Xây dựng và khai thác ontology về các địa điểm du lịch đà nẵng

TR Đ I H C ĐÀ N NG NGăĐ IăH CăS ăPH M TR NăVĔNăS N XỂYăD NGăVÀ KHAI THÁC ONTOLOGY V ăCÁCăĐ AăĐI MăDUăL CHăĐĨăN NG LU NăVĔNăTH CăSƾăH ăTH NGăTHỌNGăTIN ĐƠăN ngă- Nĕmă2020 TR Đ I H C ĐÀ N NG NGăĐ IăH CăS ăPH M TR NăVĔNăS N XỂYăD NGăVÀ KHAI THÁC ONTOLOGY V ăCÁCăĐ AăĐI MăDUăL CHăĐĨăN NG Chuyên ngành: H ăTH NGăTHỌNGăTIN Mƣăs :ă848.01.04 LU NăVĔNăTH CăSƾăH ăTH NGăTHỌNGăTIN Ngư i hư ng dẫn khoa h c: PGS TS ăV ăTrungăH ng ĐƠăN ngă- Nĕmă2020 iii M CăL C L I CAM ĐOAN i TRANG THÔNG TIN ii M C L C iii DANH M C CÁC T VI T T T v DANH M C CÁC B NG vi DANH M C CÁC HÌNH vii M Đ U CH NGă1ăăT NG QUAN V ONTOLOGY VÀ SEMANTIC WEB 1.1 Tổng quan Ontology 1.1.1 Đ nh nghĩa Ontology 1.1.2 Vai trò c a Ontology 1.1.3 Các ng d ng c a Ontology 1.1.4 Các thành phần c a Ontology 1.1.5 Phương pháp xây dựng Ontology 1.1.6 Protégé - Công c xây dựng Ontology 1.1.7 Truy vấn Ontology v i SPARQL 10 1.2 Tổng quan Semantic Web 12 1.2.1 Gi i thiệu Semantic Web 12 1.2.2 Ki n trúc Semantic Web 15 1.2.3 Các ngôn ngữ Semantic Web 18 1.2.4 Thư viện Jena 22 CH NGă 2ă ă XỂY D NG ONTOLOGY V CÁCă Đ Aă ĐI M DU L CHă ĐĨă N NG 25 2.1 Tìm hiểu website thơng tin du l ch t i Đà N ng 25 2.1.1 Các Website hệ thống ph c v cho du l ch t i Đà N ng 25 2.1.2 Nh n xét 25 2.2 ụ tưởng hệ thống website tìm ki m đ a điểm du l ch t i Đà N ng26 2.3 Thi t k Ontology 26 CH NG PHÂN TÍCH, THI T K VÀ XÂY D NG H TH NG TÌM KI MăCÁCăĐ AăĐI M DU L CH T IăĐĨăN NG 44 3.1 Gi i thiệu ng d ng 44 3.2 Các yêu cầu ng d ng 45 3.2.1 Yêu cầu lưu trữ 45 iv 3.2.2 Yêu cầu giao diện 45 3.2.3 Yêu cầu ch c 45 3.3 Hư ng ti p c n gi i pháp 47 3.4 Phân tích ng d ng 47 3.4.1 Mơ hình Use-Case 47 3.4.2 Đặc t Use-Case 49 3.5 Biểu đồ c a hệ thống 52 3.5.1 Biểu đồ Login 52 3.5.2 Biểu đồ Logout 52 3.5.3 Biểu đồ Sửa thông tin 53 3.5.4 Biểu đồ Tìm ki m thơng tin 53 3.5.5 Biểu đồ Xem thông tin 54 3.5.6 Biểu đồ Duyệt thông tin 54 3.6 Một số Class c a hệ thống 55 3.6.1 LoginFilter() 55 3.6.2 AuthUtil() 55 3.6.3 ConnectDbUtil() 55 3.6.4 UtilOnt() 56 3.6.5 ConnectOntUtil() 56 3.6.6 DiaDiemDuLichOnt() 57 3.7 Chương trình thực nghiệm đánh giá 58 3.7.1 Một số hình c a ng d ng 58 3.7.2 Đánh giá chương trình thử nghiệm 64 K T LU N 65 TÀI LI U THAM KH O 67 v DANHăM CăCÁCăT ăVI TăT T CNTT Công nghệ thông tin CSDL Cơ sở liệu DTD Document Type Definition HTTP Hypertext Transfer Protocol HTML HyperText Markup Language IE Internet Explorer OWL The W3C Web Ontology Language RDF Resource Description Framework RDFS Resource Description Framework Schema API Application Programming Interface OKBC Open Knowledge Base Connectivity SGML Standard Generalized Markup Language GPL General Public License SOAP Simple Object Access Protocol SQL Structured Query Language URI Uniform Resource Identifier URL Uniform Resource Locator W3C World Wide Web Consortium WWW World Wide Web XML Extensible Markup Language vi DANHăM CăCÁCăB NG Số hiệu Tên b ng B ng 1.1 Ví d Semantic Web 13 B ng 1.2 Sự khác c a Semantic Web Web t i 14 B ng 1.3 Các l p b n c a RDF/RDFS 21 B ng 1.4 Các thuộc tính b n c