온톨로지 모델링 및 URI 관리 방법

시맨틱 웹

온톨로지 모델링 및 URI 관리 방법

2009. 12.4

김 평
(kimpyung@gmail.com)

Department of
KISTI
(Korea Institute of Science and Technology Information)
Information
Technology
Research Korean Semantic Web Conference 2009

목차
n 정보서비스의 진화
n 웹 검색 포탈의 진화
n 차세대 정보서비스

n 시맨틱 웹
n 온톨로지 모델링
o 온톨로지, 온톨로지 구축 방법론, KISTI 온톨로지
o 추론
n URI 관리 방법
o URI , sameAs
o OntoURI
n 시맨틱 웹의 활용
o Semantic Web Challenge, BTT
o W3C Use Case
Department of
Information
Technology
Research 2 Korean Semantic Web Conference 2009

목차

n 시맨틱 웹
o 추론
n URI 관리 방법
o URI , sameAs
o OntoURI
o W3C Use Case
Department of
Information
Technology

웹 검색 포탈의 진화

Department of
Information
Technology


Department of
Information
Technology

차세대 정보 서비스

Department of
Information
http://petitinvention.wordpress.com/
Technology

목차

n 시맨틱 웹
o 추론
n URI 관리 방법
o URI , sameAs
o OntoURI
o W3C Use Case
Department of
Information
Technology

시맨틱 웹

The Semantic Web is an evolving development of the World Wide
Web in which the meaning (semantics) of information and services
on the web is defined, making it possible for the web to
"understand" and satisfy the requests of people and machines to
use the web content. It derives from World Wide Web Consortium
director Sir Tim Berners-Lee's vision of the Web as a universal
medium for data, information, and knowledge exchange.

Department of
Information http://en.wikipedia.org/wiki/Semantic_Web
Technology

시맨틱 웹

Image from Trey Ideker via Enoch Huang

Semantic Web technologies are not a ‘magic crank’ for discovering new
Department of
Information
drugs (or solving other problems, for that matter)!
Technology

온톨로지
n 컴퓨터를 위한) 지식의 표현
n 개념(Class) 및 개념들 사이의 관계 혹은 개념이 갖는 속성
(Property)
n 개념에 속하는 사례(Instance)
n 사례들 사이의 관계 혹은 사례가 갖는 속성

Thing
성과물 제목
string subPropertyOf
string
사람
이름 subClassOf subClassOf
subClassOf
Schema

기관
논문 특허 보고서

“홍길동” type
“KISTI” 이름 type
사람1 저작 논문1
type
이름 제목
Instance

기관1
“OntoFrame …”
Department of
Information
Technology

온톨로지
n 개념의 명확화, 컴퓨터가 이해, 표준화된 언어, 추론…

배

Department of
Information
Technology

온톨로지
n OWL
n OWL Lite
o 클래스 분류 계층과 간단한 제약 사항 표현에 적합
o 유의어 사전이나 여타 분류 체계의 표현 언어를 빠르고 손쉽게 OWL화하기 위한
용도로 적합
n OWL DL
o 계산학적 완전성(Computational Completeness)과 결정 가능성 (Decidability)을
유지하면서 최대의 표현력을 활용하고자 하는 사용자에게 적합
o 완전성은 모든 결론이 계산될 수 있다는 특성
o 결정가능성은 모든 계산이 유한한 시간 안에 끝난다는 특성
o 어휘의 사용에 있어 정해진 제약 사항을 준수해야 함
n OWL Full
o 계 산 학 적 인 어 떤 보 장 없 이 최 대 의 표 현 력 과 RDF의 유 연 한 문 법 을 모 두
활용하고자 하는 사용자에게 적합
o 클래스는 개체의 집합인 동시에 그 자체가 하나의 개체가 될 수 있음
o 이를 지원할 수 있는 SW의 현실적인 개발이 어려움

