Protege构建本体笔记

Protégé构建本体

13种OWL语言

OWL可以分为三种子语言：OWL-Lite，OWL-DL，OWL-Full。子语言的特征是由它的描述能力来分类的。其中，OWL-Lite描述能力最弱，OWL-Full描述能力最强，OWL-DL 的能力属于中间，同时，OWL-Full可以视为是OWL-DL的一个扩展。

1.1O WL-Lite

在语法上，OWL-Lite是最简单的语言。一般用于只有一个简单的类层次和定义的约束比较简单的情况。比如，根据一个现有的百科全书建立的本体。

1.2O WL-DL

OWL-DL是建立在描述逻辑基础上的的，描述能力比OWL-Lite强得多。描述逻辑是第一顺序逻辑的决定性部分，可以进行自动推理。因此，可以自动的计算分类层次，并且检查本体的一致性。

1.3O WL-Full

OWL-Full的表达能力是最强的。OWL-Full可以适用于需要很强的表达能力的情况。

2OWL本体的组成

OWL本体由个体、关联和类组成，三者分别和实例（Instances）、扩展连接点（Slot）、类（Classes）相通信。

2.1个体（Individuals）

个体就是在领域中，我们所感兴趣的物体。Protégé和OWL之间有一个显著的区别，就是OWL没有独立名字假定（Unique Name Assumption, UNA）。这意味着两个不同的名字可以指向同一个个体。个体就是我们常说的实例，个体可以被理解为“类的实例”。

2.2关联（Properties）

关联指的是两个个体之间的二元关系，比如，一个关联可以把两个个体连接在一起。

例：关联hasSibling，因为Matthew和Gemma是两兄弟，就可以通过hasSibling这个关系把Matthew和Gemma连在了一起，

关联也可以只有一个参数，如使某种功能化的关联，如transitive（传递）或symmetric （对称）。

在Protégé中，关联基本和扩展连接点（Slot）的意思是一致的。在描述逻辑中，扩展连接点是一个角色，在UML中是关系，也可以是指向其他物体的概念。在GRAIL（另一种本体语言）和其他的形式化语言中，也被称作属性。

2.3类（Classes）

OWL类是一组包含了个体的集合。它是通过使用形式化的数学语言，精确描述类成员的特性。比如，类Cat包括了特定领域中所有包括“猫”的类。类由超类（superclass）和子类（subclass）的层次结构分类构成，也被称作taxonomy。子类是超类的细化，子类可以继承超类的性质，也就是说，超类的条件是形成子类的必要条件。同时超类-子类关系式OWL-DL的关键特性之一，这可以为推理机自动调用。

同时，概念（concept）一词也类中也时有出现，类是表述概念的基础。

建立一个OWL类，就是建立一个说明类的环境的描述，这个环境首先必须满足描述此类的一个个体成员的要求。

3OWL本体的构建

3.1建立类

3.1.1一个类层次（class hierarchy）也被称之为一个分类法（taxonomy）。

3.1.2不相交类（disjoint class）

不相交类的定义是，一个个体（或事物）不可能成为多个（>1）类的实例。

子类（subclass）

3.2建立关联（properties）

关联的作用是表示两个个体之间的关系。关联主要分为两种：事物关联（object properties）和数据类型关联（datatype properties）。

事物关联连接两个个体。数据类型关联连接一个个体和一个XML Schema 数据类型值（XML Schema Datatype value）或RDF描述（RDF literal）。OWL也有第三种关联，称为注释关联（Annotation properties），注释关联可以向类、个体或者事物/数据类型关联里添加信息（元数据）

3.2.1逆关联（Inverse Properties）

每个事物关联都可能有一个逆关联。如果一个关联连接个体a和b，那么它的逆关联就将连接b和a。比如关联hasChild就是关联hasParent的逆关联

3.2.2OWL关联的特征（OWL Property Characteristics）

3.2.3功能性关联（Functional Properties）

具有某种特定功能的关联。最常见的是，通过一个关联，将两个个体连接在一起。

3.2.4反向功能关联（Inverse Functional Properties）

3.2.5传递关联（Transitive Properties）

若一个关联是传递的，那么如果关联P关联了a和b，且P也关联了b和c，那么，可以推知，P也可以关联a和c。

3.2.6对称关联（Symmetric Properties）

若关联P是对称的，P关联了个体a和b，那么P同样可以关联a和b。

3.3关联的定义域和值域

关联把个体从定义域连接到值域。例子……

在关联P中，把个体从定义域a连接到值域b。那么在它的反向关联P’中，定义域就是b，值域是a，就是把个体从定义域b连接到值域a。

3.4描述和定义类

3.4.1关联约束

OWL关联的作用是定义约束，约束的作用是限制归属类的个体，OWL中的约束主要有三种：

●计量约束（Quantifier Restrictions）

●基数约束（Cardinality Restrictions）

●赋值约束（hasVaule Restrictions）

首先我们来看计量约束：

●存在约束（existential restrictions ]）

●任意约束（universal restrictions ∨）

例如，约束]hasTopping MozzarellaTopping表示存在一个个体中类或者集合，其中至少有一个个体含有MozzarellaTopping。事实上，约束所描述的是一个佚名

的类，这个类包含的个体满足这个约束。当约束描述一个类的时候，它事实上也描

述了（限定）这个类的超类，比如，MargheritaPizza是一个事物的子类，那么Pizza

也至少含有一个满足MozzarellaTopping的子类。

3.4.2存在约束

在OWL本体中，存在约束是最常用的约束。存在约束定义了，存在一个特定类的个体，满足一个给定的关联关系。