a RDF/RDFS 22 B ng 3.1 Đặc t Login 49 B ng 3.2 Đặc t Logout 49 B ng 3.3 Đặc t c p nh t thông tin 50 B ng 3.4 Đặc t tìm ki m thơng tin 50 B ng 3.5 Đặc t xem thông tin 51 B ng 3.6 Đặc t duyệt thông tin 51 Trang vii DANHăM CăCÁCăHỊNH S ăhi u Tên hình Trang Hình 1.1 Giao diện c a cơng c Protégé Hình 1.2 Ki n trúc Semantic Web 15 Hình 2.1 Sơ đồ mơ t Class Quan_huyen_da_nang 28 Hình 2.2 Sơ đồ mơ t Class Dia_diem_du_lich 29 Hình 2.3 Sơ đồ mơ t Class Diem_tham_quan 30 Hình 2.4 Sơ đồ mơ t Class Le_hoi 31 Hình 2.5 Sơ đồ mơ t Class Cho 32 Hình 2.6 Sơ đồ mơ t Class Sieu_thi 33 Hình 2.7 Sơ đồ mơ t Class Khach_san 34 Hình 2.8 Sơ đồ mơ t Class Nha_nghi 35 Hình 2.9 Sơ đồ mơ t Class Nha_hang 36 Hình 2.10 Sơ đồ mơ t Class Quan_an 36 Hình 2.11 Sơ đồ mơ t Class Quan_cafe 37 Hình 2.12 Sơ đồ mơ t Class Quan_bar 37 Hình 2.13 Sơ đồ mơ t Class Dac_san 38 Hình 2.14 Sơ đồ mơ t tổng quát Ontology 39 Hình 2.15 Các thực thể l p Dia_diem_du_lich 39 Hình 2.16 Các thực thể l p Quan_huyen_da_nang 40 Hình 2.17 Các thực thể l p Khach_san 40 Hình 2.18 Các thực thể l p Nha_nghi 41 Hình 2.19 Các thực thể l p Le_hoi 41 Hình 2.20 Các thực thể l p Cho 42 Hình 2.21 Các thực thể l p Sieu_thi 42 Hình 2.22 Các thực thể l p Nha_hang 43 Hình 2.23 Các thực thể l p Diem_tham_quan 43 Hình 2.24 Các thực thể l p Dac_san 43 Hình 3.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống 44 Hình 3.2 Minh h a phân cấp duyệt thơng tin 46 Hình 3.3 Mơ hình Use-Case phân hệ ngư i dùng 48 63 k Màn ìn n ị kế ả ì kế “k ạn ần ầ r n ” Nh p c m t tìm ki m: ắkhách s n gần cầu rồng” vào ô tìm ki m nhấp nút Tìm ki m sau: Hình 3.20 Màn hình kết tìm kiếm theo từ kh a “khách sạn gần cầu rồng” M xác đ nh ả: V i t khóa ngư i dùng nh p vào k t h p chương trình java, ta dễ dàng nghĩa c a t khóa: tìm thể (individuals) thuộc l p Khach_san có liên k t ngữ nghĩa thuộc tính g n_khách_s nă(annotation property) c a thể thuộc l p Dia_diem_du_lich Câu truy vấn Sparql k t qu tr s sau: Hình 3.21 Màn hình kết truy vấn Sparql với từ kh a: “khách sạn gần cầu rồng” 64 K t qu có đư c t liên k t có nghĩa thể c a l p Dia_diem_du_lich l p Khach_san t i file ontology: Hình 3.22 Màn hình thể trường hợp liên kết ngữ nghĩa thực thể file ontology 3.7.2 Đánhăgiáăch ngătrìnhăthử nghi m Dựa Ontology xây dựng sử d ng ngôn ngữ truy vấn SPARQL để truy vấn liệu, Website cho phép ngư i dùng tìm ki m đ a điểm du l ch xác hữu ích Việc truy vấn khơng tìm theo liệu túy, mà dựa liệu có nghĩa, theo element đư c đ nh nghĩa RDF Theo đó, tơi xây dựng đư c Ontology Website tìm ki m đ a điểm du l ch t i Đà N ng để khai thác Ontology xây dựng Tuy nhiên, điều kiện th i gian khơng cho phép nên Ontology chưa th t đầy đ thơng tin du l ch cần thi t, tính c a Website h n ch chưa c p nh t đư c Ontology trực ti p t i Website 65 K TăLU N Qua trình nghiên c u, tìm hiểu thực đề tài, k t qu đề tài đ t đư c b n m c tiêu đề ăK tăqu ăđ tăđ căcủaălu năvĕn Về mặt l thuy t, nghiên c u nêu đư c nét đặc trưng, ưu th c a cách lưu trữ liệu có ngữ nghĩa RDF, ngơn ngữ t ng giữ vai trò quan tr ng ki n trúc web ngữ nghĩa; RDF Schema dùng để đ nh nghĩa