Department of
Information
Technology

온톨로지
n OWL Lite, DL, FULL

Department of
Information
Technology

온톨로지
n 온톨로지 표현 언어(어휘)
n RDF, RDFS, XSD, OWL (OWL-Lite, OWL-DL, OWL-Full)
n Namespace
o rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
o rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
o xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>
o owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
n RDF 및 RDFS
o rdfs:Class, rdfs:Resource, rdfs:Literal, rdfs:Datatype, rdf:XMLLiteral,
rdf:Property
o rdf:type, rdfs:domain, rdfs:range, rdfs:subClassOf, rdfs:subPropertyOf,
rdfs:label, rdfs:comment
o …
n XSD (XML Schema Datatype)
o xsd:string, xsd:int, xsd:float, xsd:date, xsd:boolean, …
n OWL
o owl:Class, owl:DatatypeProperty, owl:ObjectProperty, owl:FunctionalProperty,
owl:InverseFunctionalProperty, owl:Nothing, owl:Thing, owl:Restriction, …
o owl:inverseOf, owl:cardinality, owl:allValuesFrom, owl:someValuesFrom,
owl:sameAs, owl:differentFrom, …
Department of
Information
Technology
Research 2009-01-14 17 Copyright © 2004-2009, KISTIWeb Conference 2009
Korean Semantic

온톨로지
n 온톨로지 표현 언어(형식)
n RDF/XML, N-Triples, Turtle, …
@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#Publication> <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
<rdf:RDF …>
<http://www.w3.org/2002/07/owl#Class> .
…
@prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#hasPublication> <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
@prefix owl: rdf:ID="Publication"/>
<owl:Class <http://www.w3.org/2002/07/owl#> .
<http://www.w3.org/2002/07/owl#ObjectProperty> . .
@prefix xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>
<owl:ObjectProperty rdf:ID="hasPublication">
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#hasPublication> <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#domain>
@prefix : <http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#> .
<rdfs:domain rdf:resource="#PubInfo"/>
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#PubInfo> .
@prefix ref: rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/owl#FunctionalProperty"/>
<rdf:type <http://isrl.kisti.re.kr/ReferenceOntology.owl#> .
:Publication rdf:resource="#Publication"/>
<rdfs:range a owl:Class .
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#hasPublication> <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
<http://www.w3.org/2002/07/owl#FunctionalProperty> .
:hasPublication a owl:ObjectProperty , owl:FunctionalProperty ;
</owl:ObjectProperty>
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#hasPublication> <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#range>
<owl:ObjectProperty rdf:ID="createdByPerson">
rdfs:domain :PubInfo ;
RDF/XML

<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#Publication> .
<rdfs:range:Publication .
rdfs:range rdf:resource="http://isrl.kisti.re.kr/ontologies/ReferenceOntology1_0.owl#Person"/>
Turtle
N-Triples

<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#createdByPerson> <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
:createdByPerson a owl:ObjectProperty ;
<rdfs:domain rdf:resource="#Article"/>
<http://www.w3.org/2002/07/owl#ObjectProperty> .
</owl:ObjectProperty> ;
rdfs:range ref:Person
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#createdByPerson> <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#range>
… rdfs:domain :Article .
…
<http://isrl.kisti.re.kr/ReferenceOntology.owl#Person> .
</rdf:RDF>
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#createdByPerson> <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#domain>
<http://isrl.kisti.re.kr/AcademicOntology.owl#Article> .
…

Department of
Information
Technology
Korean Semantic

온톨로지 구축
OTK CommonKADS
단계 작업 단계 작업

타당성 -문제점 및 가능성 확인 지식의 -영역 파악(정보원, 용어 사전, 어휘 목록)
조사 -지식관리 어플리케이션 초점 확인 - 재사용을 위한 잠재적 모델 요소 목록(작
-도구 및 포함 대상 확인 업 및 영영 관련 요소)
시작 -요구명세서 작성 지식의 -작업 템플릿 선택(초기 작업 분해)
-지식정보원 분석 상세 -초기 영역 개념 구성(주요 영역 정보형태)
-초기 온톨로지 개발 -지식 모델 상세 완성 (부분적 지식기반을
정제 -초기 온톨로지 검증 및 정제 가진 지식 모델)
-공식 온톨로지 생성
지식의 -지식 모델 검증 (문서 시뮬레이션, 추론 시
평가 -질의 분석 정제 스템 원형)
-지식 기반 정제 (지식 기반 완성
유지 및 -계속적인 유지, 개선 과정
개선

