[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

说明书

技术领域

本发明涉及船舶装备维修保障信息异构数据库的数据集成技术领域，具体涉及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。

技术背景

随着信息技术的迅速发展，有关船舶装备维修保障的信息系统越来越多，不同组织、部门由于业务与功能需求的不同，各自都开发了相应的信息管理系统，这些系统之间数据环境各异，数据描述千差万别，形成了一个个的“数据孤岛”。“数据孤岛”造成了信息系统之间存在着大量的冗余数据、垃圾数据，无法保证数据的一致性，信息的利用率低。开发新的集成领域内所有信息的管理系统耗时耗力，因此，如何有效地重用这些信息，实现数据的共享与互操作，为维修保障人员提供更有效的决策支持，是当前信息化建设的一个迫切课题。

数据集成一直以来都是计算机领域、尤其是数据库领域的研究重点和难点。数据集成是指将互相关联的分布式异构数据源集成在一起，使用户能以透明的方式对这些数据源进行统一访问。传统的数据集成方式包括：多数据库系统、联邦数据库系统、数据仓库、基于包装器和协调器的数据集成、基于agent的数据集成、基于web服务的数据集成、P2P数据集成以及数据空间等。在以上代表性的研究工作中，注重的都是数据结构的集成，几乎没有涉及到语义的集成。

语义Web提供了一个通用框架，使得数据的共享和重用可以跨越应用系统、企业和社区的边界。本体是语义Web的核心基础元素，它作为一种领域知识概念化和模型化的方法，可以用来描述计算机处理数据的语义信息，被认为是解决语义异构的关键途径。近年来，有关本体的表示(RDFS/OWL)、查询语言(SPARQL)等各种技术日趋成熟，特别是链接开放数据项目(linked open data)的大力推动，标志着以本体为核心的语义Web基础技术已经奠定。

目前，船舶维修保障信息绝大部分仍以关系数据库的方式进行存储，利用本体对这些数据进行语义集成，首先就必须发现关系数据库模式与本体之间的映射关系，然后才能实施查询处理或数据转换，最终实现语义数据集成。因此，建立船舶装备维修保障信息关系数据库模式与本体之间的映射关系，是建立基于本体的语义数据集成系统的关键。

但是，关系数据库模式和本体这两种不同的模型在建模思想、应用场景上有着很大的差别，关系数据库模式是对具体数据的抽象描述，针对特定的应用程序而设计，规模较小，语义表达能力较弱，由程序的开发者独立创建；而本体则试图建立领域内的共享概念模型，独立于具体应用，规模较大，语义表达能力较强，由领域专家共同创建。因此，关系数据库模式与本体之间映射比一般的同种异构模型映射(例如模式匹配、本体映射)显得更加困难。

目前，船舶装备维修保障信息关系数据库模式与本体之间的映射研究大部分仍采用人工定义的方式，部分项目的研究中还开发了相应的图形用户界面，支持交互式的关系数据库模式与本体间映射的构建，例如DartGrid、MapOnto等。人工构建映射的方式耗时耗力且容易出错，因此，也有部分工作针对自动化映射建立展开了研究，例如申请号为201410314898.X的中国发明发明“一种本体与关系数据库模式之间的映射方法”。该专利记载的完全自动化的方法不一定有效，并且当关系数据库模式与本体规模增大时，基于结构相似度传播的方法时间复杂度过高，无法接受。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供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，该方法能够有效地集成现有的船舶装备维修保障信息，便于维修保障人员提高船舶装备维修保障效率。

为实现此目的，本发明所设计的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；