基于溫病古籍知識概念語義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究.pdf

1、溫病文獻是全部中醫(yī)古文獻中的一個重要門類，根據(jù)著錄統(tǒng)計，存世的此類文獻多達400余種。中醫(yī)古代溫病文獻主要記載了包含大量現(xiàn)代醫(yī)學(xué)范疇中的急性和烈性傳染性疾病的病因、病機、治法和方藥等，長期以來，一直是中醫(yī)認(rèn)識和防治傳染性疾病所依賴的知識資源。當(dāng)前，由于自然環(huán)境惡化和化學(xué)類藥物的使用導(dǎo)致疾病譜的改變，新的重大傳染性疾病不期而至。迄今為止，人們對新發(fā)的傳染性疾病的發(fā)生發(fā)展規(guī)律以及有效地預(yù)防和治療等尚缺乏認(rèn)識，我國溫病文獻中所蘊藏的寶貴知識財

2、富尚有待挖掘。
　　歷史上不間斷的文獻整理工作實則是一種資源開發(fā)的方式，現(xiàn)代人對這種科技文化資源的開發(fā)既要延續(xù)古人的經(jīng)驗和方法，又要推陳出新，對傳統(tǒng)文獻資源進行創(chuàng)造性的研究開發(fā)。古籍?dāng)?shù)字化必須遵循古籍整理的基本原則，懂得學(xué)術(shù)研究的基本思維過程，掌握學(xué)術(shù)研究處理文獻的方式。該方式往往是突破其原有結(jié)構(gòu)，將原文獻劃分為若干基本單位，提取其中指向內(nèi)部含義的關(guān)鍵詞，依照它們的屬性進行排序、篩選、統(tǒng)計和分類，比較相關(guān)文獻中的關(guān)鍵詞，尋求他們之

3、間的相關(guān)性。這正是電子媒體需要繼承的重要方法，為此我們必須將隱藏于學(xué)者大腦中的經(jīng)驗和智慧加以總結(jié)，建立模型和序列，然后再以這些模型和序例為準(zhǔn)標(biāo)引古籍文本，使之完成經(jīng)驗到知識的轉(zhuǎn)化，建立人文學(xué)術(shù)研究的科學(xué)內(nèi)核，有效積累和傳播人類知識，讓每次學(xué)術(shù)研究行為都從前人的終點開始。
　　古籍是為學(xué)術(shù)研究服務(wù)的，數(shù)字古籍也不例外。古籍?dāng)?shù)字化必須全面借鑒以往的學(xué)術(shù)成果，學(xué)者對于應(yīng)用的要求是古籍?dāng)?shù)字化的起點。就其本質(zhì)而言，學(xué)術(shù)研究的應(yīng)用要求乃是“知

4、識發(fā)現(xiàn)”。所謂知識發(fā)現(xiàn)（Knowledge Discovery in Database，簡稱KDD），又稱數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，是指從大量數(shù)據(jù)中提取出可信的、新穎的、有效的并易于理解的知識的高級處理過程。它已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。我們相信，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)運用于中醫(yī)藥研究領(lǐng)域，必將創(chuàng)造出更卓越的業(yè)績。在工作實踐中，認(rèn)識到古籍?dāng)?shù)字化是傳統(tǒng)古籍整理在當(dāng)代的延續(xù)與發(fā)展。古籍?dāng)?shù)字化工作通過對古籍知識的解析加工，把傳統(tǒng)古籍整理的方法與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合起來，創(chuàng)造出

5、了不同于一般古籍?dāng)?shù)據(jù)庫的古籍知識庫。近些年研究提出的“基于知識元的中醫(yī)古籍計算機知識表示方法”，在古籍?dāng)?shù)字化實踐中已經(jīng)達到實用化程度，在對古籍進行解析加工基礎(chǔ)上建立的知識庫，實現(xiàn)了基于內(nèi)容的檢索，并在一定程度上實現(xiàn)了對知識的挖掘，為廣大中醫(yī)藥工作者更便捷地從古籍中獲取知識建立了一個平臺。
　　本文主要利用信息科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)對知識的挖掘、獲取，開展溫病古籍的知識挖掘研究，構(gòu)建溫病的病、證、癥、理、法、方、藥本體，形成以溫病疾病為核心，

