2019-04-23论文笔记---Modelling Ontology Evaluation and Validation

Modelling Ontology Evaluation and Validation

摘要：我们提出了一种全面的本体评估和验证方法，这已成为语义技术发展的关键问题。现有的评估方法通过正式模型集成到一个sigle框架中。该模型首先包括一个名为O2的元生物学，它将本体描述为符号学对象。基于O2和现有方法的分析，我们确定了三种主要的评估方法：结构测量，这是典型的本体表示为图形;功能性措施，与本体及其组件的预期用途相关;和可用性分析测量，取决于所考虑的本体的注释级别。然后，使用称为oQual的本体验证本体论来补充元素学，其提供了在给定项目的上下文中设计用于选择本体的最佳标准的方法。最后，我们提供了一个如何将oQual派生标准应用于验证案例的小例子。

1. Introduction

1994年（见[21]）出现了对本体开发和再利用领域评估方法的需求，并且从那时起它一直在稳步增长。然而，迄今为止尚未提出针对该问题的全面和全球方法。这种情况可能成为语义技术成功的严重障碍，特别是在工业和商业领域。这种意义上的典型示例是语义Web的开发。一方面，通过本体传达语义的想法无疑引起了ICT行业大部分的兴趣。本体承诺是网络技术的关键组成部分，能够应对高度互连，不断变化和不完整。然而，另一方面，缺乏对本体评估和验证的充分理解和共享的概念显着减慢了本体从深奥的符号结构向可靠的工业组件的转变。在本文中，我们从它们集成到一个单一框架的角度来看现有的本体评估方法。为此，我们建立了一个正式的本体评估模型，首先包括一个元本体 - 称为O2--它将本体描述为符号学对象。 O2旨在为评估所针对的元素和特征提供基础。其次，基于O2和现有技术的概述（参见[8]），我们提供了用于评估本体的定性和定量测量的临时目录。我们确定了三种主要类型的措施：结构性措施，这是典型的表示为图形的本体;功能测量，与本体及其组件的预期用途有关，即它们的功能;可用性分析测量，取决于所考虑的本体的注释级别。第三，元本体论补充了本体验证的本体论 - oQual - 它允许通过O2获取本体元素，提供质量参数，并在可行时提供其排序功能。 O2和oQual在FOL中部分正式化，目前作为OWL模型进行维护，插入DOLCE本体库及其设计模式[25]。在实践中，我们将本体评估建模为基于本体描述的诊断任务。这样的描述明确了一些对本体验证至关重要的知识项，例如：所考虑的本体的元素的角色和功能;描述的参数通常表示本体的质量;以及根据优先顺序组成这些参数的函数。在本文的最后，我们描绘了在组成具有冲突参数的原则时所需的权衡的分析示例，即将oQual派生标准应用于验证案例。最后，得出了一些结论。

2. O2: a semiotic meta-ontolog

元本体的使用在语义网中变得相关，因为它们易于集成并且具有本体的共享构造方法。

. A UML class diagram depicting the main notions from the O2 ontology

例如，最近提出了一种本体元数据词汇表。遵循这种趋势，我们将本体描述为符号学对象，即由信息对象构成的对象和在通信设置内建立的预期概念化。我们提议的这一部分背后的基本直觉是，信息可以由用于表示另一种模式的任何模式构成，而该表示可以被某些理性代理解释为解释，指令，命令等。这是一个这个想法至少可以追溯到Peirce（参见[17]）。这种直觉通过应用称为信息↔描述（参见[7]）的本体设计模式来形式化，并且发起了一种称为O2的新模式（因为它是“元本体”）。反过来，O2正式化了以下规范：a）本体是一种特殊的信息; b）其图案是图形结构; c）它们代表预期的概念化，即实体类型的内部表示（由理性代理）。例如，完全可以为地铁定义一个本体，但很难将伦敦地铁的图形视为本体 - 最多，后者可以被视为适当的地铁本体模型。在O2（图1）中，本体图具有预期的概念化和概念化所承认的形式语义空间。图形和概念化由编码/解释图形的理性代理“保持在一起”，同时在内部表示其预期的概念化。代理还可以提供包含表示本体的“描述”的元数据的简档，例如，一种测量本体图的结构或功能属性，其结果属性，可能的质量标准和值以及生命周期注释（如出处和非正式注释）的方法。良好的配置文件通常会增强或强化本体的可用性。

3. Measures for ontology evaluation

关于本体评估的文献是零碎的。大多数方法可以解决或多或少的具体评估问题，但通常不系统地进行。只有[11]试图通过为本体评估方法提供分类网格来解决问题。这样的网格允许根据以下问题的答案来呈现方法：所考虑的方法/工具（结构）是什么？次要的：它的目标是什么（目标）？它支持哪些功能（功能）？可以应用本体论的哪个阶段（应用程序）？此外，该方法有用吗？次要地：它构思了哪种类型的用户（用户类型：知识工程师，项目经理，应用用户，本体开发人员）？它的实践意义（实用性）如何？它有多可用（可用性）？它首先构思了哪些用途（用例）？部分基于这样的网格，并分析相关的最相关的文献（特别是[24]，[14]，[23]，[19]，[18]，[9]，[6]和[16] ]），我们为本体设计了大量可能的测量方法，并以O2提供的模式对它们进行框架化。我们在此介绍度量集之间的主要区别，并为其中一些提供一些示例。 有关已确定的措施的完整列表和详细的最新审查，请参见[8]。

3.1 Measure types

如上所述，通过本体，我们指的是符号对象，包括图形对象，形式语义空间，概念化和注释简档;因此，我们建议相对于三个主要维度来衡量本体：结构，功能和可用性分析。本体的结构维度侧重于语法和形式语义，即表示为图形的本体。在这种形式中，本体的拓扑，逻辑和金属属性可以通过无上下文度量来度量。功能维度与给定本体及其组件的预期用途有关，即它们在上下文中的功能。重点是本体所指定的概念化。最后，可用性概要维度侧重于本体概要（注释），其通常解决本体的通信上下文（即其语用学）。请注意，这些维度遵循逻辑类型的分区：在结构上，我们将本体视为（信息）对象;在功能上，我们将其视为一种语言（信息对象+预期的概念化），从可用性的角度来看，我们看一下它的元语言（关于本体的符号语境的概况）。因此，尺寸类型对应于O2图案的成分，并且需要不同的测量方法。

3.2 Measuring the structural dimension