Protege基础教程

本体构建Protege基础教程写在前面的话Ontology，即本体，来源于哲学领域，但自从被图书情报领域专家运用于图书情报领域，便在此领域得到大家的一致认可，各种基于本体的研究论文也层出不穷，但Protege4.0以上版本较之Protege3.X版本，界面功能发生了很大变化，以前其他学者出的学习教程已经并不适合初入本体领域的学者，而Protege官方说明又是全英文解释，给初学者更是带来了很大不便，由此，本人这篇本体构建Protege基础教程应运而生，衷心希望可以给其他学者学习本体构建工具以及以后进行基于本体构建领域的研究工作带来便利。在此，特别感谢唐门的GGJJ在我学习运用Protege过程中给了我很多的理论支持，使我在这个学习过程中思维更加清晰。——soonfy学习软件，首先还是看软件版本，本人演示的是Protege4.1版本，与Protege4.0版本以上的版本界面都较为相似，版本是4.0以上的学者，都可以借鉴。另外，本文档主要是界面介绍及逻辑推理，至于本体构建中的个体关联、实体查询请关注下期文档。一、界面介绍1、打开Protege软件。如图1所示。图1在图1中，方框1CreatenewOWLontology：新建OWL本体；OpenOWLontology：打开一个OWl本体；OpenOWLontologyfromURI：通过通用资源标识符（URI）打开一个OWL本体；OpenfromtheTONESrepository：从TONES库打开OWL本体。方框2Openrecent：最近打开的OWL本体路径。Moreactions：更多功能。功能有“重新回到默认设置”、“检查更新”。2、新建OWL本体文件介绍图2在图2中，方框1OntologyIRI：默认的IRI路径（不可随意更改，必须符合RDF文件规则）。方框2Defaultbase：默认URI路径信息。图3图3为URI默认设置，方框1DefaultbaseURI：默认的URI路径。方框2设置默认的URI路径中保存哪些信息，年、月、日。图4在图4中，方框1PhysicalLocation：OWL物理保存路径。方框2RecentLocations：最近一次打开OWL位置。图5OntologyFormat：本体标准格式。RDF/XML；OWL/XML；OWLFunctionalSyntax；ManchesterOWLSyntax；OBO1.2flatfile；KRSS2Syntax；Latex；Turtle。3、Protege窗口标签介绍图6在图6中，ActiveOntology活动本体（大标签）方框1Annotations：注释。方框1中右上角四种调节窗口按钮Splitvertically：水平分离窗口；Splithorizontally：垂直分离窗口；Float：浮动窗口；Close：关闭窗口。方框2Ontologyimports导入本体（小标签）Directimports：直接导入本体；Indirectimports：间接导入本体。OntoGrafImportView：本体导入视图（小标签）OntologyPrefixes：本体前缀（小标签）Generalclassaxioms：通用类公理（小标签）方框3状态栏NoReasonerset：没有加载推理机。ShowInferences：显示推理过程。图7在图7中，Entities：实体（大标签）方框1Classhierarchy：类层次结构（小标签）Classhierarchy(inferred)：推断的类层次结构（小标签）方框2Annotationpropertyhierarchy：注释关联层次结构（小标签）Datatypes：数据类型（小标签）Datapropertyhierarchy：数据关联层次结构（小标签）Individualsbytype：个体类型（小标签）Objectpropertyhierarchy：事物关联层次结构（小标签）图8在图8中，Classes：类（大标签）方框1Classhierarchy：类层级结构（小标签）Classhierarchy(inferred)：推理的类层级结构（小标签）三个增删类功能：subclass添加子类；siblingclass添加同级类；delete删除类。方框2Annotation：注释（小标签）Usage：类使用情况（小标签）类的一级超类和子类关系方框3Description：描述（小标签）Equivalentclasses：等同的类，用来定义与当前类相等等同的类，或notclass不相等的类，主要用来推理，相当于充分必要条件Superclasses：超类，用来定义当前类的父类，限制类。Some存在量词（可简单译为“可以”），Only全称量词（可简单译为“只”），Min基数量词最小值，Max基数量词最大值,Exactly基数量词准确值。这些是约束属性的条件，用来限制对象属性的，相当于必要条件Inheritedanonymousclasses：继承匿名的类，继承父类的关联关系，匿名类定义在父类中，被子类继承，是子类的必要条件Members：类的成员，类所包含的个体Keys：关键字，描述类的行为和属性Disjointclasses：不相交的类，互斥的类，不存在一个个体同时属于两个DisjointclassDisjointunionof：不想交的类集合，互斥的类的集合，一个类的所有子类都不相交图9在图9中，ObjectProperties：事物关联（大标签）方框1Objectpropertyhierarchy：事物关联层级结构（小标签）三个增删关联功能subproperty添加子关联；siblingproperty添加同级关联；delete删除关联。方框2Annotation：注释（小标签）Usage：事物关联使用情况（小标签）事物关联的一级父关联和子关联方框3Characteristics：特性（小标签）Functional：函数性，标注了这个特性，说明该对象属性只能连接一个个体，假如连接的两个人，说明两个个体是同一个个体。