Semantic Web. RDF, RDFS, OWL, and Ontology Engineering. F. Abel, N. Henze, and D. Krause IVS Semantic Web Group

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1 Semantic Web RDF, RDFS, OWL, and Ontology Engineering F. Abel, N. Henze, and D. Krause IVS Semantic Web Group

2 Exercise 1: RDFS OWL Erstellen Sie mit Hilfe von RDF Schema und OWL eine Ontologie (in RDF/XML Syntax), die folgende Konzepte modelliert: (a) Es soll zwei Klassen geben: Student und Professor. (b) Sowohl Studenten als auch Professoren sollen die Eigenschaft name haben (Wertebereich: xsd:string). (c) Gehen Sie davon aus, dass Studenten bereits eine Eigenschaft wirdunterrichtetvon haben, die als Werte nur Instanzen der Klasse Professor zulässt. Professoren sollen nun eine Eigenschaft unterrichtet bekommen, die als Werte nur Instanzen der Klasse Student zulässt. unterrichtet soll explizit als inverse Eigenschaft von wirdunterrichtetvon spezifiziert werden. (d) Letztlich soll es eine Klasse Assistent geben, die so definiert werden soll, dass ihr Instanzen der Klasse Student oder Instanzen, die nicht vom Typ Professor sind, angehören. F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

3 Exercise 2: RDF Formulieren Sie folgende Aussagen in RDF. Verwenden Sie hierbei das Schema, das in Aufgabenteil 1 erstellt wurde, und RDF/XML Syntax. (a) Peter ist Student. Sein Name ist Peter Mueller. Geben Sie auch den Typ (xsd:string) des Wertes Peter Mueller an. (b) Udo ist Professor und unterrichtet Peter. Schreiben Sie auch explizit die Schlussfolgerung auf, die durch den inversen Charakter der Eigenschaft unterrichtet impliziert wird. F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

4 Solution 1+2 <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:owl=" xmlns:xsd=" xmlns=" xmlns:rdfs=" xml:base=" <!-- Aufgabenteil (a) --> <owl:class rdf:id="professor"/> <owl:class rdf:id="student"/> <!-- Aufgabenteil (b) --> <owl:datatypeproperty rdf:id="name"> <rdfs:range rdf:resource=" <rdfs:domain> <owl:class> <owl:unionof rdf:parsetype="collection" <rdf:description rdf:about="#professor"/> <rdf:description rdf:about="#student"/> </owl:unionof> </rdfs:domain> </owl:datatypeproperty> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

5 Solution 1+2 <!-- Aufgabenteil (c) --> <owl:objectproperty rdf:id="wirdunterrichtetvon"> <rdfs:domain rdf:resource="#student"/> <rdfs:range rdf:resource="#professor"/> </owl:objectproperty> <owl:objectproperty rdf:about="#unterrichtet"> <owl:inverseof rdf:resource="#wirdunterrichtetvon"/> <rdfs:range rdf:resource="#student"/> <rdfs:domain rdf:resource="#professor"/> </owl:objectproperty> <!-- Aufgabenteil (d) --> <owl:class rdf:id="assistent"> <rdfs:subclassof> <owl:unionof rdf:parsetype="collection"> <owl:class rdf:about="#student"/> <owl:restriction> <owl:complementof rdf:resource="#professor"/> </owl:restriction> </owl:unionof> </rdfs:subclassof> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

6 Solution 1+2 <!-- Aufgabenteil (2 a) und b)) --> <Student rdf:id="peter"> <name rdf:datatype=" Peter Mueller </name> <wirdunterrichtetvon> <Professor rdf:id="udo"> <unterrichtet rdf:resource="#peter"/> </Professor> </wirdunterrichtetvon> </Student> </rdf:rdf> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

7 Exercise 3 Design an OWL ontology for watercrafts. In this ontology there should appear at least the concepts of Sea Vessels, Watercrafts, Cargo and Cruise Ships, Crew, Passenger, Cargo and Location. Use the ontology engineering technique from the lecture to create the ontology. F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

8 Remarks XML/RDF/OWL Headers are deliberately omited as only fragments of a complete Ontology are displayed. Step 1 and 2 are deliberately left blank as step 1 is roughly given by the exercise description and step 2 is not applicable. 3 Important terms in the ontology Ship, CargoShip, CruiseShip, Watercraft, SeaVessel, Person, Crew, Passenger, Location, Cargo, Goods, haslogitude, haslatitude, transports, travelsby, carries, hascrew, hascrewmember, hasname,... F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

