нефть лекции-1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основные понятия

Онтология – это попытка всеобъемлющей и подробной формализации некоторой области знаний с помощью концептуальной схемы.

Онтологии используются в процессе программирования как форма представления знаний о реальном мире или его части.

Основные сферы применения – моделирование бизнес-процессов, семантическая паутина (англ. Semantic Web), искусственный интеллект.

Обычно онтологии строятся из экземпляров, понятий, атрибутов и отношений.

Экземпляры (англ. instances) или индивиды (англ. individuals) - это объекты, основные нижнеуровневые компоненты онтологии; могут представлять собой как физические объекты (люди, дома, планеты), так и абстрактные (числа, слова).

Понятия (англ. concepts) или классы (англ. classes) - абстрактные группы, коллекции или наборы объектов. Они могут включать в себя экземпляры, другие классы, либо же сочетания и того, и другого. Классы онтологии составляют таксономию - иерархию понятий по отношению вложения.

Атрибуты. Объекты в онтологии могут иметь атрибуты. Каждый атрибут имеет по крайней мере имя и значение и используется для хранения информации, которая специфична для объекта и привязана к нему.

Отношения. Важная роль атрибутов заключается в том, чтобы определять отношения (зависимости) между объектами онтологии. Обычно отношением является атрибут, значением которого является другой объект.

16

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Примеры онтологий

Wikidata is a free and open knowledge base that can be read and edited by both humans and machines.

Mount Everest

У нас может быть много классификаций, схем, сетей, но чтобы представить все в едином машиночитаемом виде, нужна онтология.

17

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Примеры онтологий

Фрагмент онтологии, лежащей в основе Системы поддержки принятия решений (СППР) на нефтегазодобывающем предприятии

Загорулько Ю.А., Г.Б. Загорулько, 2011

18

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Применение онтологий

Экспертные системы (ЭС) – это класс программных систем, аккумулирующих знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующих этот эмпирический опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей.

Основным и наиболее важным компонентом ЭС является база знаний. Именно полнота и непротиворечивость представленных в ней знаний, определяют мощность экспертной системы и качество получаемых ею решений. Онтология может составлять каркас базы знаний, создавать базис для описания основных понятий предметной области (ПО) и служить основой для интеграции баз данных, содержащих фактические знания, необходимые для полноценного функционирования экспертной системы. Кроме того, в терминах онтологии могут описываться экспертные правила, что значительно повышает их уровень описания и «понимаемость» пользователями-экспертами.

Система поддержки принятия решений (СППР) – это интерактивная автоматизированная информационноаналитическая система, которая помогает лицу, принимающему решения (ЛПР), использовать данные и модели для решения его профессиональных слабо формализуемых задач.

СППР и ЭС – это системы практически одного класса, часто СППР в своем составе имеет несколько различных ЭС, поэтому все, что было сказано выше про роль онтологии в ЭС, относится и к СППР. Однако имеются аспекты использования онтологий, специфичные для СППР.

Так, в виду слабой формализуемости решаемых СППР задач очень важно иметь детальное непротиворечивое описание проблемной области, в рамках которой СППР осуществляет поддержку решения задач ЛПР.

Онтология является незаменимым инструментом для создания такого описания.

В большинстве типов СППР используются большие массивы разнородных данных и знаний. Благодаря тому, что онтология позволяет явно описывать семантику данных и знаний, она обеспечивает базис для их интеграции и совместного использования при решении задач.

Загорулько Ю.А., Г.Б. Загорулько, 2011

19

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Пример реализации экспертной системы

Машинное обучение и искусственный интеллект в ArcGIS.

Кудинов Д., Esri

https://www.youtube.com/watch?v=ly5n7Fzg66g

20

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Задание

Создать онтологию экологической проблемы (нефтегазовой отрасли):

1.Схема онтологии

2.Описание составных элементов онтологии (экземпляры, понятия, атрибуты и отношения)

3.Презентация онтологии на 5-7 минут

Сделать презентацию по машинному обучению в ArcGIS на основе видео-лекции

(дополнительно).

21

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Вопросы?

22

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Онтология экологической проблемы

Определяют

Вызывает

23

•Обзор географических данных

•Связь объектов и атрибутов

•Форматы данных

•Работа в ArcCatalog

–Опции

•Метаданные

2