【正文】 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) Web語(yǔ)義網(wǎng)與語(yǔ)義地理信息服務(wù) 主講人：樊紅教授 測(cè)繪遙感國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（武漢大學(xué) ） 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 1 項(xiàng)目背景 2 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù) 3 Oracle 11g 語(yǔ)義技術(shù) 4 應(yīng)用案例 1 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 報(bào)告內(nèi)容 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 第一部分 :語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 4 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 什么是語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) ? Semantic Web is an extension of the current web in which information is given welldefined meaning, better enabling puters and people to work in cooperation. Tim BernesLee, James Hendler, Ora Lassila, The Semantic Web, Scientific American, May 2022 5 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 語(yǔ)義技術(shù)棧 Standards based 6 ? 基本技術(shù) ? URI ? 統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符Uniform resource identifier ? RDF ? 資源描述框架 ? Resource description framework ? RDFS ? RDF框架 ? RDF Schema ? OWL ? Web本體語(yǔ)言 ? Web ontology language 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 語(yǔ)義數(shù)據(jù)管理特點(diǎn) ? 發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)系通過(guò) ? 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù) (database, apps, web services) ? 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù) (, office documents) Multidata types (graphs, spatial, text, sensors) ? 文本挖掘和 網(wǎng)絡(luò)挖掘架構(gòu) ? Terabytes of structured amp。 unstructured data ? Queries are not defined in advance ? Schemas are continuously evolving ? Associate more meaning (context) to enterprise data to enable its (re)use across applications ? 實(shí)現(xiàn)公司 Web數(shù)據(jù)的共享和重用 . ? 建立在開放的、工業(yè)界 W3C標(biāo)準(zhǔn)之上 : ? SQL, XML, RDF, OWL, OWL 2, SPARQL, SKOS 7 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 第二部分 :語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù) 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) RDF 9 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 資源描述框架 (RDF) ? 用來(lái)網(wǎng)絡(luò)資源及其關(guān)系的數(shù)據(jù)模型 ? 可用圖描述的模型 ? 圖可以用多種序列化格式來(lái)描述 : ? RDF/XML, N3, NTRIPLE, … ? 構(gòu)造單元 :三元組的斷言 (用來(lái)描述一個(gè)事實(shí) ) :produces :mp3 Subject Predicate Object “CA” 10 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 使用 RDF集成數(shù)據(jù)的實(shí)例 參考 W3C Ivan Herman 提供的資料 Source: 11 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 簡(jiǎn)單的書店的數(shù)據(jù)實(shí)例 (dataset “A”) ID A u th o r T i tl e Pu b l i sh er YearI SBN 000651409X id_x y z T he Glas s P alac e id_qpr 2022ID N am e H o m e Pa g eID C i tyH arp er C ollin s Londonid_ x y z Gh os h, Am it av ht t p: / / w w w . am it av gh os h. c omPu b l . N am eid_ qp rSource: 12 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 1st: 輸出第一個(gè)數(shù)據(jù)集 Source: 13 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 關(guān)于輸出數(shù)據(jù)的說(shuō)明 ? 關(guān)系構(gòu)成了“圖” ? 結(jié)點(diǎn)表示“實(shí)際”數(shù)據(jù)或包含一些文字 ? 圖形在計(jì)算機(jī)中如何表示是沒(méi)有關(guān)系的 ? Data export does not necessarily mean physical conversion of the data ? 關(guān)系可在查詢時(shí)生成 ? 經(jīng)由 SQL 為橋梁 ? 來(lái)自 HTML 頁(yè)面 ? 