Základy ontologií 23 - Charakteristiky vlastností

Vlastnosti (především objektové) můžeme označit pomocí tzv. charakteristik, které definují specifické chování takových vlastností. Současná verze jazyka OWL disponuje celkem sedmi charakteristikami, které lze v mnoha případech vzájemně kombinovat (s výjimkou charakteristik, které tvoří přímé protiklady). Charakteristiky vychází ze základním typů binární relací používaných v matematice a logice.
Inverzní vlastnosti představují vzájemný opak. Nejčastěji se uvádí příklad hasParent a hasChild jako typický příklad takových vlastností, které se vzájemně doplňují a tvoří protiklad. Na geografické doméně se pak velice často jedná o relace typu leží v (is_located_in) a obsahuje (contain).

<owl:ObjectProperty rdf:about="contain">

<owl:inverseOf rdf:resource="is_located_in"/>

</owl:ObjectProperty>

Funkcionální vlastnosti jsou takové, které k jednomu prvku na straně subjektu mohou připojit pouze jeden objekt. Příkladem takové vlastnosti může být například maximální nadmořská výška lyžařského areálu, kdy je jasně dané, že jeden prvek (lyžařský areál) nemůže mít více různých maximálních nadmořských výšek.

<owl:DatatypeProperty
rdf:about="maximal_altitude">

<rdf:type
rdf:resource="&owl;FunctionalProperty"/>

</owl:DatatypeProperty>1

Inverzní funkcionální vlastnosti jsou opakem předchozího typu. Platí tedy, že každý objekt může být pomocí vlastnosti přiřazen pouze jedinému subjektu. Na geografické doméně by takovou charakteristikou mohla být označena relace udávající, že v konkrétním státě leží sídla. Stát může obsahovat mnoho takových sídel, ale každé sídlo leží na území pouze jednoho státu.
Tranzitivní vlastnosti je možné vysvětlit na příkladu administrativního členění. Jestli že lyžařský resort leží uvnitř nějakého regionu (například kraje, spolkové země apod.) a tento region je součástí nějakého státu, pak se i lyžařské středisko nachází na území tohoto státu.
Symetrické vlastnosti je možné ilustrovat pomocí sousedství. Jestliže jeden prvek (lyžařské středisko, stát, sídlo...) sousedí s jiným, pak nepochybně platí i opačný vztah – vlastnost „sousedí s“ je tedy symetrická.
Asymetrické vlastnosti jsou opakem předchozí případu. Jako příklad asymetrické vlastnosti může posloužit opět administrativní členění. Nachází-li se nějaký prvek uvnitř jiného, pak rozhodně neplatí opačný vztah. Pokud by takový vztah byl definován, pak se musí jednat o totožné prvky.
Reflexivní vlastnosti jsou takové, kde prvek může mít vazbu sám se sebou.
Ireflexivní (nereflexivní) vlastnosti jsou takové, kde chceme zabránit vazbě prvku na sebe sama. Na geografické doméně (resp. doméně příkladu lyžařských středisek) se může jednat o křížení sjezdových tratí, kdy je jasné, že jedna sjezdová trať se nemůže křížit sama se sebou².
Podobně jako u tříd ja také pro vlastnosti možné definovat nulový průnik (pomocí elementu owl:propertyDisjointWith).
Charakteristiky vlastností slouží (podobně). jako další omezení) nejen ke zpřesnění popisu konkrétní domény, ale také pro automatickou kontrolu správnosti ontologie.

1Vzhledem k tomu, že zápisy charakteristik vlastností jsou velice podobné , nebudou v dalším textu uváděny příklady kódu.

2Obecně mezi ireflexivní vlastnosti patří relace typu sousedství, vztahy modelující říční síť nebo jakékoli vlastnosti na bázi porovnání.

SGG - poslední týden

Náš společný semestr tímto týdnem končí. Doufám, že proběhl k Vaší spokojenosti, i když je mi jasné, že ho budete posuzovat i na základě výsledků zkoušky.
Co se týká výuku, čeká na Vás tento týden poměrně obtížná část. Tématem je INSPIRE a tvorba SDI (Spatial Data Infrastructure, infrastruktura prostorových dat). Hlavním problémem je fakt, že neexistuje prezentace na stránkách předmětu. Takže kde hledat informace?

