RDF Schema pour les ontologies l

1
RDF Schema pour les ontologies légères

• Présentation de la famille de primitives de
  formalisation proposées par RDFS.

2
Le gâteau du web sémantique

• RDF modèle de triplets pour annoter des
  ressources
• RDFS décrit le vocabulaire (ontologies) utilisé
  pour ces annotations

W3C, T Berners-Lee, Ivan Herman
3
Échanger des ontologies légères

• Nommer et définir un vocabulaire conceptuel
  consensuel et faire des inférences élémentaires
• Nommer les classes de ressources existantes
• Nommer les relations qui existent entre ces
  classes
• Donner la signature de ces relations
• Le domaine (d'où la relation part)
• Le range (où la relation arrive)
• Documenter ces notions en langue naturelle
• Squelette taxonomique d'une ontologie
• Liens hiérarchiques des classes
• Liens hiérarchiques des propriétés

4
Les racines de RDF Schéma

• Tout est ressource.
• Parmi les ressources il y a en particulier
• des classes de ressources qui représentent des
  types de ressources, des ensembles de ressources
• des propriétés qui représentent des types de
  relations, des ensembles de relations possibles
  entre les ressources.
• Parmi les relations il y a en particulier
• la relation de typage / dinstanciation pour
  dire quune ressource/un lien est d'un certain
  type
• la relation de sous-type (subsomption) pour
  dire quune classe/propriété est sous classe
  /propriété dune autre et que ses instances sont
  aussi instances de lautre.

5
Ressemble à de la POO mais nen est pas

• Propriétés définies en dehors des classes
• Modèles ouverts permettant à tout le monde de
  contribuer
• Pas de raffinement pas de surcharge
• Multi-instanciation
• Le typage multiple dune même entité
• Peut être vu comme des facettes
• Héritage multiple classes et propriétés
• Deux hiérarchies de types les classes, les
  propriétés
• Chaque type peut hériter de zéro, un ou plusieurs
  types
• Inférences positives ? contraintes /
  vérificationRDF/S est monotone, conjonctif et
  positif.

6
Anciens schémas de RDFS
W3C http//www.w3.org/TR/2000/CR-rdf-schema-200003
27/
7
Ontologie (concepts / classes)

• class Document
• class Report subClassOf Document
• class Topic
• class ComputerScience subClassOf Topic

8
Ontologie (relations / propriétés)

• property concern domain Document range Topic
• property author domain Document range
  Person subPropertyOf creator

9
Exemple de schéma

• ltrdfRDF xmlbase "http//inria.fr/2005/humans.
  rdfs" xmlnsrdf "http//www.w3.org/1999/02/22-rd
  f-syntax-ns" xmlnsrdfs"http//www.w3.org/2000
  /01/rdf-schema" xmlns "http//www.w3.org/2
  000/01/rdf-schemagt
• ltClass rdfID"Man"gt ltsubClassOf
  rdfresource"Person"/gt ltsubClassOf
  rdfresource"Male"/gt ltlabel
  xmllang"en"gtmanlt/labelgt ltcomment
  xmllang"en"gtan adult male personlt/commentgtlt/Cla
  ssgt
• ltrdfProperty rdfID"hasMother"gt
  ltsubPropertyOf rdfresource"hasParent"/gt
  ltrange rdfresource"Female"/gt ltdomain
  rdfresource"Human"/gt ltlabel
  xmllang"en"gthas for motherlt/labelgt ltcomment
  xmllang"en"gtto have for parent a
  female.lt/commentgtlt/rdfPr
  opertygt

10
Exemple dannotation

• ltrdfRDF xmlnsrdf "http//www.w3.org/1999/02/22-
  rdf-syntax-ns"xmlnsrdfs"http//www.w3.org/2000
  /01/rdf-schema" xmlns"http//www.essi.fr/icws/20
  05-2006/humans.rdfs" xmlbase"http//www.essi.fr
  /icws/2005-2006/humans.rdfs-instances"
  gtltrdfDescription rdfID"Lucas"gt ltrdftype
  rdfresource"http//www.essi.fr/icws/2005-2006/hu
  mans.rdfsMan"/gt lthasMother rdfresource"Laura"
  /gt lt/rdfDescriptiongt
• ltMan rdfID"Lucas"gt lthasMother
  rdfresource"Laura"/gtlt/Mangt
• ltrdfDescription rdfID"Lucas"gt lthasMother
  rdfresource"Laura"/gt lt/rdfDescriptiongt
  ltMan rdfabout"Lucas" /gt