ONIONS Ontology Development 101
단계 작업 단계 작업

1단계 -검증된 언어 자료의 수집 1단계 -온톨로지의 영역과 범위 결정
2단계 -분류구조 분석 2단계 -기존 온톨로지를 활용하는 방안
3단계 -단어의 개념 분석 3단계 -중요 단어의 열거
4단계 -정의된 개념 도식화 4단계 -클래스와 클래스의 계층 정의
Department of 5단계 -온톨로지 라이브러리 구성 5단계 -클래스의 속성(슬롯) 정의
Information
6단계 -온톨로지 라이브러리 분류 실행 6단계 -인스턴스 생성
Technology

온톨로지 구축
n 목적 명확화 – 온톨로지 구축하는 목적 (서비스, 도메인)
n 핵심 개념 추출 – 핵심 개념과 관계 도출
n 상하위 개념 도출 – 개념의 구조화
n 개념 구체화 – 주요 속성 도출 및 개념과 관계 형성
n 표현 – 온톨로지 표현언어로 기술
n 평가 – 목적의 부합성, 지식의 완전성, 서비스의 효율성, …
n 온톨로지 수정 및 보완
n 개체 생성 – 실제 데이터 연계

현상 추상화 구체화 표준화 실용화
Department of
Information
Technology

온톨로지 저작툴
n Oiled, Protégé, Swoop, TopBraid, Ontotrack, …

Department of
Information
Technology

온톨로지 저작툴
n Protégé
n Load and save OWL and RDF ontologies.
n Edit and visualize classes, properties, and SWRL rules.
n Define logical class characteristics as OWL expressions.
n Execute reasoners such as description logic classifiers.
n Edit OWL individuals for Semantic Web markup.

Department of
Information
Technology

KISTI 온톨로지

PatentRelatio IntStandar
Patent
KorStaInformation n d
(특허) relate isManagedBy
( KS 표시지정보) (특허관계) (국제표 Project
hasNotice isRelatedTo(inv)
relate 준) (과제관리시스
hasRevision relate 템)
KorStandard isRelatedTo(inv)
KorRevHistory isExecutedBy
( KS 표준) coincideWith isExecutedBy
( KS 이력) isAbout
ProCommittee execute(inv) Voting
relate (전문위원회) (투표)
TechCommittee
isManagedBy
isManagedBy (기술위원회)
hasAgreement copeWith(sym)
Department cite StandardRelation hasAttendant copeWith(sym)
(부서) Standar (표준관계) attend(inv)
relate copeWith(sym) manage
d isAssignedTo
(표준) isManagedBy castVote(inv)
isManagedBy
hasAdministrator
TCSC
isManagedBy hasAgreement (TC/SC)
isManagedBy Vote
cite
hasCategory (투표시
relate
스템)
Law hasMember isManagedBy isEstablishedBy
(법령,시행규 hasExpert isCitedBy hasVoter hasAdministrator relate
칙) expertIninv) isManagedBy
hasMember
hasBase Category
isMemberOf(inv)
isBaseOf(inv) ( 분류)
Keyword hasBase Committee
Person
(키워드) isBaseOf(inv) (위원회)
(인력)
workFor hasAdministrator KorCateg
employe(inv) ory
isDescribedBy ( KS분류)
Institutio
GovStandard IntStandardFile
n
(정부표준) isEstablishedBy (국제표준파 ICS
(기관)
establish(inv) 일) ( ICS분
hasAttendant 류)
attend(inv)
certify deliberate
isCertifiedBy(inv) hasAttendant isDeliberatedBy(inv) hasAdministrator
attend(inv) isManagedBy
hasNationality isSupervisedBy
isSuggestedBy
isManagedBy isIn(inv) supervise(inv) hasCategory
isManagedBy
isTestedBy relate Meeting
isCertifiedBy relate isManagedBy (회의시스
certify(inv) Nation MeetingRelation
(국가) 템)
isManagedBy relate (회의시스템
hasCategory isRelatedTo(inv) 관계)
Certification
(인증제도) isManagedBy manage relate
isEstablishedBy relate
hasExpert isManagedBy(inv)
inform establish(inv) KSProcess
isInformedBy(inv) relate
hold(inv) (업무처리시스
isRelatedTo(inv)
isCertifiedBy isHeldAt 템)

