adaptation consistante d'ontologies à l'aide des grammaires de graphes
DESCRIPTION
Les ontologies tendent à intégrer le cœur de tout système d'information. Les domaines évoluant sans cesse, les ontologies doivent elles même pouvoir s'adapter. Dans ce contexte, l'article propose la formalisation du concept d'adaptation basée sur les grammaires de graphes, ce qui permet notamment de gérer les changements des ontologies et de définir une approche à priori de résolution des incohérences susceptibles d'être générées. Comme application, l'article considère l'ontologie EventCCAlps développée dans le cadre du projet européen CCAlps.TRANSCRIPT
Introduction Methode Application Conclusion
Adaptation consistante d’ontologies a l’aide desgrammaires de graphes
Mariem MAHFOUDH, Laurent THIRY, Germain FORESTIERet Michel HASSENFORDER
{mariem.mahfoudh, laurent.thiry, germain.forestier, michel.hassenforder}@uha.fr
UHA–MIPS, EA 2332 /ENSISA, 12 rue des Freres Lumiere68093 Mulhouse Cedex, France
24 eme journees francophones d’ingenierie des connaissances,Lille, 4 Juillet 2013
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 1/12
Introduction Methode Application Conclusion
Contexte
I Une ontologie est une representation formelle et explicite desconnaissances humaines.
Changement de langues
Changement de la granularité Changement des données
Changement de contexte
I Besoin de l’evolution et de l’adaptation des ontologies.
I L’evolution des ontologies se traduit par une modification deleurs composantes (classes, proprietes, individus, axiomes).⇒ Changement Ontologique.
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 2/12
Introduction Methode Application Conclusion
Objectif
I Les changements ontologiques peuvent causer desincoherences et toucher a la consistance de l’ontologie.
I Approches d’evolution traitant les incoherences : [Klein,2004], [Luong, 2007], [Dragoni et al., 2012], [Khattak et al.,2013], etc.
⇒ Approches a posteriori de resolution des incoherences.
Proposition
I Approche a priori traitant les incoherences a l’aide duformalisme des grammaires de graphes types.
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 3/12
Introduction Methode Application Conclusion
Grammaires de Graphes Types
I Formalisme de manipulation des graphes.
I Une grammaire de graphes typee TGG = (G ,GT ,P) avec :
B G = (N,E ) est le graphe hote ;B GT = (NT ,ET ) est le graphe type ;B P = (LHS ,RHS) est un ensemble de regles de production
∗ LHS (Left Hand Side), graphe representant la pre-conditionde la regle et doit etre un sous graphe de G .
∗ RHS (Right Hand Side), graphe representant la post-conditionde la regle et doit remplacer LHS dans G .
⇒ NAC (Negative Application Condition), graphe representantla condition a eviter pour la bonne application de P.
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 4/12
Introduction Methode Application Conclusion
L’approche algebrique Simple PushOut (SPO)
Appliquer une regle de reecriture a un graphe initial G , selon lamethode SPO, revient a :
1 Trouver le LHS dans G avec un morphisme m : LHS → G ;
2 Supprimer de G : LHS − (LHS ∩ RHS) ;
3 Ajouter a G : RHS − (LHS ∩ RHS). Cette operation se faitpar le calcul de pushout et donne une nouvelle version G ′.
m
Regle de reecriture avec le jeu PACMan [Ehrig,2004 ].M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 5/12
Introduction Methode Application Conclusion
Grammaires de Graphes & Ontologies
I GT represente le meta-modele de l’ontologie ;
I G definit l’ontologie ;
I P represente les changements ontologiques ;
CH = (Nom,NAC , LHS ,RHS ,CHD)
CHD represente les changements derives qui sont ajoutes aCH pour corriger les incoherences pouvant survenir.
Les incoherences traitees
I Redondance de donnees ;
I Nœuds isoles ;
I Individus orphelins ;
I Axiomes contradictoires.G G'
LHS RHS
subClassOf
name="Prof"
1:Class
name="Professeur"
1:Class
NAC
Règle de réécriture
m
name="Professeur"Class
name="Personne"
Class
name="Prof"Class
subClassOf
name="Personne"
Class
name="Professeur"
Class
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 6/12
Introduction Methode Application Conclusion
Grammaires de Graphes & Ontologies
I GT represente le meta-modele de l’ontologie ;
I G definit l’ontologie ;
I P represente les changements ontologiques ;
CH = (Nom,NAC , LHS ,RHS ,CHD)
CHD represente les changements derives qui sont ajoutes aCH pour corriger les incoherences pouvant survenir.