6、其他類型本體和疾病之間的關(guān)系為主的一種網(wǎng)狀關(guān)系，為中醫(yī)臨床、科研和政府決策提供真實、快捷的知識服務(wù)。
　　本文的研究內(nèi)容有以下幾個方面:
　　(1)對知識表示、國內(nèi)外概念語義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的相關(guān)知識以及研究現(xiàn)狀進行調(diào)研分析
　　知識是經(jīng)過整序、提煉的信息，是人們對事物產(chǎn)生、存在、發(fā)展變化規(guī)律的認(rèn)識，是人類發(fā)現(xiàn)、發(fā)明與創(chuàng)造的成果，反映的是人類對客觀事物的普遍認(rèn)識和科學(xué)評價，具有相對正確性，不確定性，可表示性、可利用性。根據(jù)知識

7、的范圍來看醫(yī)學(xué)知識就是領(lǐng)域知識即專業(yè)性知識。知識表示是用一些約定的符號將知識編碼成計算機可以接受的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)計算機自動知識處理和問題求解。知識表示方法主要有:一階謂詞邏輯、產(chǎn)生式知識表示、語義網(wǎng)絡(luò)、框架理論、面向?qū)ο笾R表示法、本體、程序知識表示法，對上述方法的特點進行詳細(xì)分析后可以看出:語義網(wǎng)絡(luò)不僅可以表示實體的結(jié)構(gòu)、屬性以及實體間的聯(lián)系，還可以通過相應(yīng)地有向邊（?。┩茖?dǎo)出與某個實體相關(guān)的事實、特征、關(guān)系，能將事物的屬性以及事物

8、間的各種語義聯(lián)系顯式地表示出來，以便于對層次間繼承性質(zhì)的推理演繹。
　　在古籍知識相關(guān)表示研究中發(fā)現(xiàn)古籍的知識結(jié)構(gòu)主要有聚類現(xiàn)象、模塊現(xiàn)象、樹狀結(jié)構(gòu)、知識關(guān)聯(lián)、隱含的知識命題等。古籍知識表示關(guān)鍵問題在于在中醫(yī)學(xué)中資料的收集、分類、加工、檢索、統(tǒng)計和推理是專家們進行學(xué)術(shù)研究的必要手段和重要方法，多少年來，學(xué)者們在大量的文獻資料堆中收集、查找、考證資料，進行著繁重的、艱苦的勞動，這種傳統(tǒng)的研究方式，勞動強度大、速度慢、效率低、質(zhì)量差。

9、長期以來，計算機在中醫(yī)古籍?dāng)?shù)字化領(lǐng)域的應(yīng)用得不到深入發(fā)展，其主要原因是缺少計算機對古籍的知識表示方法。而古籍知識表示要求除了需要支撐中醫(yī)古籍知識等可以引入知識后的智能處理外，更需要實現(xiàn)對古籍知識獲取、處理、分析、應(yīng)用等方面知識的描述，以實現(xiàn)古籍知識的共享，促進溫病古籍知識的應(yīng)用。
　　通過文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前主要應(yīng)用的古籍計算機知識表示方法有:“基于知識元的中醫(yī)古籍計算機知識表示方法”該方法主要特點有:基于知識元的知識解析具有信息的二

