RDF/OWL 中的字符串操作

Question

关于语义网的初学者问题。

我有一个颜色知识库，其中包括相似的颜色、颜色修饰符（深色、浅色、〜ish 等）、颜色关系（更深、更亮）、颜色同义词等。我想弄清楚 RDF/ OWL 是操作（主要是查询）此 KB 的不错选择。以下是我需要支持的查询。

1) 找出与给定颜色相似的所有颜色。如果我用“相似”谓词表示颜色相似性，则可以使用简单的 Sparql 查询。同义词和关系也是如此。很好。

2) 当我需要查找标记或短语 x 是否为有效颜色时，问题变得更加棘手。如果 x 是未修改的颜色，则可以通过创建 Color 类并确保所有已知颜色都是该类的实例来解决问题。但是如果 x 是像 "redish" 这样的修改颜色呢？显然，一种解决方案是通过显式添加将所有修改后的颜色部分添加到 KB 中。

但是，是否可以将所有修改后的颜色自动添加到 RDF 中？换句话说，是否有可能定义一类需要所有修改颜色的修改颜色？这需要一些连接运算符。这可能吗？

另一个解决方案是有一些逻辑来分解 x 并检查 a) 它是否包含已知的修饰符和 b) 修改的东西是否是有效的颜色。当然，我也希望在 RDF/OWL 中描述这个逻辑。有什么想法吗？

提前感谢您的任何意见或建议。

Answer 1

IMO，使用您最喜欢的编程语言编写的自定义代码，您想做的事情似乎得到了更好的处理。用 OWL 很难表达这些东西，而且效率肯定不高。

但是 FWIW，这是您可以做的事情。系好安全带，开始高级 OWL 2 建模之旅。假设您有基本颜色“蓝色”、“绿色”、“红色”。您可以定义一个包含三个字符串的数据类型（我使用 Turtle 语法）：

:baseColor  a  rdfs:Datatype;
    owl:equivalentClass  [
        a  rdfs:Datatype;
        owl:withRestrictions ( [ xsd:pattern "blue|green|red" ] )
    ] .

然后你可以定义修改后的颜色：

:modColor  a  rdfs:Datatype;
    owl:equivalentClass  [
        a  rdfs:Datatype;
        owl:withRestrictions (
            [ xsd:pattern "(dark|light)?(blue|green|red)(ish)?" ]
        )
    ] .

您甚至可以拥有更多数据类型，例如 :lightColor、:darkColor、mediumColor。

然后你创建一个类:Color，它有一个数据类型属性:hasColor：

:hasColor  a  owl:DatatypeProperty;
    rdfs:domain  :Color;
    rdfs:range  [
        a  rdfs:Dataype;
        owl:unionOf  ( :baseColor :modColor )
    ]
:Color  a  owl:Class;
    rdfs:subClassOf  [
       a  owl:Restriction;
       owl:onProperty  :hasColor;
       owl:someValuesFrom  xsd:string
    ];
    owl:hasKey  ( :hasColor ) .

在这里，我强制:Color 的实例至少有一个颜色字符串，并且我强制颜色字符串是颜色的唯一标识符（它是一个键）。因此，每当我用它的颜色字符串给出颜色时，我都可以验证该字符串是否在上面给出的正则表达式模式中。假设我定义了数据类型:darkColor、:lightColor和:mediumColor，我也可以表达:darker和:lighter关系：

:DarkColor  a  owl:Class;
    rdfs:subClassOf  :Color, [
        a  owl:Restriction;
        owl:onProperty  :hasColor;
        owl:allValuesFrom  :darkColor
    ] .
:LightColor  a  owl:Class;
    rdfs:subClassOf  :Color, [
        a  owl:Restriction;
        owl:onProperty  :hasColor;
        owl:allValuesFrom  :lightColor
    ] .
:MediumColor  a  owl:Class;
    rdfs:subClassOf  :Color, [
        a  owl:Restriction;
        owl:onProperty  :hasColor;
        owl:allValuesFrom  :mediumColor
    ] .

那么你想说所有:DarkColors 都是:darker，而不是所有:MediumColor 和所有:LightColor。这样的公理并不容易实现，因为它需要引入辅助项。它在论文 All Elephants are Bigger than All Mice 中有解释，在 DL 术语中称为概念产品：

:p1  a  owl:ObjectProperty . # auxiliary property (do not reuse elsewhere)
:p2  a  owl:ObjectProperty . # idem
:x  a  owl:Thing .           # auxiliary individual
:darker  owl:propertyChainAxiom ( :p1 :p2 ) .
:DarkColor  rdfs:subClassOf  [
    a  owl:Restriction;
    owl:onProperty  :p1;
    owl:hasValue  :x
] .
[ owl:unionOf ( :LightColor :MediumColor ) ] rdfs:SubClassOf  [
    a  owl:Restriction;
    owl:onProperty  [ owl:inverseOf :p2 ];
    owl:hasValue  :x
] .

对:lighter 执行相同操作。

您不能真正自动引入修改后的颜色。您确实必须提供一个包含所有基色 + 修饰符的图案。但这可以很容易地以编程方式完成。在任何情况下，我给出的 OWL 代码都不应该被使用，IMO，因为定制程序可以更好/更有效地解决它。