檢索OWL交集類隱含的超類

Question

OWL本體可以具有類A，B和C以及公理（在DL表示法中）：

A⊑（B⊓C）

或者近似曼徹斯特OWL語法：

subClassOf （B 和 C）

從邏輯上講，A是B的子類，A是C的子類，但是三元組

A rdfs:subClassOf B
A rdfs:subClassOf C

不一定存在於OWL本體的RDF序列化中。 例如，考慮Protégé中這個非常簡單的本體及其在RDF / XML和Turtle中的RDF序列化：

<rdf:RDF
    xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns="http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl#"
    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/19924861/1281433/sample.owl"/>
  <owl:Class rdf:about="http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl#C"/>
  <owl:Class rdf:about="http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl#B"/>
  <owl:Class rdf:about="http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl#A">
    <rdfs:subClassOf>
      <owl:Class>
        <owl:intersectionOf rdf:parseType="Collection">
          <owl:Class rdf:about="http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl#B"/>
          <owl:Class rdf:about="http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl#C"/>
        </owl:intersectionOf>
      </owl:Class>
    </rdfs:subClassOf>
  </owl:Class>
</rdf:RDF>

@prefix :      <http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl#> .
@prefix rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .
@prefix owl:   <http://www.w3.org/2002/07/owl#> .
@prefix xsd:   <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> .
@prefix rdf:   <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .

<http://stackoverflow.com/q/19924861/1281433/sample.owl>
        a       owl:Ontology .

:B      a       owl:Class .

:C      a       owl:Class .

:A      a                owl:Class ;
        rdfs:subClassOf  [ a                   owl:Class ;
                           owl:intersectionOf  ( :B :C )
                         ] .

序列化有一個三元組與rdfs:subClassOf ，但對象不是:B或:C ，所以像這樣的查詢

:A rdfs:subClassOf ?superclass

不會返回超類:A 。 如何編寫將返回以下超類的SPARQL查詢:A ？

Answer 1

聽起來你有一個類是某個交集類的子類。 例如，你可能有

學生 ⊑ 人 ⊓ 在某些課程中 注冊

在ProtégéOWL本體編輯器中，這看起來像：

如果為子類編寫SPARQL查詢，例如，

prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>

select ?subclass ?superclass where { 
  ?subclass rdfs:subClassOf ?superclass
}

並且您沒有推理器推斷其他數據，您不會在結果中看到Student作為子類，但您可能會看到一個空白（匿名）節點：

---------------------------------------------------------
| subclass                                 | superclass |
=========================================================
| <http://www.examples.org/school#Student> | _:b0       |
---------------------------------------------------------

要理解為什么會出現這種情況，您需要查看本體的RDF序列化。 在這種情況下，它是（在RDF / XML中）：

<rdf:RDF
    xmlns="http://www.examples.org/school#"
    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://www.examples.org/school"/>
  <owl:Class rdf:about="http://www.examples.org/school#Course"/>
  <owl:Class rdf:about="http://www.examples.org/school#Person"/>
  <owl:Class rdf:about="http://www.examples.org/school#Student">
    <rdfs:subClassOf>
      <owl:Class>
        <owl:intersectionOf rdf:parseType="Collection">
          <owl:Class rdf:about="http://www.examples.org/school#Person"/>
          <owl:Restriction>
            <owl:onProperty>
              <owl:ObjectProperty rdf:about="http://www.examples.org/school#enrolledIn"/>
            </owl:onProperty>
            <owl:someValuesFrom rdf:resource="http://www.examples.org/school#Course"/>
          </owl:Restriction>
        </owl:intersectionOf>
      </owl:Class>
    </rdfs:subClassOf>
  </owl:Class>
</rdf:RDF>

或者在更易讀的Turtle中（也更像是SPARQL查詢語法）：

@prefix :      <http://www.examples.org/school#> .
@prefix rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .
@prefix owl:   <http://www.w3.org/2002/07/owl#> .
@prefix xsd:   <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> .
@prefix rdf:   <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .

:Student  a              owl:Class ;
        rdfs:subClassOf  [ a                   owl:Class ;
                           owl:intersectionOf  ( :Person [ a                   owl:Restriction ;
                                                           owl:onProperty      :enrolledIn ;
                                                           owl:someValuesFrom  :Course
                                                         ] )
                         ] .

:Person  a      owl:Class .

:enrolledIn  a  owl:ObjectProperty .

:Course  a      owl:Class .

<http://www.examples.org/school>
        a       owl:Ontology .

事實上，數據中有一個Student rdfs:subClassOf [ ... ]三元組，但[ ... ]是一個空白節點; 它是一個匿名的owl:Class是其他一些類的交集。 推理機將能夠告訴你，如果X⊑（Y和Z），那么X⊑Y和X⊑Z，但本身就是一個SPARQL查詢不會那樣做。 你可以制作一個更復雜的SPARQL查詢，但是：

prefix rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
prefix owl:   <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
prefix rdf:   <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>

select ?subclass ?superclass where {
  { ?subclass rdfs:subClassOf ?superclass }
  union
  { ?subclass rdfs:subClassOf [ owl:intersectionOf [ rdf:rest* [ rdf:first ?superclass ] ] ] }
}

--------------------------------------------------------------------------------------
| subclass                                 | superclass                              |
======================================================================================
| <http://www.examples.org/school#Student> | _:b0                                    |
| <http://www.examples.org/school#Student> | <http://www.examples.org/school#Person> |
| <http://www.examples.org/school#Student> | _:b1                                    |
--------------------------------------------------------------------------------------

兩個空白節點是匿名交集類，以及匿名限制類（在某些課程中注冊）。 如果您只想要IRI結果，可以使用filter ：

prefix rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
prefix owl:   <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
prefix rdf:   <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>

select ?subclass ?superclass where {
  { ?subclass rdfs:subClassOf ?superclass }
  union
  { ?subclass rdfs:subClassOf [ owl:intersectionOf [ rdf:rest* [ rdf:first ?superclass ] ] ] }

  filter( isIRI( ?superclass ) )
}

--------------------------------------------------------------------------------------
| subclass                                 | superclass                              |
======================================================================================
| <http://www.examples.org/school#Student> | <http://www.examples.org/school#Person> |
--------------------------------------------------------------------------------------

現在，作為最后的觸摸，如果你想讓你的查詢更小一點，因為這兩個union ed模式的唯一區別是連接的路徑?subclass和?superclass ，你實際上可以用一個屬性路徑來編寫它。 （盡管如Sparql查詢Subclass或EquivalentTo中所述 ，如果你這樣做，你可能會遇到Protégé的一些問題。）這個想法是你可以重寫這個：

{ ?subclass rdfs:subClassOf ?superclass }
union
{ ?subclass rdfs:subClassOf [ owl:intersectionOf [ rdf:rest* [ rdf:first ?superclass ] ] ] }

因此，通過使用屬性路徑，這也消除了對空白節點的需求：

?subclass ( rdfs:subClassOf |
            ( rdfs:subClassOf / owl:intersectionOf / rdf:rest* / rdf:first ) ) ?superclass

你可以簡化一下

?subclass rdfs:subClassOf/((owl:intersectionOf/rdf:rest*/rdf:first)+) ?superclass

你甚至可以從中刪除一個級別的括號來制作它

?subclass rdfs:subClassOf/(owl:intersectionOf/rdf:rest*/rdf:first)+ ?superclass

但是你必須開始記住優先規則，這並不是很有趣。 該查詢有效：

prefix rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
prefix owl:   <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
prefix rdf:   <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>

select ?subclass ?superclass where {
  ?subclass rdfs:subClassOf/(owl:intersectionOf/rdf:rest*/rdf:first)+ ?superclass
  filter( isIRI( ?superclass ) )
}

--------------------------------------------------------------------------------------
| subclass                                 | superclass                              |
======================================================================================
| <http://www.examples.org/school#Student> | <http://www.examples.org/school#Person> |
--------------------------------------------------------------------------------------