jena - 実行時に計算された値に基づくクラス/個人の関係の決定

Question

Weather クラスと、"Cold"、"Rainy"、"Sunny" などのいくつかのサブクラス (代わりに個別にする必要があるかどうかはわかりませんが) で構成される単純なオントロジーがあります。実行時に気象データを取得するまで、これらの条件のどれが保持されるかはわかりません。たとえば、現在の温度がたとえば 70 度未満の場合は「寒い」だけです (私はテキサスに住んでいます ;p)。この種の推論を実行時に実行できるように、オントロジーを構造化する方法はありますか? (Protege と Jena を使用しています。)

基本的に、現在有効な気象条件に基づいて、さまざまなことをしたいと考えています。簡単にするために、「現在は寒く、雨が降っています...」と印刷したいと仮定して、気温や降水量などのデータに基づいて現在の気象条件をリストします。

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OWLで公理を書く

次の形式のルールを追加しようとしているようです。

x の気温が 32.0 F 以下の場合、x の気象条件は寒いです。
x の気温が 32.0 F 以上 70.0 F 以下の場合、x の気象条件は Warm です。
x の気温が 70.0 F を超える場合、x の気象条件は暑いです。

これらは、次のような公理で問題なく OWL で実行できます。

hasTemperature some double[> 32.0, <= 70.0] SubClassOf hasWeatherCondition値Warm

これらは、左側に原子クラス名ではなくクラス式があるため、一般クラス公理と呼ばれます。上で説明した完全なセットは、次のように Protégé に入力されます。

Protégé の 3 つの一般クラス公理

イエナとペレットで結果を見る

数字について推論するには、推論器が必要です。Jena のルール推論者がこの種の推論を実行できるかどうかはわかりませんが、Pellet が実行できることはわかっています。次のコードでは、Pellet を利用した推論モデルを使用しています。

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.mindswap.pellet.jena.PelletReasonerFactory;

import com.hp.hpl.jena.datatypes.xsd.XSDDatatype;
import com.hp.hpl.jena.ontology.Individual;
import com.hp.hpl.jena.ontology.OntModel;
import com.hp.hpl.jena.ontology.OntProperty;
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.ModelFactory;
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.RDFNode;
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.StmtIterator;
import com.hp.hpl.jena.vocabulary.OWL;

public class WeatherExample {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException {
        final String NS = "http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#";

        // Create an OntModel and read in the content from the ontology.  We're creating an model
        // that has Pellet doing inference behind the scenes. Pellet can handle the types of datatype
        // reasoning that we need for this particular problem.
        final OntModel model = ModelFactory.createOntologyModel( PelletReasonerFactory.THE_SPEC );
        try ( final FileInputStream in = new FileInputStream( "/home/taylorj/tmp/ontologies/weather/weather.owl" )) {
            model.read( in, null, "RDF/XML" );
        }

        // create an individual and list the things that the model knows about it.
        final Individual todaysWeather = model.createIndividual( NS+"weatherOfToday", OWL.Thing );
        System.out.println( "== Initial Knowledge ==" );
        for ( final StmtIterator it = model.listStatements( todaysWeather, null, (RDFNode) null ); it.hasNext(); ) {
            System.out.println( it.next() );
        }

        // Add the information that todaysWeather had temperature 28.0.
        final OntProperty hasTemperature = model.createOntProperty( NS+"hasTemperature" );
        todaysWeather.addLiteral( hasTemperature, model.createTypedLiteral( "28.0", XSDDatatype.XSDdouble ));

        // Show the new knowledge about todaysWeather.
        System.out.println( "== Later Knowledge ==" );
        for ( final StmtIterator it = model.listStatements( todaysWeather, null, (RDFNode) null ); it.hasNext(); ) {
            System.out.println( it.next() );
        }
    }
}

