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(1)

(2)

2001年

2006年

2010年

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Linked Open Data (LOD) オープン・データ

政府データ科学データ音楽データ写真データ米国連邦政府英国政府 Science Commons MusicBrainz Flickr Folksonomy Wikipedia 集合知

(3)

XML（自由）→RDF（固定）

• XML文書で使用されるタグは任意．

• ソフトウェア（エージェント）にとって理解不能．

• タグ名の選択，モデル使用法は千差万別．

• 単純ではあるがメタデータ記述形式を統一したも

のがRDF

• RDF上に構築されるRDFスキーマ，オントロジー

を通してソフトウェア（エージェント）が情報の意味

が理解できる

(4)

山口高平が

http://www.yamaguti.ae.keio.ac.jp

というサイトを作成した

<is_creator>

<person>山口高平</person>

<web site>http://www.yamaguti…</web site>

</is_creator>

<home_page_by_author>

<web site>http://www.yamaguti…</web site>

<author>山口高平</author>

(5)

RDF基本データモデル（１）

(Resource Description Framework)

リソース：URIで識別可能な情報資源

プロパティ：リソースの特徴・属性，

リソース間の関係を記述するもの

ステートメント（文）：

リソース＋プロパティ＋値，

リソース＋プロパティ＋リソースの組み合わせ

．

主語（Subject)＋述語or動詞（Predicate)＋目的語

（Object)を意味する．

(6)

URI

_URI

URI

RDF基本データモデル（２）

主語述語(動詞）目的語

リソースプロパティリソース

A君設計する情報システムユースケース

役職，スキル，．．．入力，参照，出力，ツール，システム仕様，US仕様．．．今は放置．あとで飛んだURI先で定義すればいよい．段階的開発を可能にしている． IDがURIになっていることがSWの本質

(7)

RDFの基本データモデル（３）

• RDFの基本モデルは有向ラベル付きグラフ

– 主語，目的語をノードとし，述語をアークとして連結

– リソースノードは楕円，リテラルは長方形で示す

• リソースは，URIで参照

– 目的語はリソースまたはリテラル

– 主語，述語，目的語の組み合わせは，ステートメント

http://kanzaki.com

神崎正英

dc:creator

リソース

プロパティ

リテラル

ステートメント

主語述語目的語

(8)

RDFの基本データモデル（４）

• 複数のステートメントを連結したRDF

（構造化モデル）

– 目的語がリソース：そのリソースを主語とみたてて新たなステートメントを作成可能 – 目的語ノードを主語として連結 – ノードから複数のアークが伸びてよい上田好き猫上田好き猫黒オス性別色

(9)

RDFの基本データモデル（5）

空白ノード



空白ノードは外部からは参照できないが、

「あ

る匿名のリソース」

としてトリプルの主語や目

的語になることはできる。

URI参照で名前付けをしないため、外部からURIによって見つけることができない http://www.bb2.com ホームページ

URI参照による名前付けをしないノード

(10)

空白ノードと構造化グラフ(例１)

ＩＤ氏名ホームページ住所ＡＡ１石川 www.aa1.com 東京ＢＢ２今井 www.bb2.com 神奈川ＣＣ３手島 www.cc3.com 東京ＤＤ４内藤 www.dd4.com 愛知



_{ID欄の値は主語ではなくプロパティの一つ。}

BB2 http://www.bb2.com ID ホームページホームページ BB2 http://www.bb2.com

(11)

空白ノードと構造化グラフ(例２)

• 「

http://www.bb2.com

の作者は今井良で、そ

のメールアドレスは[email protected]」を

RDFのグラフ図で表す場合

「ある人物」を表す匿名の空白ノード

http://www.bb2.com 今井良 [email protected] 作者氏名メールアドレス

(12)

RDFの構文（１）

http://kanzaki.com _神崎正英 dc:creator <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> <rdf:Description rdf:about="http://kanzaki.com"> <dc:creator>神崎正英</dc:creator> </rdf:Description> </rdf:RDF> @prefix dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> . @prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> . <http://kanzaki.com> dc:creator "神崎正英" . <http://kanzaki.com> <http://purl.org/dc/elements/1.1/creator> “神崎正英" .

