java - 如何更新 OWL 本体文件以添加具有某些属性的新个体？

Question

我有一个在 protege 4.3.0 中创建并存储在 OWL 文件中的本体。我需要向这个本体中添加一些个体并更新这个文件。由于这些人彼此非常相似，我想利用 OWL API 比手动使用程序更快地添加他们。

我的目标是:

• 添加一个新个体#individualSimpleSubType
• 为这个个体添加类型#SimpleSubType(#SimpleSubType 是#SimpleType 的子类)
• 向此个体添加以下对象属性断言:#hasProperty1 associated to #PropertyValue1
• 向此个体添加以下对象属性断言:#hasProperty2 associated to #PropertyValue2

本体中已经存在以下信息:

• 类 #SimpleType 及其子类 #SimpleSubType
• 对象属性 #hasProperty1 和 #hasProperty2
• 个人 #PropertyValue1 和 #PropertyValue2

以下是我用来尝试实现该目标的代码:

OWLOntologyManager manager = OWLManager.createOWLOntologyManager();

try {
    OWLOntology ontology = manager.loadOntologyFromOntologyDocument(new File("ontology.owl"));

    IRI ontologyIRI = ontology.getOntologyID().getOntologyIRI();
    PrefixManager prefixManager = new DefaultPrefixManager(ontologyIRI.toString().concat("#"));

    OWLDataFactory dataFactory = manager.getOWLDataFactory();

    OWLReasonerFactory reasonerFactory = new StructuralReasonerFactory();
    OWLReasoner reasoner = reasonerFactory.createReasoner(ontology);
    reasoner.precomputeInferences();

    // Get all subclasses of SimpleType stored within the loaded ontology.
    OWLClassNodeSet clsSimpleSubTypes = new OWLClassNodeSet();
    OWLClass simpleTypeClass = dataFactory.getOWLClass(":SimpleType", prefixManager);
    clsSimpleSubTypes.addDifferentEntities(reasoner.getSubClasses(simpleTypeClass, true).getFlattened());

    // Get two object properties stored within the loaded ontology.
    OWLObjectPropertyExpression objProperty1 = dataFactory.getOWLObjectProperty(IRI.create(ontologyIRI + "#hasProperty1"));
    OWLObjectPropertyExpression objProperty2 = dataFactory.getOWLObjectProperty(IRI.create(ontologyIRI + "#hasProperty2"));

    // Get two property values stored within the loaded ontology.
    OWLNamedIndividual propertyValue1 = dataFactory.getOWLNamedIndividual(IRI.create(ontologyIRI + "#PropertyValue1"));
    OWLNamedIndividual propertyValue2 = dataFactory.getOWLNamedIndividual(IRI.create(ontologyIRI + "#PropertyValue2"));

    for (OWLClass cls : clsSimpleSubTypes.getFlattened())
    {
        if (cls.getIRI().toString().endsWith("#SimpleSubType")) {
            // Create the new individual
            OWLNamedIndividual po = factory.getOWLNamedIndividual(IRI.create(ontologyIRI + "#individualSimpleSubType"));

            // individualSimpleSubType is of type SimpleSubType
            OWLClassAssertionAxiom assertion = dataFactory.getOWLClassAssertionAxiom(cls, po);
            manager.addAxiom(ontology, assertion);

            // individualSimpleSubType has object property PropertyValue1
            OWLObjectPropertyAssertionAxiom objProperty1Axiom = dataFactory.getOWLObjectPropertyAssertionAxiom(objProperty1, po, propertyValue1);
            manager.addAxiom(ontology, objProperty1Axiom);

            // individualSimpleSubType has object property PropertyValue2
            OWLObjectPropertyAssertionAxiom objProperty2Axiom = dataFactory.getOWLObjectPropertyAssertionAxiom(objProperty2, po, propertyValue2);
            manager.addAxiom(ontology, objProperty2Axiom);

            break;
        }
    }

    //File destinationFile = new File("ontology-new-data.owl");
    //OWLOntologyFormat format = manager.getOntologyFormat(ontology);
    //manager.saveOntology(ontology, format, IRI.create(destinationFile.toURI()));
    manager.saveOntology(ontology);
} catch (OWLOntologyCreationException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
} catch (OWLOntologyStorageException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
}

