专利名称：基于浏览器的本体3d可视化和编辑的系统及方法
技术领域：
本发明涉及本体领域、Silverlight技术和本体文件查询和编辑技术的集成技术 领域，特别是涉及一种基于浏览器的本体在线可视化编辑方法。
背景技术：
随着计算机网络技术和数据存储技术日新月异的发展，巨大数量的文档数字化已 经越来越难以满足用户在网络上和电子文档中快速有效的进行信息检索的需求，语义web 和个性化信息管理概念在这种环境下孕育而生。通过充分的利用语义文件来满足用户关于 信息检索的需求，将这样的语义本体有效的展现在用户面前，也促进了语义本体可视化的 发展。本体可视化工具的实现是一项极为复杂的工作，因为本体是一个多层次概念的集 合，每一个概念都会拥有数量不定的实例。在本体中富含了数量巨大的概念以及这些概念 之间的各种不同的关系，而且每一个概念还有各种复杂的属性。所以，建立一个可视化工 具，能够为用户展示清晰的本体结构，同时能让用户轻松地进行所见即所得的操作，是一个 极有挑战的工作。目前，很多国外的公司和研究机构已经开发出了一些本体可视化工具或者一些可 以应用于本体可视化的相应技术。在这些比较成功的案例中，最常见的是Prot6g6，这是 一个由斯坦福大学开发的本体编辑和知识获取软件。它对于类和层次的展示非常清晰，展 示出的画面不会出现标签重叠的现象，用户也不需要将鼠标点击想要看的类便可直接看 到其标签。但是这款工具的严重不足在于它仅仅能表示继承关系而不能表示角色关系。 OntoSphere提出了一个利用三种不同本体视角景观设计的节点一链接树型的三维可视化 工具，以便根据用户的需要提供整体结构的概况和每一个具体类或实例的细节。它可以处 理复杂本体文本，相对于一般的二维空间的可视化工具，三维可视化更加形象，这样也更有 助于对抽象概念的理解。但是这个工具并不能很好的展示多继承关系子树，并且对于数据 量非常大的子树的展示会非常混乱。Hyperbolic Tree是为网站设计的可视化工具，目前也 已被用作文件浏览器应用。它将树展示在三维球型空间中，这样做可以实现信息密度更大 的本体展示。由于这种工具采用了曲面视点的原因，可以很有效的在一个很小的屏幕区域 中显示一张很大的树形图。但这种工具最初展示的视图仅仅是球体的一部分，远离球心的 标签是不可见的。另外，有些时候显示的动画会让用户觉得多余。其他的如 IsaViz、GoSurfer、OntoSphere、Information Slices 等工具也已经在 广泛使用，虽然他们都有各自的优势，但也都有很明显的不足和局限性。这是由于本体语言 有很多种，而每一种的本体语言的特点和内容又有很大的区别，因此没有一种工具能很好 地兼容不同本体语言的，做到将不同本体的重点全部表现出来。同时，现有方法还有一个共同的不足之处就是他们没有充分利用网络来实现本体 的在线实时可视化及编辑。发明内容
本发明的目的在于提供一种浏基于览器的本体在线3D可视化和编辑的系统及方法。本发明解决其技术问题采用的技术方案如下
一种基于浏览器的本体3D可视化和编辑的系统，包括客户端和服务端；客户端是采用 Silverlight技术构建的aspx用户界面；服务端采用ASP . NET，包括了展示逻辑服务模块， 同时结合基于本体的查询语言SPARQL和本体更新语言SPARUL对本体进行查询和更新，通 过Web Service与数据平台进行交互；数据平台采用Openlink Virtuoso数据平台作为本 体文件的临时存储、访问和操作的平台。服务端采用B/S架构。利用上述系统对本体文件进行3D可视化编辑的方法，具体步骤如下
1)用户在客户端的浏览器页面中向服务器上传需要展示或编辑的RDF或OWL本体文
件；
2)服务端分析检查本体文件的正确性数据平台根据W3C的RDF和OWL推荐标准对 用户上传的RDF或OWL本体文件进行检查，检查不通过则提示错误；检查通过的本体文件运 用基于本体的查询语言SPARQL对本体进行查询；即通过数据平台及本体查询搜索得到本 体文件的上层信息；
3)采用Silverlight技术在浏览器中以3D树形结构展示出上层信息的数据结果集。4) 在展示结果中，通过可视化操作进行实时交互，包括文件结构的进一步查看， 文件结构的添加、更新、删除和查看结果保存。本发明的对本体文件进行3D可视化编辑的方法的步骤(3)中的3D树形结构展示 方式是主要以类结构层次的树形模型展示，同一层的类以3D旋转木马模型展示，并按照用 户可调的旋转速度旋转。本发明的对本体文件进行3D可视化编辑的方法，还包括步骤(5)对操作完成的 本体，用户可以重新保留下载。步骤(4)中，对已经可视化的部分进行展示操作，主要包括对本体结构的类的展开 合并展示、类细节展示、类相应的实例展示及实例与关系的展示。对可视化部分的再展示操 作主要是通过用户的操作将动作及数据传给服务器进行再查询，实现实时动态的本体内容 的可视化。并支持将目前已展示的部分进行存储及对存储部分的打开功能。步骤(4)中，对本体进行可视化编辑，主要包括对本体类及实例的添加、修改、删除 等功能。是通过对已可视化的本体结构进行一些简单的操作，将操作信息通过B/S架构传 给后端数据平台，依据W3C的RDF和OWL推荐标准修改本体文件，已修改的本体文件供后续 步骤使用。本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是
