Adaptation consistante d'ontologies à l'aide des grammaires de graphes

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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.

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Adaptation consistante d'ontologies à l'aide des grammaires de graphes

  1. 1. Introduction M´ethode Application Conclusion Adaptation consistante d’ontologies `a l’aide des grammaires de graphes Mariem MAHFOUDH, Laurent THIRY, Germain FORESTIER et Michel HASSENFORDER {mariem.mahfoudh, laurent.thiry, germain.forestier, michel.hassenforder}@uha.fr UHA–MIPS, EA 2332 /ENSISA, 12 rue des Fr`eres Lumi`ere 68093 Mulhouse Cedex, France 24 `eme journ´ees francophones d’ing´enierie des connaissances, Lille, 4 Juillet 2013 M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 1/12
  2. 2. Introduction M´ethode Application Conclusion Contexte Une ontologie est une repr´esentation formelle et explicite des connaissances humaines. Changement de langues Changement de la granularitéChangement des données Changement de contexte Besoin de l’´evolution et de l’adaptation des ontologies. L’´evolution des ontologies se traduit par une modification de leurs composantes (classes, propri´et´es, individus, axiomes). ⇒ Changement Ontologique. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 2/12
  3. 3. Introduction M´ethode Application Conclusion Objectif Les changements ontologiques peuvent causer des incoh´erences et toucher `a la consistance de l’ontologie. Approches d’´evolution traitant les incoh´erences : [Klein, 2004], [Luong, 2007], [Dragoni et al., 2012], [Khattak et al., 2013], etc. ⇒ Approches `a post´eriori de r´esolution des incoh´erences. Proposition Approche `a priori traitant les incoh´erences `a l’aide du formalisme des grammaires de graphes typ´es. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 3/12
  4. 4. Introduction M´ethode Application Conclusion Grammaires de Graphes Typ´es Formalisme de manipulation des graphes. Une grammaire de graphes typ´ee TGG = (G, GT , P) avec : G = (N, E) est le graphe hˆote ; GT = (NT , ET ) est le graphe type ; P = (LHS, RHS) est un ensemble de r`egles de production ∗ LHS (Left Hand Side), graphe repr´esentant la pr´e-condition de la r`egle et doit ˆetre un sous graphe de G. ∗ RHS (Right Hand Side), graphe repr´esentant la post-condition de la r`egle et doit remplacer LHS dans G. ⇒ NAC (Negative Application Condition), graphe repr´esentant la condition `a ´eviter pour la bonne application de P. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 4/12
  5. 5. Introduction M´ethode Application Conclusion L’approche alg´ebrique Simple PushOut (SPO) Appliquer une r`egle de r´e´ecriture `a un graphe initial G, selon la m´ethode 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 op´eration se fait par le calcul de pushout et donne une nouvelle version G . m R`egle de r´e´ecriture avec le jeu PACMan [Ehrig,2004 ]. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 5/12
  6. 6. Introduction M´ethode Application Conclusion Grammaires de Graphes & Ontologies GT repr´esente le m´eta-mod`ele de l’ontologie ; G d´efinit l’ontologie ; P repr´esente les changements ontologiques ; CH = (Nom, NAC, LHS, RHS, CHD) CHD repr´esente les changements d´eriv´es qui sont ajout´es `a CH pour corriger les incoh´erences pouvant survenir. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 6/12
  7. 7. Introduction M´ethode Application Conclusion Grammaires de Graphes & Ontologies GT repr´esente le m´eta-mod`ele de l’ontologie ; G d´efinit l’ontologie ; P repr´esente les changements ontologiques ; CH = (Nom, NAC, LHS, RHS, CHD) CHD repr´esente les changements d´eriv´es qui sont ajout´es `a CH pour corriger les incoh´erences pouvant survenir. Les incoh´erences trait´ees Redondance de donn´ees ; Nœuds isol´es ; Individus orphelins ; Axiomes contradictoires. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 6/12
  8. 8. Introduction M´ethode Application Conclusion Grammaires de Graphes & Ontologies GT repr´esente le m´eta-mod`ele de l’ontologie ; G d´efinit l’ontologie ; P repr´esente les changements ontologiques ; CH = (Nom, NAC, LHS, RHS, CHD) CHD repr´esente les changements d´eriv´es qui sont ajout´es `a CH pour corriger les incoh´erences pouvant survenir. Les incoh´erences trait´ees Redondance de donn´ees ; Nœuds isol´es ; Individus orphelins ; 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
  9. 9. Introduction M´ethode 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 R`egle de r´e´ecriture du changement AddDisjointClass. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 7/12
  10. 10. Introduction M´ethode Application Conclusion Formalisation des changements ontologiques Le changement RemoveClass Supprimer un noeud de type ”Class”. Changement pouvant engendrer certaines incoh´erences. 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:Class 1:Class name="C" 2:Individual memberOf RHS 3:Class 1:Class name="C" 2:Individual memberOf Changement d´eriv´e RemoveIndividual du changement RemoveClass. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 8/12
  11. 11. Introduction M´ethode Application Conclusion Application D´efinition des r`egles de r´e´ecritures pour les changements ontologiques ´el´ementaires. Utilisation de l’outil AGG (Algebraic Graph Grammar) pour impl´ementer le SPO. Utilisation de l’ontologie OWL EventCCAlps d´evelopp´ee dans le cadre du projet europ´een CCAlps comme exemple de test. D´eveloppement de deux outils OWLToGraph et GraphToOWL. Extrait de l’ontologie EventCCAlps repr´esent´ee en AGG. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 9/12
  12. 12. Introduction M´ethode Application Conclusion Application R`egles de r´e´ecriture du changement RemoveClass (Employee). L’ontologie EventCCAlps apr`es la transformation. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 10/12
  13. 13. Introduction M´ethode Application Conclusion Conclusion Formalisation des changements ontologiques avec les grammaires de graphes typ´es. Traitement `a priori des incoh´erences li´es aux changements ontologiques → les ´eviter grˆace aux NACs. Impl´ementation des r`egles de r´e´ecriture par l’outil AGG supportant l’approche alg´ebrique Simple Pushout. Perspectives D´efinition des changements complexes. D´efinition d’une approche de composition des ontologies. [Mahfoudh et al., 2013], M. Mahfoudh, G. Forestier, L. Thiry, and M. Hassenforder, ”Consistent ontologies evolution using graph grammars”, in KSEM2013 International Conference on Knowledge Science, Engineering and Management. Springer, 2013, pp. 64-75. M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 11/12
  14. 14. Introduction M´ethode Application Conclusion Merci de votre attention. mariem.mahfoudh@uha.fr M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 12/12

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