但是，使用上面的代码，我得到的结果与使用 Protegé 得到的结果不同。

如果我使用 Protegé 如上所述添加新个人，OWL 文件会更新并添加以下 XML 行:

<!-- http://www.semanticweb.org/vincenzo/ontologies/2015/7/ontology.owl#individualSimpleSubType -->

<owl:NamedIndividual rdf:about="http://www.semanticweb.org/vincenzo/ontologies/2015/7/ontology.owl#individualSimpleSubType">
    <rdf:type rdf:resource="http://www.semanticweb.org/vincenzo/ontologies/2015/7/ontology.owl#SimpleSubType"/>
    <hasProperty1 rdf:resource="http://www.semanticweb.org/vincenzo/ontologies/2015/7/ontology.owl#PropertyValue1"/>
    <hasProperty2 rdf:resource="http://www.semanticweb.org/vincenzo/ontologies/2015/7/ontology.owl#PropertyValue2"/>
</owl:NamedIndividual>

但是，如果我使用上面的Java代码，保存本体还涉及到其他行的修改:将与上面相同的XML行添加到文件中，但也修改了其他行，如下。

以下几行写在上述Java代码保存的OWL文件的开头(但我在执行相同的修改后使用Protégé保存本体时没有写这些行)。

<!DOCTYPE rdf:RDF [
    <!ENTITY terms "http://purl.org/dc/terms/" >
    <!ENTITY owl "http://www.w3.org/2002/07/owl#" >
    <!ENTITY xsd "http://www.w3.org/2001/XMLSchema#" >
    <!ENTITY skos "http://www.w3.org/2004/02/skos/core#" >
    <!ENTITY rdfs "http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" >
    <!ENTITY rdf "http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" >
]>

然后，在一些标签的属性中加上一定的前缀，所以:

1. 原始OWL文件的属性rdf:resource="&rdf;List"被替换为rdf:resource="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#List"
2. 原始OWL文件的属性rdf:resource="&owl;TransitiveProperty"被替换为rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/owl#TransitiveProperty"
3. 原始OWL文件的属性rdf:about="&terms;description"被替换为rdf:about="http://purl.org/dc/terms/description "
4. 原始OWL文件的属性rdf:resource="&rdfs;Literal"被替换为rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Literal"
5. 原始OWL文件的属性rdf:resource="&xsd;hexBinary"被替换为rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema #hexBinary"
6. 原始OWL文件的属性rdf:resource="&xsd;string"被替换为rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema #字符串"
7. 原始OWL文件的属性rdf:resource="&skos;Concept"被替换为rdf:resource="http://www.w3.org/2004/02/skos/core#Concept"
8. 原始OWL文件的属性rdf:resource="&skos;ConceptScheme"被替换为rdf:resource="http://www.w3.org/2004/02/skos/core#ConceptScheme"

这种奇怪行为的原因是什么？

在我的 Eclipse 项目中，我导入了与 OWL API 3.4.2 相关的 jar 文件，它与 Protegé 4.3.0 中集成的版本相同。

Answer 1

问题是从文件中读取原始本体中的前缀未被保留。这已在较新版本的 OWL API 中得到修复。 3.5.2和4.0.2(4.1.0还没发布)应该可以找到本体格式对象中设置的前缀。

为了保证这些前缀也用于实体(例如 &rdf; 之类的东西)你应该调用

XMLWriterPreferences.getInstance().setUseNamespaceEntities(true);

在保存本体之前。

请注意，这些不是语义差异 - 它们只是 XML 级别的句法差异。无论前缀是否缩短为实体，本体在语义上都是等价的。