モデル

XML

Notation3

N-Triple

(13)

RDFのＸＭＬ構文（基本モデル）

rdf: RDF Model&Syntax name space

Description要素：ステートメント

about属性：主語となるリソースのURI

Description要素内容：プロパティ(dc:creator)＋値（神崎正英）

http://kanzaki.com

dc:creator

神崎正英

<rdf:Description rdf:about=“http://kanzaki.com">

<

dc:creator

>神崎正英</

dc:creator

>

</rdf:Description>

<rdf:Description

rdf:about=“http://kanzaki.com“

dc:creator

=“神崎正英”/>

短縮構文（要素内容を書かずに属性として記述）

(14)

RDFのXML構文（構造化モデル）

<rdf:RDF ...>

<rdf:Description rdf:about=“urn:isbn:4-8399-0454-5">

<dc:creator>神崎正英</dc:creator> <dc:publisher>

<rdf:Description rdf:about=" http://www.mycom.co.jp "> <ex:webmaster>Someone’s name</ex:webmaster> </rdf:Description> </dc:publisher> </rdf:Description> </rdf:RDF> urn:isbn:4-8399-0454-5 http://www.mycom.co.jp

神崎正英

Someone’s name

dc:creator dc:publisher ex:webmaster

(15)

練習問題１

• 「William の年齢は２２歳である」という内

容をRDFモデルとXML構文で記述せよ．

• プロパティはAgeとする．

• 発生する問題は？

William

Age

22

<?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf=http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns# xmlns:mr3=http://mmm.semanticweb.org/mr3# xml:base="http://mmm.semanticweb.org/mr3#"> <rdf:Description rdf:ID="William"> <mr3:Age>22</mr3:Age> </rdf:Description> </rdf:RDF>

(16)

練習問題２

• 「William の父はCharlesである」という内容

をRDFモデルとXML構文で記述せよ．

• プロパティはhasFatherとする．

William

Charles

hasFather

<?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:mr3=http://mmm.semanticweb.org/mr3# xml:base="http://mmm.semanticweb.org/mr3#"> <rdf:Description rdf:ID="William"> <mr3:hasFather rdf:resource="#Charles"/> </rdf:Description> </rdf:RDF>

(17)

練習問題３

• こころの作者は夏目漱石である．

• こころは小説である．

• 夏目漱石は作家である．

• すべての作家は人間である．

• 小説の作者は作家のみである．

• 作者を表すプロパティとして，

「

_{http://purl.org/dc/elements/1.1/creator}

_{」を用いる}

(18)

練習問題３ RDF(S)モデル

小説

作家

dc:creator

こころ

夏目漱石

小説

作家

dc:creator

人間

RDFS

RDF

リソースのタイプ

クラス

プロパティ

rdfs:domain: 小説

rdfs:range: 作家

dc → http://purl.org/dc/elements/1.1/

(19)

練習問題３ RDF/XML

<?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" xmlns:owl="http://www.w3.org/2002/07/owl#" xmlns:mr3="http://mmm.semanticweb.org/mr3#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/" xml:base="http://mmm.semanticweb.org/mr3#"> <rdfs:Class rdf:ID="作家"> <rdfs:subClassOf> <rdfs:Class rdf:ID="人間"/> </rdfs:subClassOf> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID="小説"/> <rdf:Property rdf:about="http://purl.org/dc/elements/1.1/creator"> <rdfs:domain rdf:resource="#小説"/> <rdfs:range rdf:resource="#作家"/> </rdf:Property> <mr3:作家 rdf:ID="夏目漱石"/> <mr3:小説 rdf:ID="こころ"> <dc:creator rdf:resource="#夏目漱石"/> </mr3:小説> </rdf:RDF>

(20)

(21)

RDFS（スキーマ）

上田好きたま黒オス性別色上田リソース，たまリソースは，どのようなカテゴリに属するのか？ → 上田リソースは，人間クラスに属する → たまリソースは，猫クラスに属する  クラスの定義方法は？  リソースがクラスに属することを 表明方法は？ 好き，性別，色などのプロパティ（述語）は， どのように定義するのか？

プロパティやリソースの

カテゴリを定義するための

基本的なメカニズムを提供

(22)

RDFS：語彙（タグ）に関するメタ知識

• RDFのモデル・構文に基づいて，RDFSが提供する以下のリ

ソース及びプロパティを用いて，プロパティ定義，クラス定義，

クラスのインスタンスの定義を行う

– rdf:は，http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#の接頭辞を示す – rdfs:は，http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#の接頭辞を示す

• RDFSの４基本クラス

– rdfs:Resource: すべてのものはリソース – rdfs:Class：クラス＝基本的なものごとのカテゴリ – rdf:Property：プロパティ＝物事の性質、関係 – rdfs:Literal：文字列などのリテラル

