一种整合多学科理论的知识组织元模型构建方法

：本发明涉及属于大数据技术中的知识组织及知识建模领域，具体涉及的是一种整合多学科理论的知识组织元模型构建方法。

背景技术

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背景技术：

1、我国知识组织领域的著名专家王知津教授与赵呈领教授分别在文献《知识组织理论与方法》及《知识组织技术与方法的研究及其应用》中对知识组织的理论、技术及方法进行了研究和阐述。其中，根据理论体系将知识组织定义为：按照知识的内在逻辑关系，对知识的本质进行揭示，进而实现知识关联的过程和方法，其目的就是便于知识的传播、共享和利用。而知识组织技术则包括主题图、元数据、概念图、关系模型、语义网及本体等。可见，计算机领域中的关系模型、本体模型等逻辑数据(知识)模型都属于知识组织的研究范畴，这些知识组织技术的底层支撑理论就是知识组织理论，但它们更加强调技术层面的实现，这些技术为语义知识的组织、表示及互操作提供了强有力的技术支撑。

2、尤其是随着人工智能在各个领域的应用，以及符号主义学派和连接主义学派的日益融合，极大地推动了“知识”在ai领域应用的广度与深度。随着w3c提出语义web，并发布了系列标准，为语义知识的组织和表达奠定了强有力的基础。特别是随着google在2012年提出了知识图谱这一概念后，知识图谱在各个领域都得到快速而广泛的应用。同前面所提到的知识组织技术一样，从理论上讲，知识图谱只是在对知识进行科学的组织以后，用于将知识表示出来的技术和工具。因此，领域知识的科学组织与建模才是知识图谱构建的本质，或者说是它背后的底层逻辑。那么，该采用什么样的方法来对知识进行科学的组织及知识模型的构建呢？

3、当前，我国和国际上对于知识建模问题的研究均取得了一定的成果，如申请公开号为cn107590319a的中国发明专利申请公开了一种用于机械产品方案辅助设计的知识建模方法和系统，主要用于机械工程领域。该发明能够降低知识建模难度，并提供了一种符合工程师思维习惯的知识建模方法，能够降低知识建模的难度。授权公告号为cn111223004a的中国发明专利公开了一种面向业务应用的继电保护知识建模方法及平台，利用业务应用需求采用知识图谱和图数据库对建模知识进行信息管理。这些成果主要还是以解决领域内的实际问题为出发点，面向具体的业务应用来构建知识模型。因此这些知识建模方法/成果具有一定的适用领域和背景条件，推广性和普适性较差。

4、目前，国际上提出了几种具有代表意义及普适性的知识模型构建方法，并得到了广泛的应用，如骨架法、七步法等，为领域研究人员在知识模型构建中提供了便利和指导。但这些主要是用于人工智能领域中的本体及知识图谱模型的构建，并不适用于其他数据(知识)模型的构建。同时，这几类方法都是在领域知识体系已经明确的情况下，从流程上来指导人员进行构建，并没有从理论层面上对模型构建的基本原理及本质进行揭示，例如：如何构建、为什么这样构建、知识建模的本质是什么以及如何保证不同研究人员构建的知识模型之间实现互操作等问题均未得到有效解决。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的是一种整合多学科理论的知识组织元模型构建方法，这种整合多学科理论的知识组织元模型构建方法用于构建知识组织的元模型，解决知识组织系统的互操作性。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种整合多学科理论的知识组织元模型构建方法中知识组织元模型由六元素组成：komm＝(c,np,rp,epd,ced，cd)，其中；c代表概念，dp代表性质属性，op代表关系属性；epd代表概念本质属性的确定；ced代表概念的外延划分；cd代表约束意义的定义，每个元素都代表一个步骤，最终形成知识组织元模型komm，将分散的要素实现知识的整合；知识组织元模型构建方法包括以下步骤：