例如小明最好的朋友是小强，小明最好的朋友是小光，则小光就是小强。Inversefunctional：逆函数性，是Functional函数性的反性质，对于一个给定的个体，只有最多一个个体能通过该属性连接那个个体Transitive：传递性，ab，bc推出acSymmetric：对称性，两个个体对称，具有对称性，不能具有函数性和逆函数性。例如小明和小光是朋友，小光和小明也是朋友。Asymmetric：不对称性Reflexive：自反性，自己和自己相关联。例如小明喜欢自己。Irreflexive：不自反性方框4Description：描述（小标签）Domains(intersection)：定义域Ranges（intersection）：值域关联连接的是定义域的个体到值域的个体，对象属性的定义域和值域主要用来推理。例如小明吃饭，“小明”就是定义域，“饭”就是值域，“吃”是关联。Equivalentobjectproperties：同等事物关联Superproperties：父关联Inverseproperties：逆关联，就是相反关联。例如小明是小光的父亲，小光是小明的儿子，“父亲”和“儿子”就是相反关联。Disjointproperties：互斥关联Propertychain：关联链图10在图10中，DataProperties：数据关联（大标签）方框1Datapropertyhierarchy：数据关联层级结构（小标签）三个增删数据关联的功能subproperty添加子关联；siblingproperty添加同级关联；delete删除关联方框2Annotation：注释（小标签）Usage：数据关联使用情况（小标签）数据关联的一级父关联和子关联方框3Characteristics：特性（小标签）用来连接个体和XMLSchema数据类型值或rdfliteral，该属性不能为传递的，对称的，反函数的，只可以为函数的。方框4Description：描述（小标签）Domains(intersection)：定义域Ranges（intersection）：值域Equivalentobjectproperties：同等数据关联Superproperties：父数据关联Disjointproperties：互斥数据关联图11在图11中，描述的是类“Giaffe”的个体具有“Size”数据属性，其值得类型为“int”；数据属性“Size”的Annotationcomment为“大小”。图12在图12中，Individual：个体（大标签）方框1Classhierarchy：类层级结构（小标签）Classhierarchy(inferred)：推理的类层级结构（小标签）方框2Memberslist：成员列表（小标签）Memberslist(inferred)：推理的成员列表两个增删成员功能add添加成员；delete删除成员方框3Annotation：注释（小标签）Usage：成员使用情况（小标签）成员的一级父类和成员间数据关联方框4Description：描述（小标签）Types：类型，这个成员所属的父类Sameindividual：相同的个体Differentindividual：不同的个体方框5Propertyassertions：（小标签）Objectpropertyassertions：对象关联声明，通过事物关联其它个体Datapropertyassertions：数据关联声明，设置个体数据关联Negativeobjectpropertyassertions：否定对象关联声明Negativedatapropertyassertions：否定数据关联声明图13在图13中，OWLViz：OWL本体可视化（大标签）方框1Classhierarchy：类层级结构（小标签）方框2OWLViz：本体可视化图形功能依次为显示（选定类的一定距离内的所有）类，显示（选定类的）子类，显示（选定类的）父类，显示（不包含Thing类的）所有类，隐藏（选定）类，隐藏（选定类的）子类，隐藏（选定类的一定距离外的）类，隐藏（包含Thing类的）所有类，图形缩小，图形放大，转换图形为图片格式输出，设置选项。Assertedmodel声明模型，即使定义的模型，Inferredmodel推理后的模型，即定义的模型经过推理机进行推理后的模型。图14在图14中，DLQuery：DL查询（大标签）方框1Classhierarchy：类层级结构（小标签）方框2Query：查询，输入需要进行推理的查询语句Execute：查询执行Addtoontology：添加到本体方框3Queryresults：查询结果Superclasses：查询结果显示超类Ancestorclasses：查询结果显示祖先类Equivalentclasses：查询结果显示等同的类Subclasses：查询结果显示子类Descentdantclasses：查询结果显示子孙类Individual：查询结果显示个体OntoGraf：本体图形界面（大标签）方框1Classhierarchy：类层级结构（小标签）方框2OntoGraf：本体图形（小标签）图15在图15中，Search：查找符合某种条件的类的本体图形Clear：清除本体图形主要功能依次是显示本体，移除孤立节点，gridalphabetical网格方式显示本体，Radial射线方式显示本体，Spring生长图方式显示本体，竖向树方式显示本体，横向树方式显示本体，verticaldirected竖向显示本体，横向显示本体，图形放大，图形无放缩，图形缩小，节点显示类型，连线显示类型，转换为图片输出，设置节点提示信息，保存图形，打开图形，以DOT格式输出图形，显示节点提示信息。4、Protege窗口菜单介绍图16在图16中，File（文件）菜单New：新建构建本体文件