使用 Jena 获取 OWL 对类的限制

Question

使用披萨本体，我希望能够查找American披萨的所有配料。 如果在Protégé中打开本体，可以看到American披萨有以下限制：

hasTopping some MozerellaTopping
hasTopping some TomatoTopping

如何通过 Jena 以编程方式获取相同的信息？

Answer 1

这是我的解决方案。 我刚刚打印了您要求的字符串，但希望您能从中看到如何使用 Jena OntAPI 遍历本体图并挑选出您感兴趣的东西。

package examples;
import java.util.Iterator;
import com.hp.hpl.jena.ontology.*;
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.ModelFactory;
import com.hp.hpl.jena.rdf.model.Resource;

public class PizzaExample
{
    /***********************************/
    /* Constants                       */
    /***********************************/
    public static String BASE = "http://www.co-ode.org/ontologies/pizza/pizza.owl";
    public static String NS = BASE + "#";

    /***********************************/
    /* External signature methods      */
    /***********************************/

    public static void main( String[] args ) {
        new PizzaExample().run();
    }

    public void run() {
        OntModel m = getPizzaOntology();
        OntClass american = m.getOntClass( NS + "American" );

        for (Iterator<OntClass> supers = american.listSuperClasses(); supers.hasNext(); ) {
            displayType( supers.next() );
        }
    }

    /***********************************/
    /* Internal implementation methods */
    /***********************************/

    protected OntModel getPizzaOntology() {
        OntModel m = ModelFactory.createOntologyModel( OntModelSpec.OWL_MEM );
        m.read( BASE );
        return m;
    }

    protected void displayType( OntClass sup ) {
        if (sup.isRestriction()) {
            displayRestriction( sup.asRestriction() );
        }
    }

    protected void displayRestriction( Restriction sup ) {
        if (sup.isAllValuesFromRestriction()) {
            displayRestriction( "all", sup.getOnProperty(), sup.asAllValuesFromRestriction().getAllValuesFrom() );
        }
        else if (sup.isSomeValuesFromRestriction()) {
            displayRestriction( "some", sup.getOnProperty(), sup.asSomeValuesFromRestriction().getSomeValuesFrom() );
        }
    }

    protected void displayRestriction( String qualifier, OntProperty onP, Resource constraint ) {
        String out = String.format( "%s %s %s",
                                    qualifier, renderURI( onP ), renderConstraint( constraint ) );
        System.out.println( "american pizza: " + out );
    }

    protected Object renderConstraint( Resource constraint ) {
        if (constraint.canAs( UnionClass.class )) {
            UnionClass uc = constraint.as( UnionClass.class );
            // this would be so much easier in ruby ...
            String r = "union{ ";
            for (Iterator<? extends OntClass> i = uc.listOperands(); i.hasNext(); ) {
                r = r + " " + renderURI( i.next() );
            }
            return r + "}";
        }
        else {
            return renderURI( constraint );
        }
    }

    protected Object renderURI( Resource onP ) {
        String qName = onP.getModel().qnameFor( onP.getURI() );
        return qName == null ? onP.getLocalName() : qName;
    }
}

产生以下输出：

american pizza: some pizza:hasTopping pizza:MozzarellaTopping
american pizza: some pizza:hasTopping pizza:PeperoniSausageTopping
american pizza: some pizza:hasTopping pizza:TomatoTopping
american pizza: all pizza:hasTopping union{  pizza:MozzarellaTopping pizza:TomatoTopping pizza:PeperoniSausageTopping}

Answer 2

对于 Apache Jena 3.xx（以及 2.x），存在一个与org.apache.jena.ontology.OntModel和pizza.owl相关的潜在问题：Jena 仅支持OWL1，但pizza 是OWL2 本体。

Ans，尽管对于上面的示例，这并不重要（OWL1 和 OWL2 的“存在​​量化”限制看起来相同，并且 Jena API 可以处理它），但在一般情况下，您不能使用org.apache.jena.ontology.OntModel用于处理本体同样容易。

作为一种选择， ONT-API 中有一个名为com.github.owlcs.ontapi.jena.model.OntModel的替代方案。 该模型基于与 Jena OntModel相同的原则，但它强烈适用于 OWL2（而且，在撰写本文时，它不是InfModel ）。

考虑一个使用示例（object-some-values-from 类的限制）：

    String web = "https://raw.githubusercontent.com/owlcs/ont-api/master/src/test/resources/ontapi/pizza.ttl";
    // create an OWL2 RDF-view (Jena Model):
    OntModel m = com.github.owlcs.ontapi.jena.OntModelFactory.createModel();
    // load pizza ontology from web
    m.read(web, "ttl");
    // find class and property
    OntClass clazz = m.getOntClass(m.expandPrefix(":American"));
    OntObjectProperty prop = m.getObjectProperty(m.expandPrefix(":hasTopping"));
    // list and print all some values from restrictions with desired property
    clazz.superClasses()
            .filter(c -> c.canAs(OntClass.ObjectSomeValuesFrom.class))
            .map(c -> c.as(OntClass.ObjectSomeValuesFrom.class))
            .filter(c -> prop.equals(c.getProperty()))
            .map(x -> x.getValue())
            .forEach(System.out::println);

输出：

http://www.co-ode.org/ontologies/pizza/pizza.owl#PeperoniSausageTopping(OntClass)
http://www.co-ode.org/ontologies/pizza/pizza.owl#TomatoTopping(OntClass)
http://www.co-ode.org/ontologies/pizza/pizza.owl#MozzarellaTopping(OntClass)