[发明专利]船舶装备维修保障信息关系数据库模式与本体间映射方法

权利要求书

1.一种船舶装备维修保障信息关系数据库模式与本体间映射方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：对船舶装备维修保障信息本体的元素和船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素进行分类，将上述船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素中的关系R分为实体类型关系ER和关系类型关系RR，将船舶装备维修保障信息关系数据库模式中的属性A按数据库逆向工程方式分为外键属性FKA和非外键属性NFKA，将船舶装备维修保障信息本体的元素按船舶装备维修保障信息本体自带的说明规范，分为船舶装备维修保障信息本体元素的类C和属性P，将属性P进一步分为船舶装备维修保障信息本体元素的对象属性P_o和船舶装备维修保障信息本体元素的数据类型属性P_d，建立船舶装备维修保障信息关系数据库模式和船舶装备维修保障信息本体之间的如下映射类型：

实体类型关系ER至船舶装备维修保障信息本体元素的类C的映射类型；

关系类型关系RR至船舶装备维修保障信息本体元素的对象属性P_o的映射类型；

外键属性FKA至船舶装备维修保障信息本体元素的对象属性P_o的映射类型；

非外键属性NFKA至船舶装备维修保障信息本体元素的对象属性P_o与船舶装备维修保障信息本体元素的数据类型属性P_d并集的映射类型；

步骤2：根据如下步骤201～步骤203得到待处理船舶装备维修保障信息关系数据库模式与待处理船舶装备维修保障信息本体之间的映射关系：

步骤201：将待处理船舶装备维修保障信息本体的元素的命名方式统一为英文描述，然后判断船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素的命名方式为以下两种命名方式的哪一种：

第一种船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素的命名方式为：使用英文单词或缩写进行描述；

第二种船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素的命名方式为：直接使用中文进行描述；

步骤202：对于第二种命名方式，首先将对应的船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素转换成英文描述，此时即将第二种命名方式转换成了第一种命名方式，然后为待处理船舶装备维修保障信息本体的每个元素和待处理船舶装备维修保障信息关系数据库模式的每个元素分别构建对应的虚拟文档，每个虚拟文档包括上述待处理船舶装备维修保障信息本体的每个元素或船舶装备维修保障信息关系数据库模式的每个元素对应的英文描述，还包括与上述每个元素结构上相邻的元素对应的英文描述，根据步骤1的分类方式为不同类型船舶装备维修保障信息本体的元素和船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素构建不同的虚拟文档；

为待处理船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素中的关系，根据以下方式构建虚拟文档：

对于待处理船舶装备维修保障信息关系数据库模式中的关系R，若为实体类型关系ER，则该关系R的虚拟文档只包括自身的英文描述；若为关系类型关系RR，则该关系R的虚拟文档不仅包括其自身的英文描述，还包括关系类型关系RR所引用关系的英文描述；

用vdoc()函数表示虚拟文档，用desc()函数表示待处理船舶装备维修保障信息本体的每个元素或船舶装备维修保障信息关系数据库模式的每个元素的英文描述，具体形式化如下：

vdoc(R)=desc(R)R∈ERdesc(R)+desc(rel(AR′))R∈RR,AR′∈ref(AR),AR∈pk(R)---(1)]]>

其中，A_R∈pk(R)表示A_R属于关系R的主键，A_R′∈ref(A_R)表示关系R的主键引用的属性，rel(A_R′)表示属性A_R′所属的关系，desc(rel(A_R′))表示属性A_R′所属的关系的英文描述，vdoc(R)表示关系R的虚拟文档，desc(R)表示关系R的英文描述；

对于待处理船舶装备维修保障信息关系数据库模式中的属性A，则其虚拟文档除了自身的英文描述外，还包括该属性A所属的关系的英文描述，如果它是外键属性FKA，则还需进一步考虑该属性A引用的属性所属关系的描述；如果该属性A是非外键属性NFKA，则需补充其数据类型，具体如下：

vdoc(A)=desc(A)+desc(rel(A))+desc(rel(A′))A′∈ref(A),A∈FKAdesc(A)+desc(rel(A))+desc(type(A))A∈NFKA---(2)]]>

其中，type(A)表示属性A的数据类型，desc(type(A))表示属性A数据类型的英文描述，desc(rel(A))表示属性A所属的关系的英文描述，desc(A)表示属性A的英文描述，desc(rel(A′))表示属性A′所属关系的英文描述；

对于船舶装备维修保障信息本体元素的类C，它的虚拟文档就是其自身的英文描述，即：

vdoc(C)＝desc(C) (3)

对于待处理船舶装备维修保障信息本体中的属性P，则其虚拟文档除了自身的自然语言描述外，还包括它的定义域d(P)和值域r(P)的自然语言描述，对于船舶装备维修保障信息本体元素的数据类型属性P_d，其值域为数据类型，具体如下：

vdoc(P)＝desc(P)+desc(d(P))+desc(r(P)) (4)

其中，待处理船舶装备维修保障信息本体中的属性P＝船舶装备维修保障信息本体元素的数据类型属性P_d+船舶装备维修保障信息本体元素的对象属性P_o，vdoc(P)表示待处理船舶装备维修保障信息本体中属性P的虚拟文档，desc(P)表示待处理船舶装备维修保障信息本体中属性P的英文描述，desc(d(P))表示定义域d(P)的英文描述，desc(r(P))表示值域r(P)的英文描述；

这样，就为每个船舶装备维修保障信息关系数据库模式和本体的元素构建了虚拟文档，每个虚拟文档都看成向量空间模型中的一个向量，对于每个虚拟文档，其中任一单词i的权重用如下TF-IDF算法进行计算：

tfi=niΣknk---(5)]]>

idfi=logNn+1---(6)]]>

w_i＝tf_i·idf_i(7)

其中tf_i为单词i的词频，n_i为单词i在该虚拟文档内出现的次数，为该虚拟文档的总词数；idf_i为逆文档频率，N为虚拟文档总数，n为含有单词i的虚拟文档数，w_i表示单词i的权重，这样虚拟文档就转换成带权值的单词集合即向量，对于任意两个带权值的单词集合，即向量e_i和e_j之间的相似度sim(e_i,e_j)用如下余弦相似度公式来衡量：

sim(ei,ej)=Σk=1DwikwjkΣk=1Dwik2Σk=1Dwjk2---(8)]]>

其中，w_ik表示向量e_i中单词k的权值，w_jk表示向量e_j中单词k的权值，D为向量的维度，即所有单词的总数；

步骤203：按照步骤1建立的映射类型，和步骤201、步骤202中的方法，计算船舶装备维修保障信息关系数据库模式中元素e_s与本体中元素e_t之间的相似度sim(e_s,e_t)，即船舶装备维修保障信息关系数据库模式的元素对应的向量之间的相似度，得到所有满足映射类型要求的元素间相似度后，按照相似度从大到小排序，设定阈值θ(θ∈(0,1))，过滤掉所有相似度小于θ的元素对，对于相似度大于或等于θ的元素对，建立这两个元素之间的映射关系，即得到船舶装备维修保障信息关系数据库模式与本体间的映射。