余亮

【摘要】水资源管理方面知识的集成，能实现在使用者需要的时间点、以其需要的形式、把使用者所需的知识展现给需要的人，从而使水资源管理知识的查找更加便捷，同时也水资源管理知识得以广泛传播。本文通过论述知识组织系统在水资源管理领域的可行性，以及本体协同构建思想与知识组织系统之间的联系，介绍以知识组织系统为框架、以本体协同构建为核心思想、以水资源管理为主题所设计的水资源管理知识组织系统的模型。

【关键词】知识组织系统；水资源管理；本体协同构建；可信度；系统分析与设计

引言

在水资源日益匮乏的今天，对水资源进行及时有效的管理成为了国家的重要任务之一。虽然国家已经在全国范围内建立了水资源管理体系，并逐步完善水资源的法规建设，科学地管理水资源，但是在水资源管理方面仍存在管理水平落后、未形成市场管理、忽视节水政策等问题，在体制和政策上也存在一定的弊端[7]。

对水资源进行管理势必需要培养水资源管理相关的专业人员，那么水资源管理知识就需要一定的管理整合，为相关的专业人员服务，以便在其做出决策前进行参考，减少不必要的尝试。而知识组织系统的核心便在于构建概念属性的形式化描述框架，以满足基于及其理解的信息处理和知识管理的功能需求，并实现不同系统之间不同层面上的互操作。若将知识组织系统技术结合本体协同构建的思想其中相关内容可以依照原有内容进行参考，亦可交互操作进行修改以供他人借鉴。因此，建立一个可交互的水资源管理知识组织系统，对于水资源管理相关的专业人员来说具有极高的实用价值。

1知识组织系统

1.1知识组织系统简介

知识组织系统（knowledge organization systems，简称KOS）是我们用来定义并组织表述真实世界中物体术语以及符号的系统，在具体应用中我们常常将它们泛指为语义工具。无论KOS以什么样的形式出现，其基本方法都大致相同，不同的是这些方法被采用的程度和范围。KOS的应用经历了四个阶段：查询、查询浏览、多维分面、在检索中加入属性特征[2]。

随着信息技术和数字化资源的迅速发展，网络KOS（network knowledge organization systems，简称NKOS）逐渐成为KOS的重要部分，网络环境下的KOS（NKOS）也正在向智能化发展，“机器可读”正在向“机器可理解”方向前进。

1.2网络环境下知识组织系统的优点

在信息化日益成熟的今天，网络环境下的知识组织系统（NKOS）呈现出了一系列新的特点：（1）能吸取不同知识组织系统的特长，并将其集中优化以供使用；（2）将等级结构与元数据式的“特征”相结合；（3）做到知识组织系统、元数据与专用的置标语言的结合使用；（4）在学习科学概念中结合使用多个知识组织系统结构；（5）強调计算机的可理解性；（6）传统形式与可视化相结合。

1.3水资源管理知识组织系统

知识组织系统旨在揭示某一领域的潜在语义结构。数字化的现代信息系统提供了比传统的图书馆更多的信息选择次序和映射方法。因此，我们在复杂的水资源管理知识领域开发便于终端用户操作的知识组织系统，可简化终端用户的知识查找过程，增加查找的精度，同时也顺应当下乃至未来的发展方向。

2本体协同构建

2.1本体协同构建基本思想

本体的协同构建过程实质上是由用户和群体之间通过一系列的知识行为构成的。用户行为是用户知识能力的体现，这决定了本体质量的高低。

在本体协同构建中，用户既是本体的创建者，又是本体的使用者。用户可根据自身的认知水平，对本体的构建者、评价者和使用者知识行为的信任程度（可信度）等对本体的正确性做出自己的判断，将本体的评价者扩展到普通用户，利用用户的群体智慧（即群体行为）去除本体中低质量的、错误的知识。

若将本体协同构建的思想用于知识组织系统中，即可达到知识组织系统所需的人机交互，即用户可以根据实际情况修改系统中的某些内容，使内容更加精准，以供他人参考，同时他人亦可进行补充、完善。2.2本体协同构建可信度

冯兰萍[1]等认为，种群对用户直接知识行为的信任程度（直接可信度）可通过种群对同领域各个直接知识行为的综合评价获得；种群对用户评价行为的信任程度（评价可信度），可通过用户与种群对同领域相同直接行为评价距离表示，评价距离越小，用户评价可信度就越高。

若采用模糊综合评价法[5-6]描述UREM-BCOnto方法，对模糊综合评价模型{U，V，R}进行扩展，引入种群信息和时间维以能够比较动态的、真实反映用户在多领域的可信度。经实验验证，用户评价可信度对用户的低质量评价行为是敏感的，引入优秀种群后，能够更好地反应用户其与种群对同领域知识的认知的一致性，更真实的反映用户评价可信度。