• RDFSの７基本プロパティ

– あるクラスのインスタンスであることを示す：rdf:type – クラス，プロパティの派生関係を示す： rdfs:subClassOf，rdfs:subPropertyOf – プロパティの限量定義： rdfs:range, rdfs:domain – 人間に理解できる情報： rdfs:label, rdfs:comment

(23)

RDFSクラスの作り方

ＲＤＦＳもＲＤＦモデル（ＳＰＯ）的に考えて作成する．

① rdf:typeプロパティの値をrdfs:Classとしてクラスを

作る（クラスはrdfs:Classのインスタンスとする）

②簡略法<rdfs:Class …></rdfs:Class>

<rdf:Description rdf:ID=“動物">

<rdf:type rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema #Class"/> or <rdf:type rdf:resoucre=“&rdfs;Class”/> <rdfs:subClassOf rdf:resource=“#生物"/> </rdf:Description> <rdfs:Class rdf:ID=“犬"> <rdfs:subClassOf rdf:resource=“#動物"/> </rdfs:Class> 生物動物犬

is-a

(24)

RDF/XMLの省略記述

• RDFのXML構文では，rdf:typeでタイプを指定し

たノード（型付きノード）は，rdf:Description要素を

タイプ名で置き換えることができる

<rdf:Description rdf:ID="Symphony">

<rdf:type rdf:resource=" http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class"/> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Music"/>

</rdf:Description>

<rdfs:Class rdf:ID="Symphony">

<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Music"/> </rdfs:Class>

(25)

ＥＸ：Personクラスを作ろう

<rdf:Description rdf:ID=“Person”>

<rdf:type rdf:resource=“&rdfs;Class”/>

<rdfs:subClassof rdf:resource=“rdfs;Resource”/>

<rdfs:Class ID=“Person”>

<rdfs:subClassof rdf:resource=“rdfs;Resource”/>

</rdfs:Class>

(26)

RDFSプロパティ定義

• プロパティはクラスに従属せずグローバル

– OOP言語のクラスにおけるプロパティ定義と異なる概念

• プロパティの継承、適用範囲の定義

– 上位プロパティを継承する

rdfs:subPropertyOf

– 定義域（主語の範囲）を定義する

rdfs:domain

– 値域（目的語の範囲）を定義する

rdfs:range

<rdf:Property rdf:ID=“好き"> <rdfs:subPropertyOf rdf:resource=“．．．"/> <rdfs:domain rdf:resource=“#人間"/> <rdfs:range rdf:resource=“#猫"/> </rdf:Property>

(27)

RDFSインスタンス定義

• rdf:typeによる型指定

– 定義したクラスのインスタンスであることを

rdf:typeによって示す

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" > <rdf:Description rdf:about="#たま"> <rdf:type rdf:resource="#猫"/> </rdf:Description> <rdf:Description rdf:about="#上田"> <rdf:type rdf:resource="#人間"/> <好き rdf:resource="#たま"/> </rdf:Description> </rdf:RDF> 上田好き rdf:type 「上田」というリソースのカテゴリが人間，「たま」というリソースのカテゴリが猫であることをあらわしているたま人間猫 rdf:type

(28)

プロパティのdomainとrange は?

rdf:type はrdf:Property の一種であり，

rdfs:domainはresourceであり，

rdfs:rangeはclassである．

rdfs:subClassOf，rdfs:subPropertyOf

rdfs:label, rdfs:commentも同様に考えよ．

(29)

RDF/RDFS

William

Charles

subject （Resource） predicate

（_Property） object(Literal) hasFather statement

Model

Syntax

<rdf:Description about=“William”> <hasFather>Charles<hasFather/> <rdf:type resource=“Person”/> </rdf:Description> Resource Property Literal

Person

rdf:type object(Resource) <rdf:Class rdf:about=“Person”> <rdfs:subClassOf resource=“&rdfs;Resource”/> </rdf:Class> <rdf:Property rdf:about=“hasFather”> </rdf:Property>

Syntax

Model

Person

hasFather

rdfs:Class

rdf:Property

rdf:type rdf:type

rdfs:Resource

rdfs:subClassOf (Class) (Property)

RDF

RDFS

(30)

W3Cから提供されているRDFツール IsaViz

<rdf:RDF xmlns:rdfs=“…rdf-schema#"> <rdfs:Class rdf:about="http://purl.org/rss/1.0..." rdfs:label=“…“></rdfs:Class> <rdf:Property rdf:about="http://purl.org/rss/1.0..." rdfs:label=“…“></rdf:Property> </rdf:RDF> <rdf:RDF xmlns:rdfs=“…rdf-syntax-ns”> <image rdf:about="http://..."> <title>…</title> <link>http://…</link> </image>… </rdf:RDF>