3、步骤一、将现实世界中的事物映射为概念世界中的概念；

4、将现实世界中的事物映射为人类大脑中的概念，并为这个概念所承载的意义赋予一个符号，该符号既有表示意义的功能，同时也兼具指称概念的作用；

5、步骤二、将现实世界中事物的性质特征映射为概念世界中概念的性质属性；

6、事物的性质特征揭示事物自身所拥有的特征，在概念世界中对它们进行明确的定义，通过对概念性质属性的定义来揭示该事物自身所拥有特征的意义，并为该性质属性赋予一个语言符号来指称这个意义；

7、步骤三、将现实世界中事物的关系特征映射为概念世界中概念的关系属性；

8、事物的关系特征揭示一类事物与另一类事物间的关系的意义，事物关系特征的认知映射到概念世界中进行明确的定义，并采用符号对它们进行表示，形成概念系统，概念系统包含纵向上的层级关系和横向上的关联关系，通过概念实现对现实世界中事物意义的揭示以及符号表示；

9、步骤四、概念本质属性的确定过程；

10、概念的本质属性决定概念的定义和外延，通过关系属性与性质属性联合在一起完成对一类事物的标识，实现概念间相互区别；

11、步骤五、概念的外延划分过程；

12、概念的外延划分是在概念本质属性的基础之上，遵循mece原则，再增加一个或若干个属性完成对概念外延的限定，将大概念划分为若干小概念的过程，根据实际需求进行不同粒度的划分；通过外延的划分将知识中的层级关系语义反映出来，定义知识组织系统中纵向层级关系，通过关联关系构建知识组织系统横向关系，层级关系和关联关系结合在一起共同构成知识组织系统中复杂多维的关系网络；

13、步骤六、约束意义的定义；

14、通过概念的约束实现知识组织系统及构成要素的语义精准；概念约束包括三类：一类是定义在概念系统中的约束；另一类是定义在知识组织系统中对节点的约束，是对性质属性概念及取值约束、对象类概念约束；最后一类是对于关系的约束；

15、步骤七、基于系统论对分散的概念进行组织进而实现知识的整合；

16、将概念的关系属性作为中心，将主题领域内的所有概念进行连接与整合，建构出一个概念网络，形成知识组织系统，完成知识组织元模型的构建；

17、步骤八、知识组织元模型向计算机世界的映射；将知识组织元模型中要素的意义转换到计算机世界中，实现现实世界中事物的意义在计算机世界中语义的标准化组织，构建概念模型，生成可供计算机处理与理解的本体，完成计算机中知识模型的构建。

18、有益效果：

19、1、本发明本发明基于系统论、逻辑学等基础理论及国际标准构建出知识组织元模型，该模型是知识组织技术的底层概念模型，具有科学性和普适性，为领域知识组织模型的构建提供了方法论的支撑。

20、2、本发明以iso704及iso1087国际标准为指导，确保所构建的知识组织元模型的科学性、语义丰富性，使领域内不同研究人员按照此元模型构建出的领域知识模型具有良好的共享与互操作性。

21、3、本发明是基于基础理论及国际标准所提出，具有科学性和普适性，因此本发明可为领域内的知识组织、管理、共享和搜索服务等建立坚实基础。

22、4、本发明从基础理论层面出发，开展对知识组织相关理论的研究，包括系统论、符号学理论、逻辑学理论、语义学理论等，在对这些理论研究的基础上提出并构建具有普适性的知识组织元模型，最终，为领域知识模型的构建提供方法论的支撑。

23、5、本发明通过整合多学科基础理论，提出知识组织元模型，即在对理论研究的基础上提出具有普适性的、可用于指导领域知识组织模型构建的底层模型及方法流程。其中系统论用于解决知识网络系统的结构问题，即解决知识组织元模型由哪些要素构成的问题；逻辑学理论解决的是知识组织中的语义问题；符号学理论解决的是知识组织中的知识表示问题，即通过对国际标准词汇表的研究来解决符号表示的标准化问题。