10、重性;基于知識元知識表示方法的知識解析，最終形成的是結(jié)構(gòu)化文檔;所有實義詞的意義都可以分解成一些語義成分(Sense Components)，也稱為語義特征(SemanticFeatures)，屬于同一語義場的一組詞可以用特征矩陣來表示，每個矩陣可以表示一個概念。
　　結(jié)合上述研究分析，進行古籍知識的表示建模研究可以選用語義網(wǎng)絡(luò)表示法。之所以選用該方法，主要是看重了它具有以下的優(yōu)點:語義網(wǎng)絡(luò)提供了一般化的簡單方法，語義網(wǎng)絡(luò)著重強調(diào)

11、事物間的語義關(guān)系;語義網(wǎng)絡(luò)具有廣泛的表示范圍和強大的表示能力;語義網(wǎng)絡(luò)是一種結(jié)構(gòu)化的表示方法，澄清了古籍知識結(jié)構(gòu)，避免了重復(fù)知識分析，使知識共享成為可能。
　　(2)對溫病古籍知識體系的特點的分析研究
　　知識按形式分為顯性知識和緘默知識。溫病古籍知識形式上屬于緘默知識。溫病古籍知識是一種只可意會不可言傳的知識，是一種經(jīng)常使用卻又不能通過語言文字符號予以清晰表達或直接傳遞的知識。如對病證的辨證分析知識，這種知識即是所謂的“行

12、動中的知識”，或者“內(nèi)在于行動中的知識”，是存儲于人們頭腦中的屬于個人經(jīng)驗、訣竅、靈感的那部分知識，常隱含于人的行動之中，屬難以量化處理的隱性知識。對知識的表達而言，行動是和語言同樣根本的表達方式。
　　溫病古籍部分知識屬于緘默知識，是難以量化處理的隱性知識，其本體構(gòu)建有其特殊性。從知識工程的角度來說，溫病古籍知識本體論指的是一個溫病古籍本體結(jié)構(gòu)以及對溫病古籍概念的本體知識描述。在這里本體知識既可以在概念層次上進行描述，也可以在語

13、言層次上進行描述。它包含了概念的所有相關(guān)知識，知識必須與溫病古籍領(lǐng)域相符合，又要完整地和全面地認(rèn)識概念域，對隱式的或不確定的內(nèi)容進行形式刻畫。
　　對溫病古籍知識體系的探討可以追溯到《黃帝內(nèi)經(jīng)》，直到明代末，才真正出現(xiàn)了第一部溫病學(xué)的專著《溫疫論》，此后葉桂《溫?zé)嵴摗返葧鴨柺?，形成了以衛(wèi)氣營血與三焦辨證為核心的辨治理論，從而使溫病學(xué)脫穎而出，成為一門獨立的學(xué)科。明末吳又可《溫疫論》開創(chuàng)的疫性溫病學(xué)說，繼之者有鄭重光、戴天章、楊栗山

14、、劉奎、余霖等;由清初葉天士《溫?zé)嵴摗烽_創(chuàng)的四時溫病學(xué)說，宗之者有薛雪、吳鞠通、王孟英等，使溫病學(xué)得到了很大的發(fā)展，溫病學(xué)知識體系更加完善和獨立。
　　(3)對溫病古籍知識表示方法的分析研究
　　所選溫病古籍力求全面反映該時期與溫病相關(guān)的主要內(nèi)容。仔細(xì)分析溫病古籍知識源其基本的知識對象主要概括如下:疾病、病證、癥狀、臟腑、百骸、季節(jié)、藥物、處方、治則治法、醫(yī)籍、醫(yī)家。
　　在溫病古籍知識本體中，核心的知識就是關(guān)于疾病的

15、知識。疾病是一個最基本的溫病古籍概念，根據(jù)溫病古籍學(xué)科的范疇，可分為病證屬性類、癥狀屬性類、臟腑屬性類、百骸屬性類、季節(jié)屬性類、藥物屬性類、處方屬性類、治則治法屬性類、醫(yī)籍屬性類、醫(yī)家屬性類。溫病疾病類所使用到的屬性之間存在固有的關(guān)系，疾病的屬性及關(guān)系本身也可形成一個本體體系，稱為疾病屬性類。這個本體不含有任何實例，只能由病證類來實現(xiàn)它，在這個屬性本體中反映的類別知識也是疾病類的一部分。
　　溫病古籍本體中定義了一些關(guān)系，這些關(guān)系