9 4 Definition of classes and the class hierarchy <owl:class rdf:id="watercraft" /> <owl:class rdf:id="seavessel" /> <owl:class rdf:id="ship"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#watercraft"> <owl:class rdf:id="cruiseship"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#ship"> <owl:class rdf:id="cargoship"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#ship"> <owl:class rdf:id="person" /> <owl:class rdf:id="passenger"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#person"> <owl:class rdf:id="crew" /> <owl:class rdf:id="location" /> <owl:class rdf:id="cargo" /> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

10 5 Definition of the properties <owl:objectproperty rdf:id="transports" /> <owl:objectproperty rdf:id="travelsby" /> <owl:objectproperty rdf:id="carries" /> <owl:objectproperty rdf:id="hascrew" /> <owl:objectproperty rdf:id="hascrewmember" /> <owl:datatypeproperty rdf:id="haslogitude" /> <owl:datatypeproperty rdf:id="haslatitude" /> <owl:datatypeproperty rdf:id="hasname" /> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

11 6 Definition of facets watercrafts and sea vessels are synonyms cruise ships and cargo ships are disjoint a cruise ship must carry passengers a cargo ship must transport cargo a crew has at least one crew member who has to be a person only cruise ships can carry passengers only cargo ships can transport cargo longitude and latitude shall be double precision numbers ships and persons have names F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

12 <owl:class rdf:about="#seavessel"> <owl:equivalentclass rdf:resource="#watercraft" /> <owl:class rdf:about="#cruiseship"> <owl:intersectionof rdf:parsetype="collection"> <owl:complementof rdf:resource="#cargoship"/> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#carries"/> <owl:mincardinality rdf:datatype="&xsd;nonnegativeinteger"> 1 </owl:mincardinality> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> </owl:intersectionof> <owl:class rdf:about="#cargoship"> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#transports"/> <owl:mincardinality rdf:datatype="&xsd;nonnegativeinteger"> 1 </owl:mincardinality> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

13 <owl:class rdf:about="#crew"> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#hascrewmember"/> <owl:mincardinality rdf:datatype="&xsd;nonnegativeinteger"> 1 </owl:mincardinality> <owl:allvaluesfrom rdf:resource="#person"/> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> <owl:objectproperty rdf:about="#transports> <rdfs:domain rdf:resource="#cargoship"> <rdfs:range rf:resource="#cargo"> </owl:objectproperty> <owl:objectproperty rdf:about="#travelsby" /> <owl:inverseof rdf:resource="#carries"/> </owl:objectproperty> <owl:objectproperty rdf:about="#carries" /> <rdfs:domain rdf:resource="#cruiseship"> <rdfs:range rf:resource="#passenger"> </owl:objectproperty> <owl:objectproperty rdf:about="#hascrew" /> <rdfs:domain rdf:resource="#ship"> <rdfs:range rf:resource="#crew"> </owl:objectproperty> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

14 <owl:objectproperty rdf:about="#hascrewmember" /> <rdfs:domain rdf:resource="#crew"> <rdfs:range rf:resource="#person"> </owl:objectproperty> <owl:datatypeproperty rdf:about="#haslogitude" /> <rdfs:domain rdf:resource="#location"> <rdfs:range rf:resource="#&xsd;double"> </owl:datatypeproperty> <owl:datatypeproperty rdf:about="#haslatitude" /> <rdfs:domain rdf:resource="#location"> <rdfs:range rf:resource="#&xsd;double"> </owl:datatypeproperty> <owl:datatypeproperty rdf:about="#hasname" /> <rdfs:domain rdf:resource="#person"> <rdfs:domain rdf:resource="#ship"> <rdfs:range rf:resource="#&xsd;string"> </owl:datatypeproperty> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

15 7 Create instances A ship with the Name Rosa transports cars. Pete travels on ship Andrea Doria where Lucy is employed as crew member. <Cargo rdf:id="cars"/> <Person rdf:id="pete"/> <Person rdf:id="lucy"/> <CargoShip rdf:id="rosa"> <hasname>rosa</hasname> <transports rdf:resource="#cars"/> </CargoShip> <CruiseShip rdf:id="andreadoria"> <hasname>andrea Doria</hasName> <carries rdf:resource="#pete"/> <hascrew rdf:id="andreadoriacrew"> <rdf:type rdf:resource="#crew"/> <hascrewmember rdf:resource="#lucy"/> </hascrew> </CruiseShip> F. Abel, N. Henze, and D. Krause Ontologies / 15

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