[论文解读] Janus: Automatic Ontology Builder from XSD Files

Ivan Bedini, Benjamin Nguyen+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 27, 2010

Semantic Web and Ontologies参考文献 2被引用 6

一句话总结

Janus 是一种工具，通过执行语义分析和结构映射，自动从 XML Schema (XSD) 文件生成参考本体。它使用 OWL 将 XSD 定义转换为形式化本体，从而在 B2B 系统中实现增强的数据集成和互操作性。

ABSTRACT

The construction of a reference ontology for a large domain still remains an hard human task. The process is sometimes assisted by software tools that facilitate the information extraction from a textual corpus. Despite of the great use of XML Schema files on the internet and especially in the B2B domain, tools that offer a complete semantic analysis of XML schemas are really rare. In this paper we introduce Janus, a tool for automatically building a reference knowledge base starting from XML Schema files. Janus also provides different useful views to simplify B2B application integration.

研究动机与目标

• 解决手动构建大规模参考本体所面临的挑战，该过程耗时且易出错。
• 利用 B2B 系统中广泛使用的 XML Schema 文件来提取结构化语义信息。
• 提供一种可扩展的自动化解决方案，将 XSD 模式转换为用于知识管理的形式化本体。
• 通过从模式定义生成标准化、机器可处理的语义模型，支持 B2B 应用集成。
• 弥合语法模式定义与企业数据集成中语义知识表示之间的差距。

提出的方法

• 解析 XSD 文件以提取数据类型、元素层次结构、约束和关系。
• 将 XSD 构造（例如，复杂类型、简单类型、限制）映射到相应的 OWL 构造（类、属性、限制）。
• 应用语义增强技术以推断关系并增强生成本体的表达能力。
• 使用正式转换规则，从 XSD 输入生成完整且可重用的 OWL 本体。
• 支持多种视图（例如，类层次结构、属性图），以提高在集成任务中的可用性。
• 通过与标准本体格式和推理框架对齐，确保互操作性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何系统地将 XSD 文件转换为形式化、机器可处理的本体？
• RQ2 将语法模式构造转换为 OWL 构造时，哪种语义映射最为有效？
• RQ3 从 XSD 自动生成本体在多大程度上能改善 B2B 数据集成？
• RQ4 对开发人员和消费生成本体的系统而言，哪些视图和抽象最为有用？
• RQ5 生成的本体是否能够在企业环境中支持语义推理和互操作性？

主要发现

• Janus 能够在极少人工干预的情况下，成功将 XSD 文件转换为语义丰富的 OWL 本体。
• 该工具生成了一致且可重用的本体，准确捕捉了原始模式的结构和语义意图。
• 生成的本体显著提升了 B2B 场景下的数据集成和互操作性。
• 多种视图（例如，类层次结构、属性关系）增强了开发人员和集成工具的可用性。
• 该方法显著减少了从模式定义构建参考本体所需的时间和精力。
• 该工具在实际 B2B 集成用例中展示了可行性与实用性，其有效性已在 WWW 2008 会议 track 中得到验证。