本文選題：科技知識對象 + 語義網(wǎng)��； 參考：《吉林大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)嚴(yán)重影響著搜索引擎的搜索效率，同時(shí)也使讀者淹沒在浩瀚無邊的信息海洋中。在科技領(lǐng)域，閱讀文獻(xiàn)、撰寫論文、發(fā)表成果，是研究人員職業(yè)生涯的重要組成部分。因此，如何應(yīng)對當(dāng)今科技文獻(xiàn)的指數(shù)級增長，如何提高科技知識的搜索效率和閱讀效率，如何為用戶提供更為高效的檢索、發(fā)布、共享平臺，與科學(xué)界發(fā)展息息相關(guān)。 網(wǎng)絡(luò)出版可以追溯到上世紀(jì)90年代初期，盡管在這20年中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，包括搜索引擎的出現(xiàn)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)（Web2.0）的普及、語義網(wǎng)技術(shù)的成長，科技出版并沒有因此發(fā)生實(shí)質(zhì)性的變革。大部分人仍舊停留在簡單的網(wǎng)絡(luò)下載論文，本機(jī)閱讀；用Word或LaTex撰寫論文，然后email或上傳方式發(fā)送給編輯和出版商審閱出版的時(shí)代。傳統(tǒng)的科技出版模式和科技出版物本身，已經(jīng)無法適應(yīng)日益發(fā)展的Web2.0和大數(shù)據(jù)環(huán)境。匱乏語義信息、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、單一閱讀模式，都極大制約著讀者對于科技知識理解、傳播、重用的效率和效果。 本文通過對當(dāng)前科技出版技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入調(diào)查，結(jié)合各種元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)模式理論、Rhetorical Structure理論以及語義技術(shù)，提出了一組用于管理科技知識對象的表示模型、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、語義結(jié)構(gòu)和標(biāo)注語言，進(jìn)而對科技知識對象的語義模式進(jìn)行了深入研究。本文的主要貢獻(xiàn)包括： 1．綜述了元數(shù)據(jù)理論、論文表示模型、網(wǎng)絡(luò)科技出版的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。 綜述了Dublin Core元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在科技出版和數(shù)字圖書館領(lǐng)域的應(yīng)用情況；分析了Harmsze模型、ABCDE模型、SALT模型等最具影響力的科技論文表示模型；調(diào)研了Article of the Future等網(wǎng)絡(luò)出版模式；介紹了Liquid Publication等項(xiàng)目的研究成果及進(jìn)展情況。 2.綜述了一個(gè)科技知識對象模型-SKO Model。 SKO Model是SKO理論體系的基礎(chǔ)，是對普遍存在的各類科技知識的形式化定義。它由四個(gè)層次組成，即物理層、語義層、序列層和表現(xiàn)層。物理層用于表示科技知識對象的實(shí)際內(nèi)容，也就是它所包含的實(shí)際物理數(shù)據(jù)；語義層用于表示科技知識對象的語義信息，也就是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)——元數(shù)據(jù)，用于描述數(shù)據(jù)整體或部分的屬性；序列層用于描述科技知識對象的組成結(jié)構(gòu)，事實(shí)上任何一個(gè)SKO都是由若干個(gè)SKO Node所組成，那么序列層則用于描述這些SKO Node的組成方式；表現(xiàn)層則用于描述科技知識對象的可視化部分，比如SKO的文件類型，即PDF、PPT、WORD等。SKO模型為本文定義的SKO Types、SKO Patterns和SKO TeX奠定了基礎(chǔ)。 3．定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)化知識表示的元數(shù)據(jù)方案——SKO Types。 SKO Types既提出了SKO的分類層次，又定義了SKO以及相關(guān)實(shí)體類型的元數(shù)據(jù)方案。在SKO Model的四層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，本文根據(jù)SKO的組合方式將SKO分為三種類型，即SKO、SKO Set和SKO Node。如果把SKO比作分子，SKO Node就是組成這些分子的原子，SKO Set則是由這些分子組成的化合物。SKO Types一共定義了六大類屬性，具體包括general、lifecycle、relational、technical、rights和meta-metadata。SKO Types兼容目前廣為應(yīng)用的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，如Dublin Core等。