在应用程序中利用Jena API处理OWL本体

接触Semantic Web的时间还不是很长,所以现在写的这方面内容算是笔记性质,很可能存在很多误解,欢迎指出或讨论:)


一般来说,我们在Protege这样的编辑器里构建了本体,就会想在应用程序里使用它,这就需要一些开发接口。用程序操作本体是很必要的,因为在很 多情况下,我们要自动生成本体,靠人手通过Protege创建所有本体是不现实的。Jena是HP公司开发的这样一套API,似乎HP公司在本体这方面走 得很靠前,其他大公司还在观望吗?


可以这样说,Jena对应用程序就像Protege对我们,我们使用Protege操作本体,应用程序则是使用Jena来做同样的工作,当然这些应 用程序还是得由我们来编写。其实Protege本身也是在Jena的基础上开发的,你看如果Protege的console里报异常的话,多半会和 Jena有关。最近出了一个Protege OWL API,相当于对Jena的包装,据说使用起来更方便,这个API就是Protege的OWL Plugin所使用的,相信作者经过OWL Plugin的开发以后,说这些话是有一定依据的。


题目是说用Jena处理OWL,其实Jena当然不只能处理OWL,就像Protege除了能处理OWL外还能处理RDF(S)一样。Jena最基本的使用是处理RDF(S),但毕竟OWL已经成为W3C的推荐标准,所以对它的支持也是大势所趋。


好了,现在来点实际的,怎样用Jena读我们用Protege创建的OWL本体呢,假设你有一个OWL本体文件(.owl),里面定义了动物类(http://www.zoo.com/ont/Animal ,注意这并不是一个实际存在的URL,不要试图去访问它),并且它有一些实例,现在看如下代码:

 

OntModel m = ModelFactory.createOntologyModel();
File myFile = ...;
m.read(new FileInputStream(myFile), "");
ResIterator iter = m.listSubjectsWithProperty(RDF.type, m.getResource("http://www.zoo.com/ont/Animal"));
while (iter.hasNext()) {
    Resource animal = (Resource) iter.next();
    System.out.println(animal.getLocalName());
} 

 

和操作RDF(S)不同,com.hp.hpl.jena.ontology.OntModel是专门处理本体(Ontology)的,它是 com.hp.hpl.jena.rdf.model.Model的子接口,具有Model的全部功能,同时还有一些Model没有的功能,例如 listClasses()、listObjectProperties(),因为只有在本体里才有“类”和“属性”的概念。


上面的代码很简单,从ModelFactory创建一个OntModel,从指定文件把模型读到内存里。再下面的代码是一个例子,作用是取出模型中所有 Animal的实例(Individual,也叫个体),并打印它们的名称。要从OntModel里取实例,也可以用listIndividuals() 方法,只不过你得在得到的实例中判断它们是不是Animal的实例,我觉得不如用上面这种简易查询的方式来得方便。


Jena里扩展了很多Iterator,比如ResIterator、StmtIterator和NodeIterator等等,刚开始用会觉得很别扭, 好象还不如都用java标准的Iterator,不知道Jena的设计者是怎么考虑的。要熟练掌握还是得对整个Jena的API有全局掌握才好。


在循环里,我们得到的每个元素都是一个Resource,因为本体里的任何东西都是资源,不论你想得到Subject、Property还是 Object,在Jena里实际得到的都是资源(Resource),在Jena里,Property是Resource的子接口,而Jena并没有 Subject或Object接口。(注:在OWL本体中,Subject->Property->Object组成一个三元组,例如:张小 刚->父亲->张大刚;或者:绵羊多利->rdf:type->动物,rdf:type是一个特殊的属性,表示前者是后者的实 例)

 

 

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