l p thuộc tính; tìm hiểu Ontology khái niệm, thành phần, ngôn ngữ công c xây dựng ontology; tìm hiểu ngơn ngữ truy vấn RDF ngôn ngữ SPARQL, cách t o câu truy vấn liệu tài liệu RDF; n m đư c cách sử d ng thư viện Jena; mơ hình thi t k web MVC (Model ậ View ậ Controller) số công c khác Đối v i k t qu thực nghiệm, ng d ng minh h a hoàn tất đư c m c tiêu c a lu n văn đề n m vững kỹ thu t xây dựng ontology, lưu trữ khai thác liệu RDF cách sử d ng thư viện Jena ngơn ngữ JAVA; đóng góp thêm ontology thông tin du l ch Đà N ng ng d ng minh h a cho phép ngư i dùng tìm ki m đ a điểm du l ch, tiện ích xung quanh khách s n, nhà ngh , ăn, nhà hàng quanh đ a điểm du l ch hữu ích, đồng th i giúp ngư i dùng đ nh hư ng thông tin du l ch dễ dàng thông qua việc duyệt thông tin du l ch ăH năch Bên c nh thành công đ t đư c nghiên c u cịn h n ch ch c c a Website m c độ b n, liệu c a ng d ng ch có tính chất minh h a nên để đ t đư c k t qu mà công nghệ Semantic Web mang l i cần tổ ch c liệu phong phú Cần ph i sâu vào thu t toán để xây dựng ng d ng thành máy tìm ki m thơng minh Về mặt l thuy t, lu n văn ph i nghiên c u sâu Semantic Web, đặc biệt số tầng ki n trúc c a nó(như tầng Logic Proof), nghiên c u lu t, gi i thu t, trích l c liệu t web t i, mở rộng ng d ng thông qua việc 66 xử l ngôn ngữ tự nhiên để đưa tính ngữ nghĩa (semantic) vào ng d ng c a ăH ngăphátătri n Trong tương lai lu n văn ti p t c phát triển để ng d ng đư c vào thực tiễn Để đ t đư c m c đích này, cần xây dựng Ontology đầy đ hơn, mở rộng ph m vi c a Ontology quy mô tồn Việt Nam xây dựng Website tìm ki m đ a điểm du l ch v i đầy đ ch c hơn, ti n hành triển khai ng d ng thực t Internet Trên toàn nghiên c u Ontology ng d ng Semantic Web để xây dựng hệ thống tìm ki m đ a điểm du l ch t i Đà N ng 67 TÀI LI U THAM KH O Ti ng Vi t [1 Hoàng Hữu H nh, Web Ngữ Nghĩa – Những thách th c hướng tiếp cận mới, T P CH KHOA H C, Đ i h c Hu , Số 48, 2008 Ph m Hoàng Linh (2013), ng dụng semantic web xây dựng hệ thống tìm kiếm văn ngành giáo dục, Lu n văn th c sĩ kỹ thu t, trư ng Đ i h c Đà N ng Trần Xuân Trư ng (2016), Xây dựng Ontology phục vụ tìm kiếm ngữ nghĩa động vật rừng địa bàn thành phố Đà Nẵng, Lu n văn th c sĩ ngành Hệ thống thông tin, trư ng Đ i h c Đà N ng Ti ng Anh [4] G Antoniou and F Van Harmelen, A Semantic Web Primer, MIT Press, 2004 [5] Natalya F Noy and Deborah L McGuinness, Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology, Stanford University, Stanford, CA, 94305 ... tin địa điểm du lịch Đà Nẵng - Ph c v đối tư ng: người c nhu cầu du lịch Đà Nẵng, tìm kiếm thơng tin địa điểm du lịch hay nhà hàng, khách sạn, lễ hội… liên quan Ph m vi c a Ontology: địa điểm du. .. du lịch Đà Nẵng - B că2: Xem xét việc k th a Ontology có s n Đối với Ontology địa điểm du lịch Đà Nẵng không c thừa kế từ Ontology c sẵn B că3: Liệt kê thu t ngữ quan tr ng Ontology Địa điểm du. .. NGă2ă XÂY D NG? ?ONTOLOGY V ăCÁCăĐ AăĐI M? ?DU? ?L CHăĐĨăN NG Chương đưa nhận xỨt ưu điểm khuyết điểm c a hệ thống phục vụ cho ngành du lịch Đà Nẵng Từ đ , đề xuất ý tưởng tiến hành xây dựng Ontology địa