11
Importance des URIs

• URI pour les ressources annotées
• URL de ressources web en ligne
• URI de ressources abstraites ou physiques
• URI pour les types de ressources
• URI pour identifier une classe, létendre, la
  spécialiser avec des sous-classes, etc.
• URI pour typer une ressource
• URI pour les prédicats
• URI pour identifier un type de propriété,
  létendre, la spécialiser avec des sous-relations
• URI pour typer les liens entre les ressources

12
rdfslabel

• Une ressource peut avoir un ou plusieurs (labels)
  dans une ou plusieurs langues naturelles
• ltrdfProperty rdfIDnamegt
• ltrdfsdomain rdfresource'Person'/gt
• ltrdfsrange rdfresourcerdfsLiteral'/gt
• ltrdfslabel xmllang'fr'gtnomlt/rdfslabelgt
• ltrdfslabel xmllang'fr'gtnom de
  famillelt/rdfslabelgt
• ltrdfslabel xmllang'en'gtnamelt/rdfslabelgt
• lt/rdfPropertygt

13
rdfscomment rdfsseeAlso

• Les commentaires (comment) sont utilisés pour
  donner des définitions en langage naturel
• ltrdfsClass rdfaboutWomangt
• ltrdfssubClassOf rdfresource"Person" /gt
• ltrdfscomment xmllangfrgtune personne adulte
  du sexe fémininlt/rdfscommentgt
• ltrdfscomment xmllangengta female adult
  personlt/rdfscommentgt
• lt/rdfsClassgt
• Renvoi vers des notions connexes
• ltrdfsClass rdfaboutMangt
• ltrdfsseeAlso rdfresourcePerson/gt
• lt/rdfsClassgt

14
Sémantique de RDFS et inférences

• Si (c2, subClassOf, c1) et (x, type, c2)alors
  (x, type, c1)
• Exemple (Lo, type, Homme) ? (Lo, type, Humain)
• Si (p2, subPropertyOf, p1) et (x, p2, y)alors
  (x, p1, y)
• Exemple (Lo, auteur, Note) ? (Lo, créateur,
  Note)
• Si (c3, subClassOf, c2) et (c2, subClassOf, c1)
  alors (c3, subClassOf, c1) Transitivité
• Si (p3, subPropertyOf, p2) et (p2, subPropertyOf,
  p1) alors (p3, subPropertyOf, p1) Transitivité
• Idem réflexivité subClassOf et subPropertyOf

15
Sémantique de RDFS et inférences (2)

• Si (p, range, c) et (x, p, y) Si (p, domain, c)
  et (x, p, y) alors (y, type, c) alors (x,
  type, c)
• Exemple (aPourMere, range, Femme) (Fabien,
  aPourMere, Josette) ? (Josette, type, Femme)
• Domain Range sont optionnels(typage par défaut
  sur Resource)
• Signature effective conjonction des signatures
  propagées (subPropertyOf) et spécifiées
• Règles de la sémantique de RDF/Shttp//www.w3.org
  /TR/rdf-mt/

16
Ontologies lourdes en OWL

• Les trois niveaux dexpressivité supplémentaire

17
Le gâteau du web sémantique

• OWL représenté au dessus deRDFS
• OWL Lite
• OWL DL
• OWL Full
• En réalité OWL est basé sur une restriction de
  RDFClasses ? Propriétés ? IndividusPas de
  modification du méta model

W3C, T Berners-Lee, Ivan Herman
18
OWL Lite
19
OWL DL and Full
20
Classe énumérée