RDFS/XML

RDF/XML

RDF + RDFS

(31)

www.yamaguti.comp.ae.keio.ac.jp

MMM project をクリック

(32)

OWL

Web Ontology Language

(33)

OWL

• RDFとRDFSを基礎として，

Webに存在するものご

との分類体系（クラス）やその関係，

さらにはそれ

を推論していくためのルールを定義するオントロ

ジー言語

• 中央集約でない語彙のネットワーク

– Webでは各地で独自の語彙定義が行われる

– これらを変更することなく，統合･発展させるメカニズム

– 継承関係、相互関係などに基づく簡単な推論

– OWL-Lite, OWL-DL, OWL-Full

Symphony

_Sinfonie

A:Symphony = B:Sinfonie

(34)

OWLの基本構成

• ヘッダ要素

– バージョン情報と他のオントロジーのインポー

トを記述

• クラス要素

– オブジェクトのクラスを定義

• プロパティ要素

– プロパティを定義

• インスタンス（個体: Individual）

(35)

ヘッダ要素

• ヘッダはowl:Ontology要素として記述 – owl:は，http://www.w3.org/2002/07/owl#の接頭辞 • OWL以外のRDF要素を使ったメタデータなども埋め込むことができる – 例： Dublin Core • owl:versionInfo要素の内容は任意の文字列で，オントロジーの意味には無関係 • owl:imports要素は他のオントロジーを再利用することができ，拡張性や相互運用性のための機能 • その他の要素 – owl:priorVersion、owl:backwardCompatibleWith、owl:incompatibleWith <owl:Ontology rdf:about=""> <owl:versionInfo>webont.html, v.0.9; 2002-08-25 Exp</owl:versionInfo> <owl:imports rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/owl"/> <dc:creator>KANZAKI, Masahide</dc:creator> </owl:Ontology>

(36)

OWLクラス定義の概要

• スキーマとは異なるレイヤーとしてのClass

– owl:Class要素によるクラス定義

• クラス同士の関係

– rdfs:subClassOf, owl:disjointWith, owl:equivalentClass ,

owl:oneOf

• クラスの集合（論理組合せ）としての定義

– owl:intersectionOf, owl:unionOf, owl:complementOf

• クラス内でのプロパティの限定

– 制約のタイプ

• owl:allValuesFrom, owl:someValuesFrom, owl:hasValue

– 出現回数の制約

(37)

OWLクラス定義の例

• クラス同士の関係

• クラスの組み合わせ

<owl:Class rdf:ID="Symphony"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Music"/> <owl:equivalentClass rdf:resource="http://….#Sinfonie"/> </owl:Class> <owl:Class rdf:ID="XHTML"> <owl:intersectionOf rdf:parseType="Collection"> <owl:Class rdf:about="#XML"/> <owl:Class rdf:about="#HTML"/> </owl:intersectionOf> </owl:Class> Symphonyクラスは Sinfonieクラスと等しい関係 XHTMLクラスは XMLクラスと HTMLクラスの共通部分に一致．論理積．

(38)

クラスでのプロパティの制約

• クラス内のowl:onRestriction要素

– 対象とするプロパティをowl:onProperty要素で

指定

– グローバルなプロパティがこのクラス内で受け

る制約を定義

<owl:Class rdf:ID="Person"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Animal"/> <rdfs:subClassOf> <owl:Restriction owl:cardinarity="1"> <owl:onProperty rdf:resource="#hasRealName"/> </owl:Restriction> </rdfs:subClassOf> </owl:Class> 「Person」というクラスは「Animal」のサブクラスで、「hasRealName」というプロパティの値は1つだけである

(39)

OWLプロパティ定義の概要

• RDFSを用いた基本定義

– rdfs:subPropertyOf, rdfs:range, rdfs:domain

• プロパティ同士の関係

– equivalentProperty , inverseOf

• プロパティのタイプ

– ObjectProperty

• オブジェクトを別のオブジェクトと関連づける

• TransitiveProperty, SymmetricProperty, FunctionalProperty, InverseFunctionalProperty

– DatatypeProperty

• オブジェクトをデータタイプ値に結びつける <owl:ObjectProperty rdf:ID="hasChild"> <owl:inverseOf rdf:resource="#hasParent"/> </owl:ObjectProperty> 「hasChild」というプロパティは「hasParent」の反対の関係データタイプ値

(40)