16、將溫病古籍中的概念與概念連接在一起，具有很重要作用。溫病古籍本體中若干典型關(guān)系如等同關(guān)系、等級關(guān)系、相關(guān)關(guān)系等。在對知識庫的知識添加過程中，常見的語義關(guān)系有如下幾類:imply（蘊涵）、compare（比較）、similar（相似）、relation（關(guān)系）、belong（屬于）、object（對象）、logic（邏輯）、action（行為）、be（是）、have（有）、position（位置）、quality（質(zhì)量）、attribut

17、e（屬性）、property（性質(zhì)）、degree（程度）、exception（除外）等，為了上述的語義關(guān)系的描述，可對關(guān)系類型進行添加:part-whole（部分）、instance-of(實例)、is-a（種屬）、member-of(成員)。這樣可以減少知識庫中知識的冗余，同時在推理中產(chǎn)生新的知識。
　　(4)對溫病古籍知識概念語義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的設(shè)計、描述。主要包括構(gòu)建本體、本體實例以及語義關(guān)系，實現(xiàn)本體實例之間的關(guān)聯(lián)

18、　　根據(jù)溫病古籍知識組織體系，對于構(gòu)建本體，自行構(gòu)建本體和頂層本體中的語義類型進行映射，在頂層本體中語義類型之間存在關(guān)系，自行構(gòu)建本體繼承了頂層本體的關(guān)系，從而實現(xiàn)概念層本體之間關(guān)系的構(gòu)建，自行構(gòu)建的本體實例由于繼承了本體的屬性，實現(xiàn)了不同類型本體實例之間關(guān)系的構(gòu)建。基于溫病古籍知識概念語義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建具體過程如下:基于中醫(yī)藥一體化語言(TCMLS2001)，根據(jù)對溫病古籍知識系統(tǒng)分析，通過知識元標(biāo)引提取語義成分歸納分類定義語義類型（使用P

19、rotégé4.0構(gòu)建類）和語義關(guān)系（使用Protégé4.0構(gòu)建對象關(guān)系）。利用Protégé構(gòu)建以中醫(yī)特色的“病、證、癥、理、法、方、藥”為核心原則的溫病疾病、病證、癥狀、臟腑、百骸、季節(jié)、藥物、處方、治則治法、醫(yī)籍、醫(yī)家本體。將11種本體（疾病、病證、癥狀、臟腑、百骸、季節(jié)、藥物、處方、治則治法、醫(yī)籍、醫(yī)家）分別與TCMLS中的語義類型進行映射。語義關(guān)系的細(xì)化實現(xiàn)疾病、病證、癥狀、臟腑、百骸、季節(jié)、藥物、處方、治則治法、醫(yī)籍、醫(yī)家

20、本體之間的相互關(guān)聯(lián)，以及各實例之間的相互關(guān)聯(lián);對TCMLS中存在的語義關(guān)系進行細(xì)分，使其能合適地關(guān)聯(lián)不同類型本體的實例。按照細(xì)化原則，通過等價、擴展和阻斷三種繼承關(guān)系，構(gòu)建疾病、病證、癥狀、臟腑、百骸、季節(jié)、藥物、處方、治則治法、醫(yī)籍、醫(yī)家本體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成以疾病為核心，其他類型本體和疾病之間的關(guān)系為主的網(wǎng)狀關(guān)系，從而構(gòu)建溫病古籍知識語義網(wǎng)絡(luò)，建立概念術(shù)語、本體、實例之間相互錯綜復(fù)雜的關(guān)系。
　　本研究目標(biāo)是構(gòu)建基于溫病古籍