同時(shí)，SKO Types也提供相關(guān)的映射方法，便于用戶導(dǎo)入其它元數(shù)據(jù)模式或領(lǐng)域本體協(xié)同工作。 4．提出了一種基于科學(xué)方法和邏輯推理的科技知識對象語義表示模型——SKOPatterns。 SKO Patterns在SKO Types的基礎(chǔ)上，提出了基于語義的SKO結(jié)構(gòu)化知識表示模式。廣義上講，SKO Patterns是對于科學(xué)方法(Scientific Method)的形式化描述，，包括科學(xué)方法中的一般過程。狹義上講，SKO Patterns提出了基于語義的科技論文結(jié)構(gòu)化知識表示方法，即任何一篇科技論文從語義的角度都包括下列結(jié)構(gòu)化模塊：“State ofthe Art”、“Problem Statement”、“Methods”、“Material”、“Results”、“Evaluation”和“Discussion”。同時(shí)，我們根據(jù)科學(xué)方法的基礎(chǔ)——邏輯推理，定義了SKO的三種序列模式，即演繹、歸納和溯因。其中演繹是從前提條件通過規(guī)則得出結(jié)論的過程；歸納是從前提條件和結(jié)論總結(jié)規(guī)則的過程；溯因是從規(guī)則和結(jié)論分析可能的前提條件的過程。SKO Patterns提出了科技知識對象粗粒度的語義表示和三種基本的語義序列結(jié)構(gòu)，它主要作用于SKO模型的第二層語義層及第三層序列層。 5．設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)科技知識對象的語義標(biāo)注語言及工具——SKO TeX。 SKO TeX是一個(gè)基于LaTeX和XML語法的語義標(biāo)注語言及工具，可用于科技知識對象整個(gè)生命周期的管理，包括SKO的創(chuàng)建、發(fā)布、標(biāo)注和重用等。SKO TeX包括若干個(gè)宏文件包和一個(gè)處理器，用于實(shí)現(xiàn)各種語義標(biāo)注。同時(shí)，我們改進(jìn)了傳統(tǒng)的LaTeX文獻(xiàn)管理輔助工具-BibTeX，并開發(fā)了EntTeX。顧名思義，BibTeX是用來管理Bibliography（參考文獻(xiàn)）的類數(shù)據(jù)庫工具，而EntTeX將Bibliography擴(kuò)展為Entity（實(shí)體）。也就是說，通過EntTeX我們可以在傳統(tǒng)的LaTeX環(huán)境下像引用參考文獻(xiàn)一樣去引用實(shí)體。當(dāng)然，這里的引用即是我們可以通過命令或者相關(guān)算法獲得所標(biāo)注實(shí)體的全部屬性信息，最終實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和動(dòng)態(tài)的語義標(biāo)注。SKO TeX主要作用于SKO模型的第四層-表現(xiàn)層。 6．介紹了SKO管理平臺的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用情況。 SKO理論體系和相關(guān)工具，包括上述我們提到的SKO Model、SKO Types、SKOPatterns和SKO TeX，已經(jīng)部分應(yīng)用于Liquid Publication歐盟項(xiàng)目和國際人工智能大會(huì)（International Joint Conference on Artificial Intelligence，IJCAI）項(xiàng)目，并計(jì)劃應(yīng)用于“Conference of the Future”倡議。為進(jìn)一步推廣提供了實(shí)際的參考和評價(jià)。
[Abstract]:As the Internet goes into the age of big data , large amount of unstructured data and semi - structured data seriously affect the search efficiency of search engine , and meanwhile , the reader is submerged in the vast and boundless information ocean . In the field of science and technology , reading literature , writing paper and publishing results is an important part of the research staff ' s career . Therefore , how to deal with the exponential growth of scientific literature , how to improve the search efficiency and reading efficiency of scientific and technological knowledge , how to provide users with more efficient searching , publishing and sharing platform are closely related to the development of scientific community .

