專利名稱：基于瀏覽器的本體3d可視化和編輯的系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及本體領域、Silverlight技術和本體文件查詢和編輯技術的集成技術 領域，特別是涉及一種基于瀏覽器的本體在線可視化編輯方法。
背景技術：
隨著計算機網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)存儲技術日新月異的發(fā)展，巨大數(shù)量的文檔數(shù)字化已 經(jīng)越來越難以滿足用戶在網(wǎng)絡上和電子文檔中快速有效的進行信息檢索的需求，語義web 和個性化信息管理概念在這種環(huán)境下孕育而生。通過充分的利用語義文件來滿足用戶關于 信息檢索的需求，將這樣的語義本體有效的展現(xiàn)在用戶面前，也促進了語義本體可視化的 發(fā)展。本體可視化工具的實現(xiàn)是一項極為復雜的工作，因為本體是一個多層次概念的集 合，每一個概念都會擁有數(shù)量不定的實例。在本體中富含了數(shù)量巨大的概念以及這些概念 之間的各種不同的關系，而且每一個概念還有各種復雜的屬性。所以，建立一個可視化工 具，能夠為用戶展示清晰的本體結構，同時能讓用戶輕松地進行所見即所得的操作，是一個 極有挑戰(zhàn)的工作。目前，很多國外的公司和研究機構已經(jīng)開發(fā)出了一些本體可視化工具或者一些可 以應用于本體可視化的相應技術。在這些比較成功的案例中，最常見的是Prot6g6，這是 一個由斯坦福大學開發(fā)的本體編輯和知識獲取軟件。它對于類和層次的展示非常清晰，展 示出的畫面不會出現(xiàn)標簽重疊的現(xiàn)象，用戶也不需要將鼠標點擊想要看的類便可直接看 到其標簽。但是這款工具的嚴重不足在于它僅僅能表示繼承關系而不能表示角色關系。 OntoSphere提出了一個利用三種不同本體視角景觀設計的節(jié)點一鏈接樹型的三維可視化 工具，以便根據(jù)用戶的需要提供整體結構的概況和每一個具體類或實例的細節(jié)。它可以處 理復雜本體文本，相對于一般的二維空間的可視化工具，三維可視化更加形象，這樣也更有 助于對抽象概念的理解。但是這個工具并不能很好的展示多繼承關系子樹，并且對于數(shù)據(jù) 量非常大的子樹的展示會非?；靵y。Hyperbolic Tree是為網(wǎng)站設計的可視化工具，目前也 已被用作文件瀏覽器應用。它將樹展示在三維球型空間中，這樣做可以實現(xiàn)信息密度更大 的本體展示。由于這種工具采用了曲面視點的原因，可以很有效的在一個很小的屏幕區(qū)域 中顯示一張很大的樹形圖。但這種工具最初展示的視圖僅僅是球體的一部分，遠離球心的 標簽是不可見的。另外，有些時候顯示的動畫會讓用戶覺得多余。其他的如 IsaViz、GoSurfer、OntoSphere、Information Slices 等工具也已經(jīng)在 廣泛使用，雖然他們都有各自的優(yōu)勢，但也都有很明顯的不足和局限性。這是由于本體語言 有很多種，而每一種的本體語言的特點和內(nèi)容又有很大的區(qū)別，因此沒有一種工具能很好 地兼容不同本體語言的，做到將不同本體的重點全部表現(xiàn)出來。同時，現(xiàn)有方法還有一個共同的不足之處就是他們沒有充分利用網(wǎng)絡來實現(xiàn)本體 的在線實時可視化及編輯。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種瀏基于覽器的本體在線3D可視化和編輯的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案如下
一種基于瀏覽器的本體3D可視化和編輯的系統(tǒng)，包括客戶端和服務端；客戶端是采用 Silverlight技術構建的aspx用戶界面；服務端采用ASP . NET，包括了展示邏輯服務模塊， 同時結合基于本體的查詢語言SPARQL和本體更新語言SPARUL對本體進行查詢和更新，通 過Web Service與數(shù)據(jù)平臺進行交互；數(shù)據(jù)平臺采用Openlink Virtuoso數(shù)據(jù)平臺作為本 體文件的臨時存儲、訪問和操作的平臺。服務端采用B/S架構。利用上述系統(tǒng)對本體文件進行3D可視化編輯的方法，具體步驟如下
