[發(fā)明專利]一種基于本體模型的終端用戶數(shù)據(jù)訪問方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810457363.6
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108959358B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 王亞沙;趙俊峰;王江濤;夏丁;崔達
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學
• 主分類號: G06F16/25
• 分類號: G06F16/25;G06F16/242;G06F16/26;G06F9/451
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 邱曉鋒

1.一種基于本體模型的終端用戶數(shù)據(jù)訪問方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據(jù)查詢元模型和基于所述查詢元模型的本體推理規(guī)則，對用戶要查詢的本體模型進行預處理，推理出其中的“向內(nèi)共享”關(guān)系和“向外共享”關(guān)系；

所述查詢元模型與查詢行為相關(guān)、與特定領(lǐng)域無關(guān)，采用OWL本體語言進行表達，包括“查詢屬性”、“查詢對象”和“查詢指標”，其中“查詢屬性”用于描述用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù)庫表項，“查詢屬性”所屬的數(shù)據(jù)庫表則抽象為“查詢對象”，“查詢屬性”與“查詢對象”之間除了物理的“從屬”關(guān)聯(lián)，也有通過本體推理規(guī)則表達的邏輯上的“向內(nèi)共享”關(guān)系；對于可聚合的一類“查詢屬性”，使用“查詢指標”概念對其統(tǒng)計值進行表達，“查詢指標”與“查詢對象”之間有通過本體推理規(guī)則表達的邏輯上的“向外共享”關(guān)系；

所述本體推理規(guī)則運行在所述查詢元模型之上，用于表達“向外共享”和“向內(nèi)共享”所描述的并不直接存在于原始本體模型中的導出關(guān)系；

2)將用戶輸入轉(zhuǎn)換為本體查詢SPARQL語句；

3)根據(jù)所述本體查詢SPARQL語句生成SQL語句，通過對所述本體模型進行SQL查詢實現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問和查詢。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將用戶輸入轉(zhuǎn)換為本體查詢SPARQL語句，包括以下步驟：

a)確定查詢所涉及的所有“查詢對象”以及它們之間的“外鍵關(guān)聯(lián)”關(guān)系；

b)利用所述“外鍵關(guān)聯(lián)”關(guān)系，生成本體查詢語句中最核心的圖模式部分；

c)遍歷用戶輸入中的“查詢指標”、“輸出屬性”和“分組屬性”來生成SPARQL語句中的其余部分，最后將SPARQL各部分組裝為整體字符串返回。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟a)采用本體路徑搜索子算法，以用戶輸入user_input和本體模型對象ont_mgr為輸入，輸出為查詢所涉及的所有“查詢對象”之間的“外鍵關(guān)聯(lián)”關(guān)系的列表；所述本體路徑搜索子算法包括：從“查詢對象”有向圖中提取所有入度為0的“查詢對象”組成起始對象集合，接下來遍歷起始對象集合，對每個“查詢對象”都以之為起點開始以廣度優(yōu)先搜索順序遍歷“查詢對象”有向圖，對于遍歷過程中所訪問到的任意“查詢對象”，檢查其是否與用戶輸入中任意“查詢屬性”具有“從屬”關(guān)系，若有則將該次遍歷的“外鍵關(guān)聯(lián)”關(guān)系加入結(jié)果列表。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟b)采用圖模式構(gòu)造子算法，以用戶輸入user_input、本體模型對象ont_mgr和“外鍵關(guān)聯(lián)”關(guān)系列表path_list為輸入，輸出為本體查詢的圖模式部分WHERE，并將圖模式中使用的變量id寫回用戶輸入user_input的輸出屬性和分組屬性中，用于構(gòu)造SPARQL語句中的其他部分。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用用戶可視化交互界面，所述界面中包含查詢指標樹、查詢對象圖、查詢屬性表、查詢元素表4個子窗口，其中查詢指標樹窗口負責展示“查詢指標”；查詢對象圖窗口負責以圖形式展示“查詢對象”；查詢屬性表窗口負責展示與用戶所點選的“查詢對象”相關(guān)的“查詢屬性”；查詢元素表窗口負責記錄用戶所選擇的元素，對于用戶所選的“查詢指標”能夠點擊選擇指標的聚合方式。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述用戶可視化交互界面界面中，用戶通過選擇查詢指標和查詢對象進行配合實現(xiàn)屬性的聚合，選擇查詢屬性實現(xiàn)屬性的輸出、篩選和分組，并最終完成用戶輸入。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述用戶輸入整合為五元組(mname,ind,gprop,oprop,fcond)，其中mname為所查詢的模型名稱，ind為用戶所選指標集合，gprop為用戶所選分組屬性集合，oprop為用戶所選輸出屬性集合，fcond為用戶所選篩選條件集合。

8.一種基于本體模型的終端用戶數(shù)據(jù)訪問系統(tǒng)，其特征在于，包括：

本體模型預處理模塊，負責根據(jù)查詢元模型和基于所述查詢元模型的本體推理規(guī)則，對用戶要查詢的本體模型進行預處理，推理出其中的“向內(nèi)共享”關(guān)系和“向外共享”關(guān)系；

本體查詢SPARQL語句構(gòu)造模塊，負責將用戶輸入轉(zhuǎn)換為本體查詢SPARQL語句；

查詢模塊，負責根據(jù)所述本體查詢SPARQL語句生成SQL語句，通過對所述本體模型進行SQL查詢實現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問和查詢；

所述查詢元模型與查詢行為相關(guān)、與特定領(lǐng)域無關(guān)，采用OWL本體語言進行表達，包括“查詢屬性”、“查詢對象”和“查詢指標”，其中“查詢屬性”用于描述用戶所關(guān)心的數(shù)據(jù)庫表項，“查詢屬性”所屬的數(shù)據(jù)庫表則抽象為“查詢對象”，“查詢屬性”與“查詢對象”之間除了物理的“從屬”關(guān)聯(lián)，也有通過本體推理規(guī)則表達的邏輯上的“向內(nèi)共享”關(guān)系；對于可聚合的一類“查詢屬性”，使用“查詢指標”概念對其統(tǒng)計值進行表達，“查詢指標”與“查詢對象”之間有通過本體推理規(guī)則表達的邏輯上的“向外共享”關(guān)系；

所述本體推理規(guī)則運行在所述查詢元模型之上，用于表達“向外共享”和“向內(nèi)共享”所描述的并不直接存在于原始本體模型中的導出關(guān)系。