语义网络与知识图谱入门(二)

OWL

本体声明

owl用owl:Ontology来声明一个本体。rdf:about属性为本体提供一个名称或引用。根据标准,当rdf:about属性的值为""时,本体的名称是owl: Ontology元素的基准URI。

<owl:Ontology rdf:about="">
<rdfs:comment>An example OWL ontology</rdfs:comment>
<owl:priorVersion rdf:resource="http://www.w3.org/TR/2003/PR-owl-guide-20031215/wine"/>
<owl:imports rdf:resource="http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/food"/>
<rdfs:label>Wine Ontology</rdfs:label>
</owl:Ontology>

rdfs:comment 提供了显然必须的为本体添加注解的能力。

owl:priorVersion 是一个为用于本体的版本控制系统提供相关信息(hook)的标准标签。

owl:imports 提供了一种嵌入机制,接受一个用rdf:resource属性标识的参数。导入另一个本体将把那个本体中的全部声引入到当前本体中.

rdfs:label对本体进行自然语言标注。

基本元素

类的定义

OWL中的所有个体都是类owl:Thing的成员。

 <owl:Class rdf:ID="PotableLiquid">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#ConsumableThing" />
</owl:Class>

上例中PotableLiquid被定义为ConsumableThing的子类。

一个类的定义由两部分组成:引入或引用一个名称,以及一个限制列表。被直接包含在类定义中的各个表达式进一步限制了该类的实例,该类的实例属于所有这些限制的交集。(这里描述的是成为某个类的必要条件,关于描述成为某个类的充分必要条件,请参见owl:equivalentClass部分。

个体的定义

类的成员就是类的个体。

先定义类。

<owl:Class rdf:ID="Grape">
</owl:Class>

在定义本体

 <owl:Class rdf:ID="WineGrape">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="&food;Grape" />
</owl:Class>

然后就可以定义个体了

<WineGrape rdf:ID="CabernetSauvignonGrape" />

这里WineGrape为类名,rdf:ID为个体名。

定义属性

一个属性是一个二元关系。有两种类型的属性:

  1. 数据类型属性(datatype properties),类实例与RDF文字或XML Schema数据类型间的关系。

  2. 对象属性(object properties),两个类的实例间的关系。

<owl:ObjectProperty rdf:ID="madeFromGrape">
<rdfs:domain rdf:resource="#Wine"/>
<rdfs:range rdf:resource="#WineGrape"/>
</owl:ObjectProperty>
<owl:ObjectProperty rdf:ID="course">
<rdfs:domain rdf:resource="#Meal" />
<rdfs:range rdf:resource="#MealCourse" />
</owl:ObjectProperty>

上面例子可以看出,定义域为Wine,值域为WineGrape,也就是说,属性描述可以将两个类相关联,使得属性取值的key在Wine中,value在WineGrape中。

实体如何拥有定义的属性呢?

<owl:Thing rdf:ID="LindemansBin65Chardonnay">
<madeFromGrape rdf:resource="#ChardonnayGrape" />
</owl:Thing>

上面这个例子可以看出,LindemansBin65Chardonnay拥有属性madeFromGrape。并且可以根据其定义域知道他一定是葡萄酒。

例如,我们可以通过定义一个locateIn属性来将事物和他所在的地区相关联。

<owl:ObjectProperty rdf:ID="locatedIn">
<rdfs:domain rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/owl#Thing" />
<rdfs:range rdf:resource="#Region" />
</owl:ObjectProperty>

数据类型属性定义

<owl:Class rdf:ID="VintageYear" />
 <owl:DatatypeProperty rdf:ID="yearValue"> 
     <rdfs:domain rdf:resource="#VintageYear" /> 
     <rdfs:range rdf:resource="&xsd;positiveInteger"/> 
</owl:DatatypeProperty> 

数据类型的属性定义更像是类的属性,而对象的属性更像是实例的属性。

属性限制

可以使用owl:Restriction来对属性的值域进行进一步的限制。

<owl:Class rdf:ID="Wine"> 
      <rdfs:subClassOf rdf:resource="&food;PotableLiquid" />
      <rdfs:subClassOf> 
           <owl:Restriction>
                <owl:onProperty rdf:resource="#hasMaker" />
                <owl:allValuesFrom rdf:resource="#Winery" />
            </owl:Restriction> 
     </rdfs:subClassOf>
</owl:Class>

上面例子使用了owl:Restriction来对Wine类进行限制owl:onProperty表明对哪个属性进行限制,而owl:allValuesForm则表明限制的取值范围。所以上面的例子可以解释为,所有Wine实例的hasMaker属性值必须为Winery的实例。

数量限制:

<owl:Class rdf:ID="Vintage">
   <rdfs:subClassOf>
      <owl:Restriction>
         <owl:onProperty rdf:resource="#hasVintageYear"/>
         <owl:cardinality rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1</owl:cardinality>
     </owl:Restriction>
   </rdfs:subClassOf>
</owl:Class>

使用owl:cardinality可以限制实例属性的取值数量,这里onProperty表明对hasVintageYear属性限制,owl:cardinality则限制了该属性取值为1。

其他限制还有:

owl:maxCardinality 限制数值上界

owl:minCardinality 限制数值下界

owl:hasValue 限制属性值的实例必须有hasValue的资源

<owl:Class rdf:ID="Burgundy">
   <rdfs:subClassOf>
      <owl:Restriction>
      <owl:onProperty rdf:resource="#hasSugar" />
      <owl:hasValue rdf:resource="#Dry" />
     </owl:Restriction>
 </rdfs:subClassOf>
</owl:Class>

这个例子中,只有实例的hasSugar属性有Dry的资源,该实例才为Burgundy为的实例。

本体映射

表明两个类等价等价。equivalentClass两个类等价。

<owl:Class rdf:ID="TexasThings">
     <owl:equivalentClass>
           <owl:Restriction>
                   <owl:onProperty rdf:resource="#locatedIn" />
                   <owl:someValuesFrom rdf:resource="#TexasRegion" /> 
           </owl:Restriction>
      </owl:equivalentClass>
</owl:Class>

上例表明,TexasThings类等价于一个无名类,而这个无名类加了locatedIn限制。

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