本体编辑、知识推理与检索

一切要从一个倒霉项目开始说起，项目要求根据一个构建好的本体文件，通过JAVA调用相应API实现对本体文件的编辑、推理以及检索。由于之前对本体、知识图谱这些完全不熟悉，被强行推入坑之后就开始了漫长且毫无希望的技（疯）术（狂）调（百）研（度）之路。。。。

调研之前：这是啥呀？

调研之后：这***都是些啥啊！！

呼~~ 好在最后算是做出来了，故在此记录一下过程及部分主要代码。

1.环境相关

我的：

Java：

Eclipse：

Protege： Protege-5.2.0

2.项目整体逻辑

如图：

3.用本体编辑工具protege构建基础本体文件

Protege是一个本体编辑工具，可以将知识的三元组以及各种逻辑通过可视化界面编辑成本体文件，protege还带有一些推理机插件（见下图），pellet、Hermit等，可以利用这些插件对本体文件进行推理。也可以通过SWRL自定义一些规则加入本体，还可以进行查询。可见Protege能一条龙解决本体的编辑、推理、查询等问题，但本项目要求用Java调API实现功能。编辑、推理和检索都是在构建好的基础本体文件上进行的，该本体文件就是用protege构建的。

Protege构建本体时，主要用到的有‘Classes(类)’；‘Individuals(实例)’；‘Object properties(对象属性)’；‘Data properties(数据属性)’这四个概念。

（1） 在定义本体的各个类时，可以为其添加各种描述，比如它的等价类（Equivalent To），它是谁的子类（SubClass Of），它与哪一类互斥(Disjoint Union Of)，它下面有哪些Individuals(Instances)等等。

（2） Individuals(实例)是类下面的具体个体，比如下图Country类下面的individual有Ametica等。在定义individual时，可以为其添加描述及属性声明，属性声明中包括对象属性数据属性等。

（3） Object properties(对象属性)和Data properties(数据属性)，我理解为“谓语”，用于连接主语（class/individual）和宾语（class/individual/value）。Object properties(对象属性)所连接的宾语是class或individual，Data properties(数据属性)所连接的宾语是具体的value。举例见下图：chenjianer这个人是类Expert下面的一个individual，ta是一名专家，右侧带有蓝色标志的部分是其对象属性声明，mother_language_is、people_is 这些就是对象属性，后面连接的宾语english、Chinese 啥的仍然是个individual。右侧带有绿色标志的部分是其数据属性声明，birthday、ID_card 这些就是数据属性，后面连接的宾语”2008-03-23”、”4216633322656”等是具体的值。

对象属性和数据属性也可定义其自身的Description,其中包括Domains、Ranges，关于属性的定义域和值域，我的理解是，在使用该属性时所连接的主语的范围即为定义域，宾语的范围就是值域。

4. 初始化本体文件

通过protege构建好的本体文件保存为一个owl文件，接下来要对其进行编辑推理检索，这些工作通过调用OWLAPI和Jena API实现。首先读入owl文件。

5.编辑本体文件

将知识或数据写入本体，例子如下。这段代码实现了在本体文件中新建了一个‘天线宝宝’的类，在这个类下面新建了一个名为‘天线宝宝1号’的实例，同时新建数据属性‘name’,并为天线宝宝1号这个实例添加数据属性声明name=Alice。

6.pellet推理机推理

7.推理结果检索

检索这里用的方法是使用jena执行sparql进行查询。下面这个例子是在上一步得到的推理结果中检索是天线宝宝1号叫啥名，并把查询结果在控制台显示出来。

8.其他

另外，在整个工程中引用了别的库，在引用外部jar的时候把该引的都引了，主要用到的有owl api、pellet、Jena这几个。可能还会报一些jar包冲突或者某个包找不到的错误，那就按照错误提示，冲突就移除相应的包，找不到就去找（废话），我的意思是如果提示某个包没有就去找到它下下来然后再载入。反正在载入外部jar这一趴，我真的是花了好多时间碰壁碰到自闭（哭泣）。

9.参考

经过疯狂百度之后发现这方面的资料真的不是很多，下面两个网址是我主要参考的资料。在此十分感谢链接（1）的博主Kujou，看他的博客受到很大启发并且十分感谢他耐心答疑解惑（抱拳了兄弟）。

（1）https://blog.csdn.net/BUPTOctopus/article/details/81562114

（2）http://dior.ics.muni.cz/~makub/owl/

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作者：樱桃小胖子同学 

来源：CSDN 

原文：https://blog.csdn.net/weixin_40771521/article/details/85132456