• Définition en extension d'une classe i.e. en
  énumérant tous ses membres (utile en particulier
  pour les domaines d'attributs) ltowlClass
  rdfid"CouleurYeux"gt ltowloneOf
  rdfparseType"Collection"gt ltowlThing
  rdfID"Bleu"/gt ltowlThing rdfID"Vert"/gt
  ltowlThing rdfID"Marron"/gt
  lt/owloneOfgtlt/owlClassgt

21
Classes définies par union/intersection

• Définition d'une classe par union de
  classes(utile pour les ranges par
  exemple)ltowlClassgt ltowlunionOf
  rdfparseType"Collection"gt ltowlClass
  rdfabout"Person"/gt ltowlClass
  rdfabout"Group"/gt lt/owlunionOfgtlt/owlClassgt
  
• Définition complète d'une classe par intersection
  d'autres classes (équivalence)ltowlClass
  rdfID"Man"gt ltowlintersectionOf
  rdfparseType"Collection"gt ltowlClass
  rdfabout"Male"/gt ltowlClass
  rdfabout"Person"/gt lt/owlintersectionOfgtlt/ow
  lClassgt

22
Complément et disjonction Restriction sur
valeur des propriétés

• Définition d'une classe complémentaireltowlClass
  rdfID"Male"gt ltowlcomplementOf
  rdfresource"Female"/gtlt/owlClassgt
• Imposer une disjonctionltowlClass
  rdfID"Carre"gt ltowldisjointWith
  rdfresource"Rond"/gtlt/owlClassgt
• Contraindre toutes les valeurs ltowlClass
  rdfID"Herbivore"gt ltsubClassOf
  rdfresource"Animal"/gt ltsubClassOfgt
  ltowlRestrictiongt ltowlonProperty
  rdfresource"eats" /gt ltowlallValuesFrom
  rdfresource"Plant" /gt lt/owlRestrictiongt
  lt/subClassOfgtlt/owlClassgt

23
Restriction sur valeur des propriétés (2)

• Contraindre au moins une valeurltowlClass
  rdfID"Sportive"gt ltowlequivalentClassgt
  ltowlRestrictiongt ltowlonProperty
  rdfresource"hobby" /gt ltowlsomeValuesFrom
  rdfresource"Sport" /gt lt/owlRestrictiongt
  lt/owlequivalentClassgtlt/owlClassgt
• Imposer une valeur exacteltowlClass
  rdfID"Velo"gt ltsubClassOfgt ltowlRestrictiongt
  ltowlonProperty rdfresource"nbRoues" /gt
  ltowlhasValuegt2lt/owlhasValuegt
  lt/owlRestrictiongt lt/subClassOfgtlt/owlClassgt

24
Restriction sur la cardinalité

• Cardinalité d'une propriété nombres d'instances
  différentes d'une propriétéi.e. nombres de fois
  où une même ressource est utilisée comme point de
  départ (domain) d'une propriété avec des valeurs
  différentes
• Contraintes nb minimum, nb maximum, nb
  exacteltowlClass rdfID"Person"gt ltsubClassOfgt
  ltowlRestrictiongt ltowlonProperty
  rdfresource"nom" /gt ltowlmaxCardinalitygt1lt/o
  wlmaxCardinalitygt lt/owlRestrictiongt
  lt/subClassOfgtlt/owlClassgt
• La super classe de tout owlThing
• La classe vide (sans instances) owlNothing

25
Trois types de propriétés

• Les ObjectProperty sont des relations entre les
  ressources uniquement. ex aPourParent(thomas,st
  éphane)
• Les DatatypeProperty ont pour valeur un littéral
  possiblement typé exaPourNom(thomas,"Thomas")
• Les AnnotationProperty sont ignorée dans les
  inférences, uniquement utilisées pour documenter
  ou pour des extensions hors des inférences DL
• Propriété symétrique, xRy ? yRx,
  exltowlSymmetricProperty rdfID"hasSpouse" /gt
• Propriété transitive, xRy yRz ? xRz,
  exltowlTransitiveProperty rdfID"hasAncestor"
  /gt
• Propriété fonctionnelle, xRy xRz ? yz,
  exltowlFunctionalProperty rdfID"hasMother" /gt
• Propriété inversement fonctionnelle,xRy zRy ?
  xz, exltowlInverseFunctionalProperty
  rdfID"NumSSociale" /gt