從 Excel 表格中提取數(shù)據(jù) . ? One can export part of the data Source: 14 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 另一個(gè)書店數(shù)據(jù) (dataset “F”) A B D E1ID T i tr e Or i g i n al2I SBN 0 202038 6682 A13 I SBN 000 651409 X36ID A u teu r7I SBN 000 651409 X A12111213T r ad u cteu rLe P alais des m iroirsNomGhos h, Am it avBes s e, C hris t ianneSource: 15 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 2nd:輸出第二個(gè)數(shù)據(jù)集 Source: 16 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 3rd: 開始合并兩個(gè)數(shù)據(jù)集 Source: 17 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 3rd: 開始合并兩個(gè)數(shù)據(jù)集 (cont.) Source: 18 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 3rd: 合并同一資源 Source: 19 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 開始構(gòu)建查詢 … ? 使用數(shù)據(jù)集 “F” 現(xiàn)在能夠回答查詢問(wèn)題，如 : ? “give me the title of the original” ? well, … 171。 donnesmoi le titre de l?original 187。 ? 數(shù)據(jù)集 “F”原來(lái)沒(méi)有這個(gè)信息，通過(guò)與數(shù)據(jù)集“ “A”合并?，F(xiàn)在可以給出答案。 Source: 20 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 更多的例子 … ? 比如，從常識(shí)知道， a:author 和 f:auteur 是同一個(gè)概念。 ? 但是，系統(tǒng)缺乏此項(xiàng)知識(shí)，故目前無(wú)法自動(dòng)合并它們。 ? 為此，可加入更多的知識(shí)： （ 1） a:author same as f:auteur （ 2）它們都代表 “Person” （ 3）在某個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)這樣定義了一個(gè) “Person” 術(shù)語(yǔ)： ? “Person”由它的名字和 homepage唯一確定； ? “Person”代表一個(gè)種類，表示一類特定類型的資源。 Source: 21 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 3rd 使用更多的知識(shí)之后 ……. Source: 22 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) 可以支持更豐富的查詢操作！ ? 數(shù)據(jù)集 “F”現(xiàn)在可以查詢 : ? “donnesmoi la page d?accueil de l?auteur de l?originale” ? well… “give me the home page of the original?s ?auteur?” ? 數(shù)據(jù)集 “F” or “A”都不包含這類信息 … ? …現(xiàn)在，可以查到這個(gè)信息，因?yàn)椋? ? 合并了數(shù)據(jù)集 “A”和數(shù)據(jù)集 “F” ? 增加了幾個(gè)簡(jiǎn)單的斷言，起到了“膠水”的作用 . Source: 23 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) OWL本體語(yǔ)言 24 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) RDF基本元素 ? 例示 例如： :John :MovieXYZ, :PurchaseOrder432 ? 類 ? Class represents a group/category/categorization of instances 例如： :John rdf:type :Student ? 屬性 ? 將數(shù)據(jù)連接到一起 例如， :John :brother :Mary, :John :hasAge “33”^^xsd:integer. 25 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) RDF 框架 (RDFS) ? 核心語(yǔ)言的構(gòu)造 ? rdfs:subClassOf ? :A rdfs:subClassOf :B ? instance of A is also instance of B ? rdfs:subPropertyOf (property transfer) ? :p1 rdfs:subPropertyOf :p2, :a :p1 :b ? :a :p2 :b ? :firstAuthor rdfs:subPropertyOf :Author ? skos:prefLabel rdfs:subPropertyOf rdfs:label ? rdfs:domain 和 rdfs:range (指定如何使用屬性 ) ? :p1 rdfs:domain :D, :a :p1 :b ? :a rdf:type :D ? :p2 rdfs:range :R, :a :p2 :b ? :b rdf:type :R ? 例如 :performSurgeryOn rdfs:domain :Surgeon :performSurgeryOn rdfs:range :Patient ? rdfs:label, seeAlso, isDefinedBy, … ? :Jack rdfs:seeAlso 26 使用推理導(dǎo)出隱含關(guān)系 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) Web Ontology Language (OWL) ? 與 RDFS相比有更強(qiáng)的表達(dá)力 ? 與 Property有關(guān)的結(jié)構(gòu) ? owl:inverseOf ? . :write owl:inverseOf :authoredBy ? owl:SymmetricProperty ? :relatedTo rdf:type owl:SymmetricProperty ? foaf:knows is not defined as a symmetric property! ? owl:TransitiveProperty ? :partOf rdf:type owl:TransitiveProperty. ? skos:broader rdf:type owl:TransitiveProperty ? owl:equivalentProperty ? owl:FunctionalProperty ? :hasBirthMother rdf:type owl:FunctionalProperty ? owl:InverseFunctionalProperty ? foaf:mbox rdf:type owl:InverseFunctionalProperty ? Instances (owl:sameAs, owl:differentFrom) 27 使用推理導(dǎo)出隱含關(guān)系 第 1章 基礎(chǔ)知識(shí) OWL ? 與 Class有關(guān)的結(jié)構(gòu) ? owl:equivalentClass ? owl:disjointWith ? :Boys owl:disjointWith :Girls ? owl:plementOf ? :Boys owl:plementOf :Non_Boys ? owl:unionOf, owl:intersectionOf, owl:oneOf ? owl:Restriction is used to define a class whose members have certain restrictions a property ? owl:someValuesFrom ? owl:a