Department of certiFy(inv) hasAttendant
CerItem IntConference hasRevision
TBT attend(inv) hasNotice
(인증품목) (국제표준화회
의)

Information
Technology

추론
n 이미 알고 있는(명시적) 지식을 바탕으로 새로운(암묵적) 지식을
이끌어 내는 과정
n 논리학에서의 추론
n 전제(precondition), 규칙(rule), 결론(conclusion)으로 구성
n 연역적 추론 (deduction) vs. 귀납적 추론 (induction) vs. abduction
n 온톨로지 기반의 추론
n 연역적 추론에 해당
o 즉, 전제적 사실과 규칙이 주어질 때, 새로운 결론적 사실을 도출

n 전제적 사실: RDF Triple (주어, 술어, 목적어)
n 규칙: RDFS 및 OWL Semantics, 사용자-정의 규칙
o RDFS 및 OWL의 어휘가 지니는 의미가 추론 규칙을 내포함
o if-then rule

n 결론적 사실: RDF Triple

Pellet
Department of
Information KAON2 CEL
Technology
Korean Semantic

추론

사람 brother
brother
홍삼촌 홍대감

남자

father son
uncle

홍길동

rdfs9 (x rdf:type y) & (y rdfs:subClassOf z) à (x rdf:type z)

rdfs2 (p rdfs:range x) & (y p z) à (z rdf:type x)

(x father y) & (y brother z) à (x uncle z)

Department of (x father y) & (x rdf:type 남자) à (y son x)
Information
Technology

추론
n Description Logic (DL) 추론 시스템
n OWL-DL 수준의 온톨로지를 대상
n Tableaux 알로리즘 기법
o Tbox 추론 (scheman 추론) 및 Abox 추론 (instance 추론)
n 추론 속도 보다는 Sound하면서 Complete한 추론에 중점
n eg. Pellet, RacerPro, KAON2

n 규칙 추론 시스템
n RDFS ~ OWL-Lite 수준의 온톨로지를 대상
n Forward 또는 backward chaining (반복적인 규칙 적용)
n Sound 혹은 complete하지 않지만 추론 속도에 중점
n eg. OntoReasoner, Jena, Sesame, OWLJessKB, Bossam

Department of
Information
Technology
Korean Semantic

목차

n 시맨틱 웹
o 추론
n URI 관리 방법
o URI , sameAs
o OntoURI
o W3C Use Case
Department of
Information
Technology

URI
n In computing, a Uniform Resource Identifier (URI) is a string
of characters used to identify or name a resource on the
Internet. Such identification enables interaction with
representations of the resource over a network (typically
the World Wide Web) using specific protocols. Schemes
specifying a concrete syntax and associated protocols define
each URI.

n 예제
n http://example.org/absolute/URI/with/absolute/path/to/resource.txt
n ftp://example.org/resource.txt
Department of n urn:issn:1535-3613
Information
Technology

sameAs
n Identity
n owl:sameAs vs. owl:differentFrom vs. owl:AllDifferent
n The built-in OWL property owl:sameAs links an individual to
an individual. Such an owl:sameAs statement indicates that
two URI references actually refer to the same thing: the
individuals have the same "identity".
n 예제
<rdf:Description rdf:about="#William_Jefferson_Clinton">
<owl:sameAs rdf:resource="#BillClinton"/>
</rdf:Description>

<owl:Class rdf:ID="FootballTeam">
<owl:sameAs rdf:resource="http://sports.org/US#SoccerTeam"/>
</owl:Class>
Department of
Information
Technology

URI와 sameAs
n 데이터 집합 A, B
도서
ID Author Title Publisher Year
ISBN0-00-651409-X id_xyz The Glass Palace id_qpr 2000