出力は次のとおりです。2 番目のチャンクにあることに注意してくださいtodaysWeather hasWeatherCondition Cold。

== Initial Knowledge ==
[http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday, http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type, http://www.w3.org/2002/07/owl#Thing]
[http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday, http://www.w3.org/2002/07/owl#sameAs, http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday]

== Later Knowledge ==
[http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday, http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type, http://www.w3.org/2002/07/owl#Thing]
[http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday, http://www.w3.org/2002/07/owl#sameAs, http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday]
[http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday, http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasWeatherCondition, http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#Cold]
[http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#weatherOfToday, http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasTemperature, "28.0"^^http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double]

オントロジー

スクリーンショットを作成したオントロジーの内容は以下からコピペできます。

<rdf:RDF
    xmlns="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#"
    xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:owl="http://www.w3.org/2002/07/owl#"
    xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#"
    xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#">
  <owl:Ontology rdf:about="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather"/>
  <owl:ObjectProperty rdf:about="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasWeatherCondition"/>
  <owl:DatatypeProperty rdf:about="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasTemperature">
    <rdfs:comment>temperature in degrees Fahrenheit </rdfs:comment>
    <rdfs:range rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"/>
  </owl:DatatypeProperty>
  <owl:Restriction>
    <rdfs:subClassOf>
      <owl:Restriction>
        <owl:onProperty rdf:resource="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasWeatherCondition"/>
        <owl:hasValue>
          <owl:NamedIndividual rdf:about="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#Hot"/>
        </owl:hasValue>
      </owl:Restriction>
    </rdfs:subClassOf>
    <owl:onProperty rdf:resource="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasTemperature"/>
    <owl:someValuesFrom>
      <rdfs:Datatype>
        <owl:onDatatype rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"/>
        <owl:withRestrictions rdf:parseType="Collection">
          <rdf:Description>
            <xsd:minExclusive rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"
            >70.0</xsd:minExclusive>
          </rdf:Description>
        </owl:withRestrictions>
      </rdfs:Datatype>
    </owl:someValuesFrom>
  </owl:Restriction>
  <owl:Restriction>
    <rdfs:subClassOf>
      <owl:Restriction>
        <owl:onProperty rdf:resource="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasWeatherCondition"/>
        <owl:hasValue>
          <owl:NamedIndividual rdf:about="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#Warm"/>
        </owl:hasValue>
      </owl:Restriction>
    </rdfs:subClassOf>
    <owl:onProperty rdf:resource="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasTemperature"/>
    <owl:someValuesFrom>
      <rdfs:Datatype>
        <owl:onDatatype rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"/>
        <owl:withRestrictions rdf:parseType="Collection">
          <rdf:Description>
            <xsd:maxInclusive rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"
            >70.0</xsd:maxInclusive>
          </rdf:Description>
          <rdf:Description>
            <xsd:minExclusive rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"
            >32.0</xsd:minExclusive>
          </rdf:Description>
        </owl:withRestrictions>
      </rdfs:Datatype>
    </owl:someValuesFrom>
  </owl:Restriction>
  <owl:Restriction>
    <rdfs:subClassOf>
      <owl:Restriction>
        <owl:onProperty rdf:resource="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasWeatherCondition"/>
        <owl:hasValue>
          <owl:NamedIndividual rdf:about="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#Cold"/>
        </owl:hasValue>
      </owl:Restriction>
    </rdfs:subClassOf>
    <owl:onProperty rdf:resource="http://stackoverflow.com/q/20489574/1281433/weather#hasTemperature"/>
    <owl:someValuesFrom>
      <rdfs:Datatype>
        <owl:onDatatype rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"/>
        <owl:withRestrictions rdf:parseType="Collection">
          <rdf:Description>
            <xsd:maxInclusive rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#double"
            >32.0</xsd:maxInclusive>
          </rdf:Description>
        </owl:withRestrictions>
      </rdfs:Datatype>
    </owl:someValuesFrom>
  </owl:Restriction>
</rdf:RDF>

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