3系统介绍与分析

3.1开发环境及主要技术

水资源管理知识组织系统系统是基于MyEclipse开发的J2EE项目，Web服务器采用Tomcat 7.0，数据服务器采用MySQL 5.1。

项目用到的主要技术如下：

（1）前台页面采用JSP（包含EL、JSTL）+jQuery+Ajax；

（2）请求控制转发以及业务（Business Layer）逻辑处理采用Servlet技术。

3.2系统架构概述

整个系统采用MVC架构，由底向上分为数据访问层、系统服务层、系统业务层、控制转发层和视图层。采用分层体系结构风格，每一层只能调用相邻的下层，并作为相邻的上层的Server，不能进行跨层调用。比如系统服务层只能调用数据访问层，数据访问层是系统服务层的Server，而系统业务层是系统服务层的Client。系统业务层不能直接调用数据访问层。

3.3数据访问层

数据访问层主要由实体Bean和数据访问类组成，实体Bean和数据库中的表一一对应，通过xx.hbm.xml配置对应的属性以及属性约束（如NOT NULL、CASCADE、UNIQUE等）。

数据库访问层提供了最底层（最细粒度）的数据库访问功能，比如根据名字查找某个用户、获取某个用户的日志记录等。

3.4系统服务层

系统服务层是在数据访问层上面的第一层包装，而系统服务层中的类开始出现差异，对于每个Service类，只负责实现与它对应的数据库实体直接相关的方法。

3.5系统业务层

系统业务层是在系统服务层上进行再次封装。系统的业务规则都封装在这一层，粒度比系统服务层更粗。该层的每一个业务实现即对应一个或几个场景，对应一个用例。

3.6控制转发层

控制转发层负责接收视图层的用户请求，调用系统业务层进行业务操作，执行完操作后选择相应的视图进行显示。

一般情况，系统业务层执行完业务操作后会返回一个对应业务的状态码，表示业务执行结果。控制转发层读取状态码，根据状态码进行页面跳转。

3.7视图层

视图层是负责直接与用户（本系统包含会员和职员两种用户）交互的一层。包含一系列功能相关的动态或静态页面。本系统采用JSP页面负责显示包含动态信息的页面。而用静态HTML页面显示如注册、登录、添加活动这样的页面。

在数据传递给底层前，视图层采用JQuery对数据进行初步验证。为了考虑用户体验需要，部分页面采用了Ajax进行异步请求，从而不需要刷新整个页面。

3.8功能模块

系统总体分为6大模块（如图1），分别为用户管理系统（对用户账户进行管理，如图2），本体管理系统（对用户所属领域、用户关系进行管理，如图3），系统管理，模块管理，日志管理（对用户行为进行管理，如图4）以及数据统计。

4总结

知识组织系统（KOS）在应用方面已取得一定的成功，如百度百科等，而在水资源管理方面的应用并不是特别广泛。此次以水资源管理知识为主题、以本体协同构建为核心思想、结合各种web程序设计技术而设计的水资源管理知识组织系统是一次尝试，目前系统已经经过一定的测试，具备一定的实用价值。但该系统仍然存在一定的不足，如模块之间的联系还可以更加紧密，对于水资源这一主题没有明确的、智能化的内容限制等。与现有的传统文献查找方式相比，该系统更加专业化、集成化，目标查找更加精确快捷，为该领域信息系统的设计提供了新的参考思维模式。

参考文献

[1] 冯兰萍，吴凤平，朱礼军.本体协同构建环境下用户行为可信度评价研究.

[2] 孙凌云.网络环境下的知识组织有系统研究与发展概述[J}.图书馆理论与实践，2010（3）：28-30.

[3] 张长征，黄德春等.基于情境和知识集成的水资源调度流程的知识管理框架研究[J].资源科学，2012，34（10）：1935-1943.

[4] 冯兰萍，吴凤平.基于群体行为的协同构建本体可信度研究[J].情报杂志，2015，34（6）：163-168.

[5] Lewen H，D’aquin M. Extending Open Rating Systems for Ontology Ranking and Reuse. Knowledge Engineering and Management by the Masses Lecture Notes in Computer ScienceVolume 6317， 2010， pp 441-450.

[6] d’aquin M， Lewen H. Cupboard – a Place to Expose Your Ontologies to Applications and the Community. The Semantic Web： Research and applications Lecture Notes in Computer Science Volume 5554， 2009， pp 913-918.

[7] 張晓宇，窦世卿.我国水资源管理现状及对策[J].自然灾害学报，2006，15（3）：91-95.