저자
ID Name Home page
id_xyz Ghosh, Amitav http://www.amitavghosh.com

출판사
ID Publisher Name City
id_qpr Harper Collins London

A B D E

1 ID Titre Traducteur Original
ISBN0 2020386682 Le Palais A13 ISBN-0-00-651409-X
des
2
miroirs
3

6 ID Auteur
7 ISBN-0-00-651409-X A12

Department of
Nom
Information 11

12 Ghosh, Amitav
Technology Besse, Christianne
The 2009 Semantic Web Landscape
13

URI와 sameAs

Department of
Information
Technology The 2009 Semantic Web Landscape

URI와 sameAs

Department of
Information

URI와 sameAs

Department of
Information
Technology

URI와 sameAs
n Journal
n Annales d''anatomie pathologique
n Annales de biologie animale, biochimie, biophysique
n Annales de génétique
n Annales de l''Association internationale pour le Calcul analogique. Proceedings of the International Association for Analog Computation
n Annales de l''Institut Pasteur
n Annales de l''Institut Pasteur de Lille
n Annales de l''Institut Pasteur, Actualités
n Annales de l''Institut Pasteur. Immunology
n Annales de l''Institut Pasteur. Microbiologie
n Annales de l''Institut Pasteur. Microbiology
n Annales de l''Institut Pasteur. Virologie
n Annales de l''Institut Pasteur. Virology
n Annales de microbiologie
n Annales de pathologie
n Annales de virologie

n Institution
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University of Hachioji, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, 1-1 Minami-Osawa, Hachioji, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, 1-1, Minami-Ohsawa, Hachioji, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Hachi-oji 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Hachioji 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Hachioji, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Hachioji, Tokyo 192-0937, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Hachioji-shi, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Minami-Ohsawa 1-1, Hachioji-Shi, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Minami-Ohsawa 1-1, Hashioji, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Tokyo 192-0397, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Tokyo, Japan
n Department of Physics, Tokyo Metropolitan University,Tokyo 192-0397, Japan
Department of
Information
Technology

URI와 sameAs
n sameAs 관리
n 웹서비스 기반 sameAs 관계 등록/삭제/획득
n 서비스
o sameAs 획득: sameAs 관계 획득 -> 연계 URI 서버의 sameAs 관계 획득 ->.. >
sameAs 기반 서비스 반영
o sameAs 반영: same 관계 변경시 또는 sameAs 관계 획득시
Trust sameAs (URL)
http://www.kats.go.kr/sameAs
http://www.moj.go.kr/sameAs
Web Services(URL)
set : setSameAsProperty (URI1, URI2)
get : getSameAsProperty (URI1)
delete : deleteSameAsProperty (URI1, URI2)
manager
http://isrl.kisti.re.kr/PER_0001
Date
11/28/2009
sameAs
http://isrl.kisti.re.kr/Per_001 owl:sameAs http://isrl.kisti.re.kr/Per_002

sameAs Manager sameAs Manager ……. sameAs Manager
Department of
Information
Technology

OntoURI

Department of
Information
Technology

OntoURI
Register Ontology Generate data store for instance Register authority data

Edit URI formatting rules Edit resolution rules

Register DB Edit information of target DB Edit DB-to-OWL mapping rules

Edit Scheduling rules

Location
Convert DB to RDF Monitor and gather DB

Convert DB to RDF Institution Authority data

Identify object and assign URI
Publication

Article Reasoner

Search engine
Person
Department of Law text
Information
Technology

목차

n 시맨틱 웹
o 추론
n URI 관리 방법
o URI , sameAs
o OntoURI
o W3C Use Case
Department of
Information
Technology

Semantic Web Challenge
n Semantic Web Challenge (ISWC 2007)
n GroupMe!
n CHIP Demonstrator: Semantics-Driven Recommendations and
Museum Tour Generation
n Semantics-Based Framework for Personalized Access to TV
Content: The iFanzy Use Case
n Revyu.com: A Reviewing and Rating Site for the Web of Data
n Potluck: Semi-ontology Alignment for Casual Users
n paggr
n DBpedia Mobile
n HealthFinland

n BTT (ISWC 2008)
n SemaPlorer
Department of n SearchWebDB
Information
Technology
n MaRVIN

Semantic Web Challenge
n TrialX
n VisiNav
n Sig.ma

n BTT (ISWC 2009)
n Scalable Reduction

Department of
Information
Technology

Semantic web challenge

Department of
Information
Group Me
Technology


Department of CHIP
Information
Technology


Department of
Information
DBpedia Mobile
Technology

W3C Semantic Web UseCase

적용 국가

적용 분야

Department of 적용 서비스 적용 효과
Information
Technology

W3C Semantic Web UseCase

Department of
Information NASA POPS
Technology

Thank you !!

Department of
Information
Technology

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