabling of Sharing and Reuse of Knowledge On Semantic Web by Ontology in Date Fruit Model

Vinu Sherimon, Reshmy Krishnan+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 10, 2012

Semantic Web and Ontologies参考文献 6被引用 4

一句话总结

本文提出了一种基于本体的知识共享与重用框架，用于语义网上的椰枣数据，利用形式语义学实现机器可理解的数据集成。通过以结构化本体建模领域特定知识，该方法增强了互操作性，支持自动化推理，并促进农业研究与农业社区中的高效知识发现。

ABSTRACT

Since Organizations have recognized that knowledge constitutes a valuable intangible asset for creating and sustaining competitive advantages, knowledge sharing has a vital role in present society. It is an activity through which information is exchanged among people through different media. Many problems face the area of knowledge sharing and knowledge reuse. Currently, knowledge sharing between entities is achieved in a very ad-hoc fashion, lacking proper understanding of the meaning of the data. Ontologies can potentially solve these problems by facilitating knowledge sharing and reuse through formal and real-world semantics. Ontologies, through formal semantics, are machine-understandable. A computer can process data, annotated with references to ontologies, and through the knowledge encapsulated in the ontology, deduce facts from the original data. The date fruit is the most enduring symbol of the Sultanate's rich heritage. Creating ontology for dates will enrich the farming group and research scholars in the agro farm area.

研究动机与目标

• 解决农业领域中临时性、语义模糊的知识共享挑战。
• 利用本体实现椰枣数据的正式化、机器可处理的知识表示。
• 通过标准化的语义建模，支持农业与研究社区之间的知识重用与互操作性。
• 展示本体在保存和利用关于椰枣的文化与科学知识方面的实际适用性。
• 提供一个可重用的本体模型，以增强农业知识系统中的数据集成与语义推理能力。

提出的方法

• 使用 OWL（Web 本体语言）设计针对椰枣的领域特定本体，以表示实体、属性与关系。
• 定义类如 '椰枣品种'、'生长阶段'、'收获状况' 和 '栽培实践'，并赋予形式公理。
• 使用 RDF 和 RDFS 对椰枣数据元素之间的元数据与语义关系进行建模。
• 将本体与现实世界的农业数据集成，以实现语义标注与机器推理。
• 应用推理引擎，基于本体的形式语义从标注数据中推导出新事实。
• 通过农业与农业研究中的实际用例验证本体的实用性。

实验结果

研究问题

• RQ1 本体如何有效建模关于椰枣的领域特定知识，以支持知识共享？
• RQ2 本体中的形式语义在多大程度上能提升机器对农业数据的理解与重用能力？
• RQ3 一个可持续的椰枣本体的关键组成部分是什么，以支持研究与农业社区之间的互操作性？
• RQ4 语义标注如何通过本体提升农业与农业研究环境中的数据集成与推理能力？
• RQ5 在保存和重用关于椰枣的文化与科学重要知识方面，使用本体的实际优势是什么？

主要发现

• 所开发的本体 'ontology_developed.owl' 成功建模了椰枣栽培与特征的关键方面。
• 使用本体对椰枣数据进行语义标注，实现了机器可理解的表示与自动化推理。
• 本体通过将领域知识结构化为可重用的正式化组件，促进了知识重用。
• 该方法通过标准化术语与关系，提升了不同农业信息系统之间的数据互操作性。
• 该框架通过推理支持知识发现，使系统能够基于现有数据与本体规则推导出新事实。
• 该模型在阿曼苏丹国的研究学者与农业社区中展现出实际价值，有助于保存与增强椰枣遗产知识。