26
Relations d'équivalence Gestion de lontologie

• Classes équivalentes owlequivalentClass
• Propriétés équivalentes owlequivalentProperty
• Instances identiques ou différentes owlsameAs,
  owldifferentFrom
• Deux propriétés inverses, xR1y ? yR2x,
  exltrdfProperty rdfID"hasChild"gt
  ltowlinverseOf rdfresource"hasParent"/gt
  lt/rdfPropertygt
• Utilité dans la mise en correspondance
  d'ontologiesltowlClass rdfabout"o1Person"gt
  ltowlequivalentClass rdfresource"o2Hito"/gtlt/o
  wlClassgt
• Description de l'ontologieowlOntology,
  owlimports, owlversionInfo, owlpriorVersion,
  owlbackwardCompatibleWith, owlincompatibleWith
• Versions des classes et des propriétés
  owlDeprecatedClass, owlDeprecatedProperty

27
Niveaux d'expressivité

• OWL Full contient tout ce que lon a
  mentionnémais OWL Full nest pas décidable
• OWL DL (Description Logic) est une première
  restriction qui
• Sépare Class, Thing, ObjectProperty,
  DatatypePropery
• Nautorise pas rdfsClass, extension
  méta-modèle, cardinalité sur propriété transitive
• OWL Lite est une seconde restriction (i.e.
  restriction de OWL DL) qui nautorise pas
• Union
• Cardinalité autre que 0 ou 1

28
OWL 1.1 http//www.webont.org/owl/1.1/overview.htm
l

• Nouveau groupe OWL 1.1 depuis Sept. 2007
• Sucre syntaxique DisjointUnion,
  NegativeObjectPropertyAssertion et
  NegativeDataPropertyAssertion
• Restriction qualifiée de la cardinalité
  ObjectMinCardinality(2 friendOf hacker)
• Restriction réflexivité localeObjectExistsSelf(li
  kes)
• Réflexivité, Irréflexivité, Symétrie,
  Antisymétrie
• Propriétés disjointes
• Propriété impliquée par une chaine de
  propriétésSubObjectPropertyOf(SubObjectPropertyCh
  ain(owns part) owns)
• Utilisation de datatypes personnalisés
• Meta modélisation par séparation automatique des
  utilisations comme classes, propriétés ou
  individus.

29
Références
30
Références

• RDF 6 documents sur http//www.w3.org/RDF
• RDF Primer
• RDF Concepts and Abstract Data Model
• RDF/XML Syntax Specification (Revised)
• RDF Schema
• RDF Semantics
• RDF Test Cases
• SPARQL
• SPARQL Query Language for RDFhttp//www.w3.org/TR
  /rdf-sparql-query/
• SPARQL Query Results XML Formathttp//www.w3.org/
  TR/rdf-sparql-XMLres/
• SPARQL Protocol for RDFhttp//www.w3.org/TR/rdf-s
  parql-protocol/

31
Sources, références et pointeurs

• W3C documents at http//www.w3.orgwww.w3.org/XML
  - www.w3.org/RDF - http//www.w3.org/2001/sw/
• W3C Tutorials http//www.w3.org/2002/03/tutorials
  
• W3C 10th Anniversary http//www.w3.org/2004/Talks/
  w3c10-Overview/
• W3School http//www.w3schools.com/
• Tutorials on Semantic Web Technologies by Ivan
  Herman
• www.oasis-open.org
• Méthodes et outils pour la gestion des
  connaissances, R. Dieng et. al. Dunod
• Action Web sémantique CNRS http//www.lalic.paris4
  .sorbonne.fr/stic/
• Bulletin AFIA avril 2003 http//www.lalic.paris4.s
  orbonne.fr/stic/articles/
• XML Revolution http//www.brics.dk/amoeller/XML/
  index.html
• OReilly XML.com http//www.xml.com/
• Websemantique http//semanticweb.org/