1)用戶在客戶端的瀏覽器頁面中向服務器上傳需要展示或編輯的RDF或OWL本體文
件；
2)服務端分析檢查本體文件的正確性數(shù)據(jù)平臺根據(jù)W3C的RDF和OWL推薦標準對 用戶上傳的RDF或OWL本體文件進行檢查，檢查不通過則提示錯誤；檢查通過的本體文件運 用基于本體的查詢語言SPARQL對本體進行查詢；即通過數(shù)據(jù)平臺及本體查詢搜索得到本 體文件的上層信息；
3)采用Silverlight技術在瀏覽器中以3D樹形結構展示出上層信息的數(shù)據(jù)結果集。4) 在展示結果中，通過可視化操作進行實時交互，包括文件結構的進一步查看， 文件結構的添加、更新、刪除和查看結果保存。本發(fā)明的對本體文件進行3D可視化編輯的方法的步驟(3)中的3D樹形結構展示 方式是主要以類結構層次的樹形模型展示，同一層的類以3D旋轉木馬模型展示，并按照用 戶可調的旋轉速度旋轉。本發(fā)明的對本體文件進行3D可視化編輯的方法，還包括步驟(5)對操作完成的 本體，用戶可以重新保留下載。步驟(4)中，對已經(jīng)可視化的部分進行展示操作，主要包括對本體結構的類的展開 合并展示、類細節(jié)展示、類相應的實例展示及實例與關系的展示。對可視化部分的再展示操 作主要是通過用戶的操作將動作及數(shù)據(jù)傳給服務器進行再查詢，實現(xiàn)實時動態(tài)的本體內(nèi)容 的可視化。并支持將目前已展示的部分進行存儲及對存儲部分的打開功能。步驟(4)中，對本體進行可視化編輯，主要包括對本體類及實例的添加、修改、刪除 等功能。是通過對已可視化的本體結構進行一些簡單的操作，將操作信息通過B/S架構傳 給后端數(shù)據(jù)平臺，依據(jù)W3C的RDF和OWL推薦標準修改本體文件，已修改的本體文件供后續(xù) 步驟使用。本發(fā)明與背景技術相比，具有的有益的效果是
1、實時性本方法基于B/S架構，因此方法的實現(xiàn)的最大特點是實時性，本體可視化展 示及對本體文件的編輯修改都是實時完成的。2、在線性由于背景知識中很多本體可視化方法都是下載需要客戶端配置本地文 件的特點，本方法的一個改進效果是運用B/S架構實現(xiàn)基于瀏覽器的在線本體的可視化及 編輯方法。3、易用性本方法對本體文件的展示和修改都基于簡單的可視化操作，會普通計算機操作知識的用戶都可以輕松的對本體文件進行可視化瀏覽及修改操作。4、形象性本方法對本體文件的可視化展示將抽象的本體結構形象化，以樹形結 構展示本體類結構，并將實例和類分別以具體形象的3D圖形呈現(xiàn)。5、通用性本方法支持RDF和OWL等多種本體文件格式。6、清晰性本方法所涉及的本體可視化呈現(xiàn)應用3D技術及樹形結構，使呈現(xiàn)更為 形象且不混亂，比已經(jīng)實現(xiàn)的可視化方法更為清晰。

7、跨瀏覽器本方法不受瀏覽器的限制，可以跨瀏覽器對本體進行在線可視化及 編輯的操作。


圖1為本發(fā)明基于瀏覽器的本體3D可視化和編輯方法的架構示例圖； 圖2為本發(fā)明基于瀏覽器的本體3D可視化和編輯方法的流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的架構包括客戶端和服務器端?？蛻舳耸遣捎肧ilverlight 技術構建的aspx用戶界面，服務器端采用ASP . NET，包括了展示邏輯服務模塊，同時結合 基于本體的查詢語言SPARQL和本體更新語言SPARUL對本體進行查詢和更新，通過Web Service與數(shù)據(jù)平臺進行交互；數(shù)據(jù)平臺采用Openlink Virtuoso數(shù)據(jù)平臺作為本體文件 的臨時存儲、訪問和操作的平臺。下面結合附圖2詳細說明下基于瀏覽器的本體3D可視化和編輯的方法的總體流程。用戶與服務器端的交互總體流程如圖2所示，主要包括以下步驟
201、用戶通過瀏覽器進入系統(tǒng)，即用戶登錄；
202、用戶通過瀏覽器上傳需要查看的本體文件，如RDF或OWL本體文件；
203、將本體文件上傳到服務器端進行格式檢查服務器端的后端平臺根據(jù)W3C的RDF 和OWL推薦標準對用戶上傳的RDF或OWL本體文件進行檢查，檢查不通過則提示錯誤；