1. Ve vyhledávači (pod heslem INSPIRE)
2. Na stránkách INSPIRE
3. Na českých stránkách INSPIRE

Nevynechte ani geoportály INSPIRE (evropský a český), případně různé příspěvky z konferencí (každý rok se konají přímo INSPIRE konference a v České republice existují také semináře zaměřené na implementaci INSPIRE). Účelem je, abyste se seznámili se strukturou a cílem INSPIRE a jeho výhodami i nedostatky. Projděte si především datové specifikace, metadata a způsoby poskytování dat.

Blog nezapomeňte sledovat. V nejbližší době bude publikováno vyhodnocení prezentace nebo termíny zkoušky.

Do diskuze pod tento článek pište jakékoli dotazy a připomínky. A pokud chcete 3 body do zápočtového hodnocení, tak do konce tohoto týdne napište 3 klady a 3 zápory (prosím dodržujte tento počet) předmětu SGG a jeho výuky v tomto semestru.  

Základy ontologií 22 - Výčet

Poslední pokročilou technikou je výčet prvků. Výčet omezuje příslušnost individuálů ke třídě (třídám). Jedná se opět o omezení přístupu Open World Assumption, neboť výčet zajistí, že v dané třídě se mohou vyskytovat pouze dané individuály, a tudíž se jedná o uzavřenou množinu.
Následující kód ukazuje třídu zemí sousedících s Českou republikou definovanou pomocí výčtu.

<owl:Class
rdf:about="Czech_Republic_Neighbour">

<owl:equivalentClass>

<owl:Class>

<owl:oneOf rdf:parseType="Collection">

<rdf:Description rdf:about="Slovakia"/>

<rdf:Description rdf:about="Austria"/>

<rdf:Description rdf:about="Poland"/>

<rdf:Description rdf:about="Germany"/>

</owl:oneOf>

</owl:Class>

</owl:equivalentClass>

</owl:Class>

Základy ontologií 21 - Kardinalita

Ontologické systémy jsou schopné pracovat také s kardinalitou (mohutností) jednotlivých prvků. Jinými slovy kromě existence (kvantifikátory) je možné uvádět také počet prvků vyskytujících se v rámci nějaké vlastnosti.
Ontologie využívají tři základní typy omezení kardinality:

• Minimální počet prvků – příkladem může být tvrzení, že lyžařské středisko musí ležet minimálně v jednom státu. Toto omezení, které umožňuje zápis i přeshraničních resortů je možné zapsat pomocí následujícího kódu
  

<owl:Class rdf:about="Ski_resort">

<owl:equivalentClass>

<owl:Restriction>

<owl:onProperty
rdf:resource="is_located_in"/>

<owl:onClass rdf:resource="Country"/>

<owl:minQualifiedCardinality
rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1</owl:minQualifiedCardinality>

</owl:Restriction>

</owl:equivalentClass>

</owl:Class>

• Maximální počet prvků – na druhou stranu třída Region (myšleno správní celek konkrétní stylu ve smyslu krajů České republiky) nemůže být přeshraniční. Proto by jeho přítomnost v ontologii měla být omezena seshora.
  

<owl:Class rdf:about="Region">

<owl:equivalentClass>

<owl:Restriction>

<owl:onProperty
rdf:resource="is_located_in"/>

<owl:onClass rdf:resource="Country"/>

<owl:maxQualifiedCardinality
rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1</owl:maxQualifiedCardinality>

</owl:Restriction>

</owl:equivalentClass>

</owl:Class>

• Přesný počet prvků – předchozí příklad není zcela korektní, protože region leží sice maximálně v jednom státě, ale zároveň musí ležet i minimálně v jednom státě. Toto omezení by se dalo vyřešit kombinací obou výše zmíněných restrikcí počtu prvků. Tato technika se používá například v případech, kdy je zapotřebí zajistit, aby hodnota byla v nějakém intervalu. Předchozí příklad však můžeme popsat pomocí podmínky – region leží právě v jednom státu.
  

<owl:Class rdf:about="Region">

<owl:equivalentClass>

<owl:Restriction>

<owl:onProperty
rdf:resource="is_located_in"/>

<owl:onClass rdf:resource="Country"/>

<owl:qualifiedCardinality
rdf:datatype="&xsd;nonNegativeInteger">1</owl:qualifiedCardinality>

</owl:Restriction>

</owl:equivalentClass>

</owl:Class>