Les incoherences traitees
I Redondance de donnees ;
I Nœuds isoles ;
I Individus orphelins ;
I Axiomes contradictoires.
G G'
LHS RHS
subClassOf
name="Prof"
1:Class
name="Professeur"
1:Class
NAC
Règle de réécriture
m
name="Professeur"Class
name="Personne"
Class
name="Prof"Class
subClassOf
name="Personne"
Class
name="Professeur"
Class
Regle de reecriture avec le jeu PACMan [Ehrig,2004 ].
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 6/12
Introduction Methode Application Conclusion
Grammaires de Graphes & Ontologies
I GT represente le meta-modele de l’ontologie ;
I G definit l’ontologie ;
I P represente les changements ontologiques ;
CH = (Nom,NAC , LHS ,RHS ,CHD)
CHD represente les changements derives qui sont ajoutes aCH pour corriger les incoherences pouvant survenir.
Les incoherences traitees
I Redondance de donnees ;
I Nœuds isoles ;
I Individus orphelins ;
I Axiomes contradictoires.G G'
LHS RHS
subClassOf
name="Prof"
1:Class
name="Professeur"
1:Class
NAC
Règle de réécriture
m
name="Professeur"Class
name="Personne"
Class
name="Prof"Class
subClassOf
name="Personne"
Class
name="Professeur"
Class
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 6/12
Introduction Methode Application Conclusion
Formalisation des changements ontologiques
Le changement AddDisjointClasses
Ajouter un axiome de disjonction entre deux noeuds de types”class”.
LHS
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
RHS
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
NAC1 NAC2
memberOf
NAC5
AddDisjointClasses(C1, C2)
NAC3 NAC4
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
disjointwith
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
disjointwith
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
equivalentTo
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
subClassOf
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
subClassOf
Individual
name=X
memberOf
Regle de reecriture du changement AddDisjointClass.
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 7/12
Introduction Methode Application Conclusion
Formalisation des changements ontologiques
Le changement RemoveClass
I Supprimer un noeud de type ”Class”.
I Changement pouvant engendrer certaines incoherences.
LHS
CHD1
LHS
1:Class
name="C"
Individual
memberOf
3:Class
1:Class
name="C"
subClassOf
CHD4
RHS
1:Class
name="C"
LHS
CHD3
3:Class
Individual
memberOf
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
equivalentTo
LHS
3:Class
RHS
CHD2
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
3:Class
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
equivalentTo
2:Individual
memberOf
RHS
3:Class1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
RHS
3:Class
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
Changement derive RemoveIndividual du changement RemoveClass.
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 8/12
Introduction Methode Application Conclusion
Application
I Definition des regles de reecritures pour les changementsontologiques elementaires.
I Utilisation de l’outil AGG (Algebraic Graph Grammar) pourimplementer le SPO.
I Utilisation de l’ontologie OWL EventCCAlps developpee dans lecadre du projet europeen CCAlps comme exemple de test.
I Developpement de deux outils OWLToGraph et GraphToOWL.
Extrait de l’ontologie EventCCAlps representee en AGG.M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 9/12
Introduction Methode Application Conclusion
Application
Regles de reecriture du changement RemoveClass (Employee).
L’ontologie EventCCAlps apres la transformation.M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 10/12
Introduction Methode Application Conclusion
Conclusion
I Formalisation des changements ontologiques avec lesgrammaires de graphes types.
I Traitement a priori des incoherences lies aux changementsontologiques → les eviter grace aux NACs.
I Implementation des regles de reecriture par l’outil AGGsupportant l’approche algebrique Simple Pushout.
Perspectives
I Definition des changements complexes.
I Definition d’une approche de composition des ontologies.
[Mahfoudh et al., 2013], M. Mahfoudh, G. Forestier, L. Thiry, and M. Hassenforder, ”Consistent ontologiesevolution using graph grammars”, in KSEM2013 International Conference on Knowledge Science, Engineering andManagement. Springer, 2013, pp. 64-75.
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 11/12
Introduction Methode Application Conclusion
Merci de votre [email protected]
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 12/12