204、檢查通過的格式正確的文本文件上載到OpenlinkVirtuoso數(shù)據(jù)平臺，以備后續(xù) 操作；
205、U0penlinkVirtuoso數(shù)據(jù)平臺中對本體文件進行查詢；
206、將查詢結果封裝后，在客戶端進行可視化展示；
207、本體結構的可視化展示采用Silverlight展示技術展示方式主要以類結構層次 的樹形模型展示，同一層的類以3D旋轉木馬模型展示，并按照用戶可調的旋轉速度旋轉， 可視化結構供后續(xù)使用；
208、在本體結構可視化的基礎上進行可視化操作，包括文件結構的進一步查看，文件 結構的添加、更新、刪除和查看結果保存等操作；
209、在可視化操作基礎上進行本體再查詢；
210、對本體進行更新本體的可視化操作，將操作信息傳給服務器；
211、服務器通過修改處理對OpenlinkVirtuoso數(shù)據(jù)平臺中的本體文件進行更新處
理；212、進行其他可視化服務操作，如可視化保存、本體下載等；
213-215、將Openlink Virtu oso數(shù)據(jù)平臺中已修改保存的本體文件重新下載。
權利要求
1.一種基于瀏覽器的本體3D可視化和編輯的系統(tǒng)，其特征在于包括客戶端和服務 端；客戶端是采用Silverlight技術構建的aspx用戶界面；服務端采用ASP . NET,包括 了展示邏輯服務模塊，同時結合基于本體的查詢語言SPARQL和本體更新語言SPARUL對 本體進行查詢和更新，通過Web Service與數(shù)據(jù)平臺進行交互；數(shù)據(jù)平臺采用Openlink Virtuoso數(shù)據(jù)平臺作為本體文件的臨時存儲、訪問和操作的平臺。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于瀏覽器的本體3D可視化和編輯的系統(tǒng)，其特征在 于服務端采用B/S架構。
3.利用權利要求1所述的系統(tǒng)對本體文件進行3D可視化編輯的方法，其特征在于，具 體步驟如下1)用戶在客戶端的瀏覽器頁面中向服務器上傳需要展示或編輯的RDF或OWL本體文件；2)服務端分析檢查本體文件的正確性數(shù)據(jù)平臺根據(jù)W3C的RDF和OWL推薦標準對用 戶上傳的RDF或OWL本體文件進行檢查，檢查不通過則提示錯誤；檢查通過的本體文件運用 基于本體的查詢語言SPARQL對本體進行查詢；即通過數(shù)據(jù)平臺及本體查詢搜索得到本體 文件的上層信息；3)采用Silverlight技術在瀏覽器中以3D樹形結構展示出上層信息的數(shù)據(jù)結果集；4)在展示結果中，通過可視化操作進行實時交互，包括文件結構的進一步查看，文件結 構的添加、更新、刪除和查看結果保存。
4.如權利要求3所述的對本體文件進行3D可視化編輯的方法，其特征在于步驟3)中 的3D樹形結構展示方式是主要以類結構層次的樹形模型展示，同一層的類以3D旋轉木馬 模型展示，并按照用戶可調的旋轉速度旋轉。
5.如權利要求3所述的對本體文件進行3D可視化編輯的方法，其特征在于還包括步 驟5)對操作完成的本體，用戶可以重新保留下載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于瀏覽器的本體3D可視化和在線編輯系統(tǒng)及方法。它是基于3D樹形展示和B/S架構的思想，通過用戶在前臺上傳本體文件，由后端應用本體數(shù)據(jù)平臺對本體文件進行分析處理，在前臺采用Silverlight技術在瀏覽器中將本體文件的結構以3D樹形式展示，并在瀏覽器中提供相應的對本體文件進行刪除、加工、更新等動態(tài)3D操作的在線工具，極大的方便了用戶對本體的結構可視化及可視化編輯。本發(fā)明能支持多用戶通過瀏覽器隨時隨地的進行OWL、RDF本體文件的結構可視化、可視化結果保存和通過可視化操作對本體文件進行再加工。
文檔編號G06F17/30GK102110166SQ20111004828
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2011年3月1日
發(fā)明者王超, 陳華均, 顧珮嵚 申請人:浙江大學