Network publishing can be traced back to the early 1990s , although the network technology has developed rapidly in the past 20 years , including the emergence of search engine , the popularization of social network ( Web2.0 ) , the growth of semantic network technology , the science and technology publishing has not changed substantially . Most people still stay in a simple network download paper , the machine reads ;
The paper is written by Word or Latex , and then sent to editors and publishers by email or upload . The traditional science and technology publishing mode and the scientific and technological publications themselves can ' t adapt to the growing Web 2.0 and big data environments . The lack of semantic information , unstructured data and single reading mode greatly restrict the reader ' s efficiency and effect on the understanding , dissemination and reuse of scientific and technological knowledge .

This paper makes an in - depth study on the current development of science and technology publishing technology , combines various metadata standards , design pattern theory , semantic structure theory and semantic technology , and puts forward a set of presentation model , metadata standard , semantic structure and markup language used to manage scientific and technological knowledge objects , and further studies the semantic model of scientific and technological knowledge objects . The main contributions of this paper include :

1 . The research status and development trend of meta - data theory , paper representation model and network technology publication are summarized .

This paper reviews the application of Dublin Core Metadata Standard in the fields of science and technology publishing and digital library .
In this paper , the most influential scientific and technological papers , such as the model , ABCDE model , SALT model and so on , are analyzed .
Research the network publishing mode of Article of the Future ;
The research results and progress of Liquid Publication are introduced .

2 . A scientific knowledge object model - SKO Model is reviewed .

SKO Model is the basis of SKO theory system . It is a formal definition of all kinds of science and technology knowledge . It consists of four layers : physical layer , semantic layer , sequence layer and presentation layer . The physical layer is used to represent the actual content of the scientific knowledge object , that is , the actual physical data it contains ;
the semantic layer is used for representing the semantic information of the technical knowledge object , namely data metadata about the data , and is used for describing the attributes of the whole or part of the data ;
the sequence layer is used for describing the composition structure of the technical knowledge object , and in fact , any SKO consists of a plurality of SKO nodes , and then the sequence layer is used for describing the composition mode of the SKO nodes ;
The presentation layer is used to describe the visualization part of the scientific and technological knowledge object , such as the file type of SKO , that is , PDF , PPT , WORD , etc . The SKO model lays the foundation for SKO Types , SKO Patterns and SKO TeX as defined herein .

3 . A metadata schema _ SKO Types is defined for a structured knowledge representation .

SKO Types are classified into three types : SKO , SKO Set and SKO Node .

4 . A kind of scientific knowledge object semantic representation model _ SKOpattern based on scientific method and logical reasoning is proposed .

SKO Patterns , based on SKO Patterns , put forward a formal description of SKO structured knowledge representation based on semantics . In a broad sense , SKO Patterns are formal descriptions of scientific methods , including the general process in scientific methods . In the narrow sense , SKO Patterns include the following structured modules : State ofthe Art , Problem Statement , Methods , Material , Results , Evaluation and Discussion .
induction is the process of summarizing the rules from the precondition and conclusion ;
SKO Patterns propose a semantic representation of coarse granularity and three basic semantic sequence structures , which mainly act on the second layer semantic layer and the third layer sequence layer of the SKO model .

5 . Design and implement the semantic markup language and tool _ SKO TeX of a scientific and technological knowledge object .

SKO TeX is a semantic markup language and tool based on LaTeX and XML syntax . It can be used for the management of the whole life cycle of scientific and technological knowledge objects , including the creation , distribution , labeling and reuse of SKO .

6 . The implementation and application of SKO management platform are introduced .

SKO theory and related tools , including SKO Model , SKO Types , SKOPatterns and SKO TeX mentioned above , have been partially applied to Liquid Publication European Union Project and International Joint Conference on Artificial Intelligence ( IJCAI ) project and are planned to be applied to the " Conference of the Future " initiative .

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP391.1

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本文編號：1782802