Semantic Web: OWL Web Ontology Language

Engelke Eschner Oleksandr Krychevskyy

Überblick • Kurze Wiederholung • Aufbau von XML zu OWL • Beispiel • Vor- und Nachteile • Quellen & Literatur

Wiederholung • Ontologie:

„beschreibt einen Wissensbereich mit Hilfe einer standardisierenden Terminologie sowie Beziehungen und Ableitungsregeln zwischen den dort definierten Begriffen.“

• RDF/RDFS:

RDF: „beschreibt Ressourcen (Dinge aller Art) und die Beziehungen zwischen ihnen“ RDFS: „bietet Konzepte zur Beschreibung von Klassen von Ressourcen und Properties, sowie deren Zusammenhänge“

Überblick • Kurze Wiederholung • Aufbau von XML zu OWL • Beispiel • Vor- und Nachteile • Quellen & Literatur

Aufbau OWL

Semantik/Daten

RDF/RDFS

Semantik/Daten

XML/XML Schema

Syntax/Dokument

Aufbau XML RDF/RDFS OWL Full OWL OWL DL OWL Lite

OWL Lite • Eingeschränkteste aller Varianten • Geeignet für Klassenhierarchien und simple Beschränkungen

OWL DL • Gehört zur Familie der Description Logics, daher „DL“

• Bietet mehr Freiheiten • Sinnvollste Variante

OWL Full • Keine Beschränkungen • Gültige RDF Dokumente sind auch gültige OWL Full Dokumente

• Aber: Berechenbarkeit nicht garantiert!

Sprachelemente: OWL Lite RDF Schema Features: -Class -rdfs:Property -rdfs:subClassOf -rdfs:subPropertyOf -rdfs:domain -rdfs:range -Individual

(In)Equality: -equivalentClass -equivalentProperty -sameAs -differentFrom -allDifferent

Property Type Restrictions: Restricted Cardinality: -allValuesFrom -minCardinality -someValuesFrom -maxCardinality -cardinality Class Intersection: -intersectionOf Datatypes: -DatatypeProperty

Property Characteristics: -inverseOf -TransitiveProperty -SymmetricProperty -FunctionalProperty -InverseFunctionalProperty

Header Information: -ontology -imports

Versioning: Annotation Properties: -versionInfo -rdfs:label -priorVersion -rdfs:comment -backwardCompatibleWith -rdfs:seeAlso -inCompatibleWith -rdfs:isDefinedBy -DeprecatedClass -DeprecatedProperty

Sprachelemente: OWL DL & Full (zusätzlich zu OWL Lite) Class Axioms: -oneOf, Datarange -disjointWith -equivalentClass (applied to class expressions) -rdfs:subClassOf (applied to class expressions)

Boolean Combination of Class Expressions: -unionOf -intersectionOf -complementOf

Arbitrary Cardinality: -minCardinality -maxCardinality -cardinality

Filler Information: -hasValues -someValuesFrom

Beschreibung der einzelnen Elemente: http://www.w3.org/TR/owl-ref/

einfache Hierarchie • Klassen, Unterklassen - Class, rdfs:subClassOf

• Individuen - Individuals • Eigenschaften - Simple Properties

Klassen, Unterklassen …

Individuen

Eigenschaften • Datentypeneigenschaften DatatypeProperty

• Objekteigenschaften - ObjectProperty • Untereigenschaftgen rdfs:subPropertyOf

• Definitionsbereich - rdfs:domain • Wertebereich - rdfs:range

Datentypeneigenschaften

Objekteigenschaften

Untereigenschaften ... ...

Individueneigenschaften

Eigenschaftstypen Property Characteristics • •

transitive Eigenschaften - TransitiveProperty

• • •

funktionale Eigenschaften - FunctionalProperty

symmentrische Eigenschaften SymmetricProperty

inverse Eigenschaften, Gegenteiliges - inverseOf inverse funktionale Eigenschaften InverseFunctionalProperty

transitive Eigenschaften TransitiveProperty aus P(x,y) und P(y,z) folgt P(x,z)

symmetrische Eigenschaften SymmetricProperty aus P(x,y) folgt P(y,x)

funktionale Eigenschaften FunctionalProperty aus P(x,y) und P(x,z) folgt y = z



inverse Eigenschaften inverseOf aus P(x,y) folgt P(y,x)



inverse funktionale Eigenschaften InverseFunctionalProperty aus P(y,x) und P(z,x) folgt y=z



Restriktionen • alleValuesFrom, • Cardinality

someValuesFrom

Restriktionen

allValuesFrom, someValuesFrom



Restriktion Cardinality 1

Ontology Mapping equivalentClass, equivalentProperty

Ontology Mapping Identity between Individuals

Überblick • Kurze Wiederholung • Aufbau von XML zu OWL • Beispiel • Vor- und Nachteile • Quellen & Literatur

von „Frau“ zu „Mutter“ Aufgabe: Suche alle Mütter und schicke ihnen eine Karte zum Muttertag. Vorraussetzung: Daten in RDF/RDFS annotiert

von „Frau“ zu „Mutter“ 1. Fall

von „Frau“ zu „Mutter“ 2. Fall

Lösung mit RDF/RDFS:

von „Frau“ zu „Mutter“ 3. Fall

Keine Lösung mit RDF/RDFS möglich! Aber mit OWL!

von „Frau“ zu „Mutter“ Konzept der Mutter: „Eine Mutter ist eine Frau mit mindestens einem Kind“ 1

von „Frau“ zu „Mutter“

• Klassenbildung anhand von Eigenschaften • Beschreibung von Klassen durch Mengenoperationen

• Anonyme Klassen

Überblick • Kurze Wiederholung • Aufbau von XML zu OWL • Beispiel • Vor- und Nachteile • Quellen & Literatur

Vorteile • W3C „Standard“ • Basiert auf XML, Nutzung vorhandener XML Werkzeuge möglich

• Konvertierung der in DAML+OIL erstellten Ontologien relativ einfach

Nachteile • keine „Qualified Number Restriction“ Kind = Mensch Ç $²hatElter(Vater È Mutter) nicht möglich! Kind = Mensch Ç $²hatElter

• Zahl der verfügbaren OWL Ontologien im vergleich zu DAML+OIL noch gering

Überblick • Kurze Wiederholung • Aufbau von XML zu OWL • Beispiel • Vor- und Nachteile • Quellen & Literatur

Quellen & Literatur • Deborah L. McGuiness, et al: OWL Web Ontology Language Overview http://www.w3.org/TR/owl-features/

• Deborah L. McGuiness, et al: OWL Web Ontology Language Guide http://www.w3.org/TR/owl-guide/

• Roland Illig, Kirsten Albrecht: RDF und RDF Schema • Katarzyna Bade: Ontologien in WWW • Cai Ziegler: Web Ontology Language (OWL):Vokabulare fürs Web, iX 12/2003 S. 108ff

• Web-Ontology Workgroup: http://www.w3.org/2001/sw/WebOnt/