Xây dựng ontology phục vụ tìm kiếm ngữ nghĩa động vật rừng trên địa bàn thành phố đà nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN XUÂN TRƢỜNG XÂY DỰNG ONTOLOGY PHỤC VỤ TÌM KIẾM NGỮ NGHĨA ĐỘNG VẬT RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Đà Nẵng – Năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN XUÂN TRƢỜNG XÂY DỰNG ONTOLOGY PHỤC VỤ TÌM KIẾM NGỮ NGHĨA ĐỘNG VẬT RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: Hệ thống Thông tin Mã số: 60.48.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN TRẦN QUỐC VINH Đà Nẵng – Năm 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp thầy TS Nguyễn Trần Quốc Vinh Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng trung thực tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Người cam đoan Trần Xuân Trƣờng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Bố cục đề tài Tổng quan tài liệu nghiên cứu CHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ WEB NGỮ NGHĨA 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Khái niệm 1.1.3 Nội dung xây dựng hệ thống web ngữ nghĩa 1.1.4 Kiến trúc phân tầng web ngữ nghĩa 11 1.2 RDF – NỀN TẢNG CỦA WEB NGỮ NGHĨA 17 1.2.1 Khái niệm 17 1.2.2 Mơ hình RDF 18 1.2.3 Đồ thị RDF 19 1.2.4 Namespace 19 1.2.5 Literal 19 1.2.6 Kiểu liệu có cấu trúc 20 1.2.7 RDFS (RDF Schema) 27 1.3 ONTOLOGY VÀ NGÔN NGỮ OWL 27 1.3.1 Định nghĩa ontology 27 1.3.2 Các lĩnh vực ứng dụng ontology 28 1.3.3 Vai trò ontology web ngữ nghĩa 28 1.3.4 Các thành phần ontology 29 1.3.5 Ngôn ngữ OWL 30 1.3.6 Hệ truy vấn SPARQL 32 1.4 ĐỘNG VẬT RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 34 1.4.1 Giới thiệu 34 1.4.2 Cấu trúc, thành phần loài động vật 34 1.4.3 Cấu trúc, thành phần loài trùng 36 1.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU WEB NGỮ NGHĨA ĐÃ TRIỂN KHAI 38 1.6 KẾT CHƢƠNG 39 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP VÀ PHẦN MỀM XÂY DỰNG ONTOLOGY 40 2.1 GIỚI THIỆU 40 2.2 PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG ONTOLOGY 40 2.3 QUY TRÌNH XÂY DỰNG ONTOLOGY CHO DỮ LIỆU ĐỘNG VẬT RỪNG 44 2.4 MỘT SỐ PHẦN MỀM BIÊN TẬP ONTOLOGY 48 2.4.1 Phần mềm Sesame 48 2.4.2 Phần mềm Jena 50 2.4.3 Phần mềm Protégé 50 2.5 KẾT CHƢƠNG 53 CHƢƠNG XÂY DỰNG ONTOLOGY VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG 54 3.1 MƠ TẢ BÀI TỐN 54 3.2 ĐẶC TẢ DỮ LIỆU 54 3.3 QUY TRÌNH XÂY DỰNG ONTOLOGY VÀ PHẦN MỀM 57 3.4 XÂY DỰNG ONOTLOGY VÀ PHẦN MỀM 58 3.4.1 Ontology động vật rừng 58 3.4.2 Phần mềm hỗ trợ khai thác tìm kiếm 65 3.5 KẾT CHƢƠNG 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CSDL Cơ sở liệu DAML DARPA Agent Markup Language DARPA Defense Advanced Research Projects Agency DTD Document Type Definition FOAF Friend Of A Friend HTML HyperText Markup Language HTTP Hypertext Transfer Protocol IE Information Extraction IR Information Retrieval IRI Internationalized Resource Identifier JSP JavaServer Pages NLP Natural Language Processing OIL Ontology Inference Layer QA Question Answering RDF Resource Description Framework RDFS Resource Description Framework Schema SGML Standard Generalized Markup Language SOAP Simple Object Access Protocol SQL Structured Query Language URI Uniform Resource Identifier URL Oxygen Uniform Resource Locator W3C World Wide Web Consortium WWW World Wide Web XML Extensible Markup Language XMLS Extensible Markup Language Schema DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 1.1 Phân bố thành phần loài động vật 35 1.2 Phân bố lớp động vật: thú, chim, bò sát 35 1.3 Cấu trúc thành phần lồi trùng phổ biến Sơn Trà 37 2.1 Một số thuật ngữ động vật 45 2.2 Thuật ngữ tập tính, sinh sản, thức ăn,… 46 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình 1.1 Liên kết ngữ nghĩa nguồn khác Semantic Web Trang 1.2 Kiến trúc Web ngữ nghĩa 11 1.3 Đồ thị RDF 19 1.4 Mô tả việc chia nhỏ giá trị thuộc tính 21 1.5 Sử dụng nút rỗng 22 2.1 Lớp phân cấp lớp động vật 47 2.2 Thể hiện/ thực thể động vật 48 2.3 Giao diện protégé 5.0 52 3.1 Tình trạng phân bố khu hệ động vật Sơn Trà 55 3.2 Sách Đỏ phần Động vật 56 3.3 Website vncreatures.net 57 3.4 Giao diện phần mềm hỗ trợ khai thác tìm kiếm ontology 58 3.5 Giao diện ontology động vật 59 3.6 Cây phân cấp lớp động vật 60 3.7 Cây phân cấp lớp Bộ phận thể, Môi trƣờng sống 61 3.8 Cây phân cấp lớp Phân bố, Thức ăn 61 3.9 Thông tin mô tả cho lớp 62 3.10 Thuộc tính chung lớp Ví dụ lớp Khỉ 62 Số hiệu Tên hình hình Trang 3.11 Mơ tả cho quan hệ lớp 62 3.12 Các thuộc tính ontology động vật 63 3.13 Thông tin mô tả loài khỉ vàng 64 3.14 Xây dựng ontology cho loài Khỉ vàng 64 3.15 Biểu diễn từ đồng nghĩa ontology 65 3.16 Trang chủ phần mềm 67 3.17 Chức thêm xóa thuộc tính cho thể 67 3.18 Chức thêm loài động vật 67 3.19 Chức thêm lớp (Class) 68 3.20 Chức lƣu nội dung chỉnh sửa 68 3.21 Ô nhập từ tìm kiếm 68 3.22 Gợi ý tìm kiếm 69 3.23 Kết tìm kiếm lồi Khỉ vàng 69 3.24 Kết tìm kiếm lồi Chà vá chân nâu 70 3.25 Tìm kiếm kết phân cấp 70 ... Thành phố đề đề án "Xây dựng Đà Nẵng - Thành phố môi trƣờng" [8] Vậy, với vấn đề nêu đề xuất xây dựng đề tài ? ?Xây dựng ontology phục vụ tìm kiếm ngữ nghĩa động vật rừng địa bàn thành phố Đà Nẵng? ??... thơng tin, liệu động vật rừng địa bàn thành phố Đà Nẵng tài liệu phƣơng pháp xây dựng ontology ứng dụng web ngữ nghĩa, đó: - Tài liệu thông tin, liệu động vật rừng địa bàn thành phố Đà Nẵng gồm: Báo... thuyết: Tìm hiểu lý thuyết: Web ngữ nghĩa, ontology, RDF Tìm kiếm, tổng hợp liệu động vật rừng địa bàn thành phố Đà Nẵng Nghiên cứu phƣơng pháp phần mềm xây dựng web ngữ nghĩa Nghiên cứu xây dựng ontology