1、实时性本方法基于B/S架构，因此方法的实现的最大特点是实时性，本体可视化展 示及对本体文件的编辑修改都是实时完成的。2、在线性由于背景知识中很多本体可视化方法都是下载需要客户端配置本地文 件的特点，本方法的一个改进效果是运用B/S架构实现基于浏览器的在线本体的可视化及 编辑方法。3、易用性本方法对本体文件的展示和修改都基于简单的可视化操作，会普通计算机操作知识的用户都可以轻松的对本体文件进行可视化浏览及修改操作。4、形象性本方法对本体文件的可视化展示将抽象的本体结构形象化，以树形结 构展示本体类结构，并将实例和类分别以具体形象的3D图形呈现。5、通用性本方法支持RDF和OWL等多种本体文件格式。6、清晰性本方法所涉及的本体可视化呈现应用3D技术及树形结构，使呈现更为 形象且不混乱，比已经实现的可视化方法更为清晰。
7、跨浏览器本方法不受浏览器的限制，可以跨浏览器对本体进行在线可视化及 编辑的操作。
图1为本发明基于浏览器的本体3D可视化和编辑方法的架构示例图； 图2为本发明基于浏览器的本体3D可视化和编辑方法的流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的架构包括客户端和服务器端。客户端是采用Silverlight 技术构建的aspx用户界面，服务器端采用ASP . NET，包括了展示逻辑服务模块，同时结合 基于本体的查询语言SPARQL和本体更新语言SPARUL对本体进行查询和更新，通过Web Service与数据平台进行交互；数据平台采用Openlink Virtuoso数据平台作为本体文件 的临时存储、访问和操作的平台。下面结合附图2详细说明下基于浏览器的本体3D可视化和编辑的方法的总体流程。用户与服务器端的交互总体流程如图2所示，主要包括以下步骤
201、用户通过浏览器进入系统，即用户登录；
202、用户通过浏览器上传需要查看的本体文件，如RDF或OWL本体文件；
203、将本体文件上传到服务器端进行格式检查服务器端的后端平台根据W3C的RDF 和OWL推荐标准对用户上传的RDF或OWL本体文件进行检查，检查不通过则提示错误；
204、检查通过的格式正确的文本文件上载到OpenlinkVirtuoso数据平台，以备后续 操作；
205、U0penlinkVirtuoso数据平台中对本体文件进行查询；
206、将查询结果封装后，在客户端进行可视化展示；
207、本体结构的可视化展示采用Silverlight展示技术展示方式主要以类结构层次 的树形模型展示，同一层的类以3D旋转木马模型展示，并按照用户可调的旋转速度旋转， 可视化结构供后续使用；
208、在本体结构可视化的基础上进行可视化操作，包括文件结构的进一步查看，文件 结构的添加、更新、删除和查看结果保存等操作；
209、在可视化操作基础上进行本体再查询；
210、对本体进行更新本体的可视化操作，将操作信息传给服务器；
211、服务器通过修改处理对OpenlinkVirtuoso数据平台中的本体文件进行更新处
理；212、进行其他可视化服务操作，如可视化保存、本体下载等；
213-215、将Openlink Virtu oso数据平台中已修改保存的本体文件重新下载。
权利要求
1.一种基于浏览器的本体3D可视化和编辑的系统，其特征在于包括客户端和服务 端；客户端是采用Silverlight技术构建的aspx用户界面；服务端采用ASP . NET,包括 了展示逻辑服务模块，同时结合基于本体的查询语言SPARQL和本体更新语言SPARUL对 本体进行查询和更新，通过Web Service与数据平台进行交互；数据平台采用Openlink Virtuoso数据平台作为本体文件的临时存储、访问和操作的平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于浏览器的本体3D可视化和编辑的系统，其特征在 于服务端采用B/S架构。
3.利用权利要求1所述的系统对本体文件进行3D可视化编辑的方法，其特征在于，具 体步骤如下1)用户在客户端的浏览器页面中向服务器上传需要展示或编辑的RDF或OWL本体文件；2)服务端分析检查本体文件的正确性数据平台根据W3C的RDF和OWL推荐标准对用 户上传的RDF或OWL本体文件进行检查，检查不通过则提示错误；检查通过的本体文件运用 基于本体的查询语言SPARQL对本体进行查询；即通过数据平台及本体查询搜索得到本体 文件的上层信息；3)采用Silverlight技术在浏览器中以3D树形结构展示出上层信息的数据结果集；4)在展示结果中，通过可视化操作进行实时交互，包括文件结构的进一步查看，文件结 构的添加、更新、删除和查看结果保存。
4.如权利要求3所述的对本体文件进行3D可视化编辑的方法，其特征在于步骤3)中 的3D树形结构展示方式是主要以类结构层次的树形模型展示，同一层的类以3D旋转木马 模型展示，并按照用户可调的旋转速度旋转。
5.如权利要求3所述的对本体文件进行3D可视化编辑的方法，其特征在于还包括步 骤5)对操作完成的本体，用户可以重新保留下载。
全文摘要
本发明公开了一种基于浏览器的本体3D可视化和在线编辑系统及方法。它是基于3D树形展示和B/S架构的思想，通过用户在前台上传本体文件，由后端应用本体数据平台对本体文件进行分析处理，在前台采用Silverlight技术在浏览器中将本体文件的结构以3D树形式展示，并在浏览器中提供相应的对本体文件进行删除、加工、更新等动态3D操作的在线工具，极大的方便了用户对本体的结构可视化及可视化编辑。本发明能支持多用户通过浏览器随时随地的进行OWL、RDF本体文件的结构可视化、可视化结果保存和通过可视化操作对本体文件进行再加工。
文档编号G06F17/30GK102110166SQ20111004828
公开日2011年6月29日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者王超, 陈华均, 顾珮嵚 申请人:浙江大学