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512. 智能系统学报 第5卷 建筑类型和所需构件及其数目的推导、构件搭 本体应用的研究领域非常广泛,包括智能信息 建顺序的推理、构件尺寸和空间位置的计算和榫卯 检索、数字图书馆、网络教学、企业本体、电子邮件过 生成等,都需要在本体知识库系统的支持下实现.目 滤、文档归类、文体求解、需求分析、知识管理、信息 前本体的研究非常热,领域本体的覆盖范围非常广, 集成、机器翻译等.另外,国家也在“973”计划、国家 但在中国古建领域,涉及古建木架结构搭建方面的 自然科学基金等项目中支持了基于ontolog灯的信息 知识库就很少,更是没有发现符合本项目需求的关 集成、数字图书馆、信息检索等应用型的技术,这些 于建筑中每根木头构件的知识库,因此需要建立一 项目也都以ontolog灯技术作为核心[8].本体知识库 个面向古建动画自动生成系统的知识库。 采用本体知识表示的方式,以本体作为某个领域概 1.2语义网络技术 念、属性以及概念间内在关系的形式化表达,事实和 1998年,T.B.Lee首次提出语义网络的概念, 概念的建模体现在本体知识上,进一步可以用本体 在他给出的语义网络体系结构中(如图2),构建在 概念和关系进行规则地组织,形成规则库,在古建动 Unicode与URI、XML、RDF(S)等语言标准之上的 画知识库系统中就创建了各种规则库,并利用本体 本体层(ontology vocabulary)起着关键的作用,其提 推理和规则推理实现系统功能.目前大多数的知识 供的丰富的表达能力不仅能用来描述领域的概,念模 库只是进行本体构建和推理,并不包括规则库,未使 型,还是对知识进行推理和验证的基础们 用规则推理。 本体部分目前常用的编辑工具主要有斯坦福大 规圳 信任 学开发的Protege系列9]、马德里技术大学开发的 WebODE10]、卡尔斯鲁厄大学开发的OntoEdit!和 数据 验诽 曼彻斯特大学构建的0Ed2]等.这些工具各有偏 数据 逻辑 重,其中斯坦福大学的Protegé系列因其界面友好、 奥 简单易学、开放源码等特性成为国内外众多本体研 木体词汇 自描述 究机构的首选工具.目前比较常用的本体语言的主 文档 要有XML、RDF、OIL、DAML+OIL、OWL等,其中 RDF+BD模式 OWL已经成为本体的标准语言,最新的版本是 XML+名空间+XMI模式 OWL2.比较常用的针对本体的规则语言包括 ruleML(rule makeup languages)SWRL(semantic Unicode URI web rule language),SWRL是以OWL语言为基础的 规则描述语言.目前本体推理机有Fact++、Pellet、. 图2语义网络体系结构 RacerPro等,它们还支持基于本体的规则推理,另外 Fig.2 Semantic Web structure layer 较常用的支持规则推理的还有通用推理引擎Jss、 本体赋予网络上的信息以语义含义,因此本体 Jena等 作为语义载体在语义网络中起着核心的作用,是语 2古建动画自动生成系统中的知识库 义网络基于语义的互操作得以实现的关键因素.本 体是对领域概念的规范化表示,作为知识和概念描 系统 述的重要工具,可以清晰描述领域知识库中的概念 2.1古建领域知识总结 及其关系,实现领域知识的共享和重用,也有利于领 马炳坚先生在《中国古建筑木作营造技术(2版)》 域知识库的管理和维护.基于领域本体,可以对领域 中曾提到:“研究古建筑,首先应当了解这些不同形式 内的资源在语义层次上进行表述,使得领域内的资 建筑的不同构造,了解每种构造都是由那些构件组成 源从内容级别上升到语义级别,使得资源的管理和 的,它们在整体中起着什么作用.这些构件又是怎么有 利用更加地有效和智能化.由此,本体的构建也就成 机地组合起来,构成相应的建筑形式的.只有了解了这 为语义网络实现的重要步骤。 些内容,才能指导能动地认识古建筑”. 正是由于其在知识共享和资源重用方面的优 古建搭建过程应该基于具体的建筑构件,针对 势,在古建动画自动生成系统中采用了基于语义网 古建的木架结构,把每根木头作为建筑基本构件单 络的本体这一技术来实现知识库系统的构建, 位,并根据它们在搭建过程中起的作用,抽象出4个
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