Ontologiat merkitysten mallintamisessa: OWL. Eeva Ahonen

Transkriptio

1 Ontologiat merkitysten mallintamisessa: OWL Eeva Ahonen

2 Semanttinen tieto käsitemallit ihmisillä sisäiset mallit maailmantieto tarvitaan tekstin tulkitsemiseen tietokoneelle esim. sanat vain symboleja, sisäinen käsitemalli puuttuu

3 Semanttinen tieto käsitemalli: käsitteet ja niitä edustavat yksilöt käsitteiden / yksilöiden ominaisuudet käsitteiden väliset suhteet > Ontologia Tom Gruber: Specification of conseptualization

4 Ontologia

5 Ontologia Käsitteiden väliset suhteet voivat olla moninaisia > ei puu vaan verkko Ontologian formaali esitys tietokoneelle > ontologiakielet

6 Ontologiakielet RDF/S DAML+OIL DARPA OWL W3C Semantic Webin standardiksi DAML+OIL:in pohjalta

7 Ontologian peruskäsitteitä Luokka hierarkia Luokka Fish on luokan Animal aliluokka Kaikki kalat ovat myös eläimiä

8 Ontologian peruskäsitteitä Yksilö Luokka on kokoelma siihen kuuluvia yksilöitä Repe on kala luokan Fish edustaja luokkaan kuuluva yksilö Fish Repe

9 Ontologian peruskäsitteitä Property lisätietoa luokkiin kuuluvista yksilöistä eläimillä on aistielimiä kuten silmät myös propertyt voivat muodostaa hierarkioita Animal luokalla property numsensoryorgans ja sillä aliluokka numeyes

10 Ontologian peruskäsitteitä Repe on kala > Repellä voi olla aistielimiä, joista osa voi olla silmiä Repellä numeyes=2 ja numsensoryorgans=2 > Repellä on kaksi silmää eikä muita aistielimiä Repellä on ominaisuus numeyes > Repe on eläin

11 Luokkien väliset suhteet Yläluokka alaluokka Propertyn arvoalueena toinen luokka Yhdiste, leikkaus, komplementti

12 OWL Web Ontology Language W3C Semantic Web hanke lähtökohta DAML+OIL rakentuu RDF standardin päälle

13 OWL Web Ontology Language 3 alalajia: OWL Lite OWL DL OWL Full laskennan helppous ilmaisuvoima

14 OWL Web Ontology Language OWL Lite yksinkertaisin kardinaalisuus 0 tai 1 ei joukko-opillisia luokkailmaisuja ei luokan määritystä propertyn arvon perusteella (hasvalue) ei toisensa poissulkevia luokkia helpoin implementoida sovellustasolla

15 OWL Web Ontology Language OWL DL (description logic) OWL Lite + kardinaalisuus muu kuin 0 tai 1 yhdiste, leikkaus, komplementtiluokat hasvalue toisensa poissulkevat luokat laskennalliset takuut

16 OWL Web Ontology Language OWL Full OWL DL + instanssi voi olla samaan aikaan yksilö ja luokka ei laskennallisia takuita

17 OWL Web Ontology Language OWL Lite OWL DL OWL Full validi OWL Lite ilmaus myös validi OWL DL ei välttämättä toisinpäin

18 OWL: Luokat kaikki luokat luokan owl:thing alaluokkia kaikki määritellyn maailman oliot kuuluvat luokkaan owl:thing tämän alle ontologiakohtaiset juuriluokat Animal, Region, Plant,

19 OWL: Luokat Määritellään <owl:class> elementillä <owl:class rdf:id= GoldFish > <rdfs:subclassof rdf:resource= #Fish /> </owl:class> Ainakin nimi Lisäksi joukko rajoituksia

20 OWL: Luokat Esiteltäessä uusi nimi rdf:id Myöhemmin määritelmää laajennettaessa rdf:about <owl:class rdf:id= GoldFish /> <owl:class rdf:about= #GoldFish > <rdfs:subclassof rdf:resource= #Fish /> </owl:class>

21 OWL: Yksilöt Luokan jäsen <owl:thing rdf:id= Repe > <rdf:type rdf:resource= #GoldFish /> </owl:thing> tai lyhyemmin <GoldFish rdf:id= Repe />

22 OWL: Property Luokan yksilöiden ominaisuuksia domain range Datatype property Object property

23 OWL: esimerkki Meritieteellinen akvaario Fish Person GoldFish Employee Repe Matti

24 OWL: Property <owl:objectproperty rdf:id= hascarer > <rdfs:domain rdf:resource= #GoldFish /> <rdfs:range rdf:resource= #Employee /> </owl:objectproperty> <owl:datatypeproperty rdf:id= numeyes > <rdfs:domain rdf:resource= #GoldFish /> <rdfs:range rdf:datatype= &xsd;nonnegativeinteger /> </owl:datatypeproperty>

25 OWL: Property <GoldFish rdf:about= #Repe > <hascarer rdf:resource= #Matti /> <numeyes rdf:datatype= &xsd;nonnegativeinteger>2 </numeyes> </GoldFish>

26 Ontologioiden hajauttaminen Kattavan ontologian rakentaminen suuritöistä Osien uudelleenkäyttö Rakentaminen kerroksittain ja hajautetusti > tarvitaan mekanismit toisiin ontologioihin viittaamiseksi

27 Ontologioiden hajauttaminen Import sisällyttää toisen ontologian kokonaisuudessaan määritellään ontologian header elementissä <owl:ontology rdf:about= > <owl:imports rdf:resource= /> </owl:ontology>

28 Ontologian hajauttaminen Toisessa ontologiassa määriteltyyn luokkaan voidaan lisätä ominaisuuksia, alaluokkia, yksilöitä Määrityksiä voidaan vain laajentaa mitään ei voi poistaa Eri ontologioiden nimet pidetään erillään XML Namespace määrityksillä

29 Ontologian hajauttaminen Myös pelkkä namespace määritys viittaus toisen ontologian nimiin Ero lähinnä pragmaattinen (?) import tuo myös toisen ontologian importit!

30 Versiohallinta Ontologioiden mahdollisimman laaja käytettävyys levittäminen tietoverkossa Useita sovelluksia + muita ontologioita linkitettynä luonteeltaan muuttuvaa ja päivitystä vaativaa > versiohallinta!

31 OWL: Versiohallinta owl:ontology elementissä owl:priorversion owl:backwardcompatiblewith owl:incompatiblewith jos yhteensopivuutta ei ole määritetty, sitä ei pidä olettaa

32 OWL: Versiohallinta Versiotieto owl:versioninfo koko ontologialle yksittäiselle määritykselle Versiohallintaa tarjoavien sovellusten hyödynnettäväksi

33 Soveltaminen Ontologia-työkalut, esim. Protégé ontologian tekijä ei tarvitse yksityskohtaista tietoa ontologiakielestä Jena Semantic Web Framework for Java Java kirjastot RDF, RDFS ja OWL

34 Soveltaminen: Hakukoneet Hakujen laajentaminen vrt. taksonomiat Haku merkityksillä kyselykieli (Jena: RDQL) luonnolliskielinen kysely

35 Lopuksi formaali esitys kiinnostuksen kohteena olevasta maailmasta specification of conseptualization sovellus ihmisen käsitteelliselle tasolle, eikä toisinpäin esitysmuoto jokin ontologiakieli: Semantic Webissä RDF/S ja OWL

36 Lopuksi Koostuu luokista, yksilöistä, niiden ominaisuuksista ja välisistä suhteista OWL Web Ontology Language OWL Lite, DL, Full laskettavuus ilmaisuvoima