OWLプロパティの例

• owl:TransitiveProperty

– 「子孫」プロパティのように、P(x,y)とP(y,z)が真ならP(x,z)も真であるという具合に関係が推移していくプロパティ。

• owl:SymmetricProperty

– 「夫婦」プロパティのように、P(x,y)⇔P(y,x)が成り立つプロパティ

• owl:FunctionalProperty

– P(x,y)において、xについてただひとつのyしか対応しない – maxCardinality="1"と同じ

• owl:InverseFunctionalProperty

– P(x,y)において、yの値は特定のxにしか適用できない – IDとして機能するプロパティ <owl:TransitiveProperty rdf:ID="hasOffspring"> <owl:inverseOf rdf:resource="#hasAncestor"/> </owl:TransitiveProperty> 「hasOffspring」というプロパティは推移プロパティでかつ「hasAncestor」の反対の関係

(41)

インスタンスあるいは個体 (Individual)

• クラスやプロパティの定義（抽象構文では公理 (Axioms) ） – 用語集，推論などを行うためのルール集のようなもの • インスタンスを記述する部分（抽象構文では事実 (Facts) ） – クラスやプロパティを用いて，（Webに）実際に存在するものを具体的に描く • 通常のrdf:Description要素として記述 – rdf:type / 型付ノードで属するクラスを表現 – 他の個体との関係を示 • owl:sameIndividualAs – 2つの個体が同一であることを示す • owl:differentFrom – 2つの個体が別物であることを示す • owl:allDifferentm – 列挙した一連の個体が互いに別物であることを示す – そのほか任意のプロパティ要素を記述 <rdf:Description rdf:ID="Lewis_Carroll">

<owl:sameIndividualAs rdf:resource="#Charles_Lutwidge_Dodgson"/> <rdf:type rdf:resource="ex:Novelist"/>

<ex:isAuthorOf rdf:resource="#Alice_in_Wonderland"/> </rdf:Description>

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2001年

2006年

2010年

XML（自由）→RDF（固定）

• XML文書で使用されるタグは任意．

• ソフトウェア（エージェント）にとって理解不能．

• タグ名の選択，モデル使用法は千差万別．

• 単純ではあるがメタデータ記述形式を統一したも

のがRDF

• RDF上に構築されるRDFスキーマ，オントロジー

を通してソフトウェア（エージェント）が情報の意味

が理解できる

山口高平が

http://www.yamaguti.ae.keio.ac.jp

というサイトを作成した

<is_creator>

<person>山口高平</person>

<web site>http://www.yamaguti…</web site>

</is_creator>

<home_page_by_author>

<web site>http://www.yamaguti…</web site>

<author>山口高平</author>

RDF基本データモデル（１）

(Resource Description Framework)

リソース：URIで識別可能な情報資源

プロパティ：リソースの特徴・属性，

リソース間の関係を記述するもの

ステートメント（文）：

リソース＋プロパティ＋値，

リソース＋プロパティ＋リソースの組み合わせ

．

主語（Subject)＋述語or動詞（Predicate)＋目的語

（Object)を意味する．

URI

URI

URI

RDF基本データモデル（２）

主語 述語(動詞） 目的語

リソース プロパティ リソース

A君 設計する 情報システムユースケース

RDFの基本データモデル（３）

• RDFの基本モデルは有向ラベル付きグラフ

– 主語，目的語をノードとし，述語をアークとして連結

– リソースノードは楕円，リテラルは長方形で示す

– 目的語はリソースまたはリテラル

– 主語，述語，目的語の組み合わせは，ステートメント

http://kanzaki.com

神崎 正英

dc:creator

リソース

プロパティ

リテラル

ステートメント

RDFの基本データモデル（４）

• 複数のステートメントを連結したRDF

（構造化モデル）

RDFの基本データモデル（5）

空白ノード



空白ノードは外部からは参照できないが、

「あ

る匿名のリソース」

としてトリプルの主語や目

的語になることはできる。

URI参照による名前付けをしないノード

空白ノードと構造化グラフ(例１)



ID欄の値は主語ではなくプロパティの一つ。

空白ノードと構造化グラフ(例２)

• 「

http://www.bb2.com

の作者は今井良で、そ

のメールアドレスは[email protected]」を

RDFのグラフ図で表す場合

「ある人物」を表す匿名の空白ノード

RDFの構文（１）

モデル

XML

Notation3

_URI

主語述語(動詞）目的語

リソースプロパティリソース

A君設計する情報システムユースケース

神崎正英

_{ID欄の値は主語ではなくプロパティの一つ。}

_{http://purl.org/dc/elements/1.1/creator}

_{」を用いる}