LOD, SPARQL e dintorni

LOD, SPARQL e
dintorni:
Un piccolo how-to
Nicola Vitucci

Intro
● LOD, ovvero Linked Open Data
– Linked Data + Open Data = Dati “a
5 stelle”
● Il WWW è un immenso database
(Web of Data)
● Cosa vuol dire? A che serve? A chi
serve?

Dati a 5 stelle
da http://5stardata.info

Dati a 5 stelle: come
★ Disponibili sul Web in qualsiasi formato purché con licenza
aperta (per diventare Open Data)
★★ Disponibili come dati strutturati “machine readable” (per esempio
in formato Excel invece della scansione di una tabella)
★★★ Come (2) più formato non proprietario (per esempio CSV
invece di Excel)
★★★★ Tutti i precedenti più uso di standard aperti sviluppati dal W3C
(RDF e SPARQL) per identificare le risorse, così è possibile
trovare il proprio materiale in rete
★★★★★ Tutti i precedenti più collegamento dei propri dati a dati altrui per
dare contesto

Dati a 5 stelle: per chi
★ Chiunque può leggere, stampare, condividere i dati
★★ (1) + chiunque può processare automaticamente i dati usando
software proprietario
★★★ (2) + chiunque più processare automaticamente i dati senza il
vincolo di possedere alcun tipo di software proprietario
★★★★ (3) + chiunque può creare link e bookmark verso i dati e
aggiungervi altri dati
★★★★★ (4) + chiunque può scoprire altre informazioni rilevanti e capire lo
schema dei dati

Principi
● Usare URI come ID unico per una
risorsa; diverso da URL
● Usare HTTP (invece di altri schemi
come URN, ISBN ecc.)
● Fornire informazioni utili quando si
dereferenzia un ID
● Fornire link ad altre risorse

LOD cloud
da http://lod-cloud.net/versions/2014-08-30/lod-cloud_colored.png

RDF: principi
● RDF (Resource Description
Framework) è uno dei mattoncini per
costruire i LOD
● È un modello, non un formato
– RDF non vuol dire necessariamente
XML!
– Diverse serializzazioni

RDF: serializzazioni
● Diversi formati:
– XML
– Turtle
– RDFa
● Scarichiamo un file RDF da Internet
– http://www.ivan-herman.net/foaf.rdf
– http://www.ivan-herman.net/foaf.ttl

Formato XML:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<rdf:RDF
xmlns:ns11="http://www.w3.org/2003/01/geo/wgs84_pos#"
...
>
<ns1:Person rdf:about="http://www.ivan-herman.net/foaf#me">
<ns1:worksFor>
<rdf:Description rdf:about="http://www.cwi.nl">
<ns7:title>Centre Mathematics and Computer Sciences (CWI)</ns7:title>
</rdf:Description>
...

Formato Turtle:
@prefix ns1: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> .
@prefix ns10: <http://www.w3.org/ns/auth/cert#> .
@prefix ns2: <http://xmlns.com/wot/0.1/> .
...
<http://www.ivan-herman.net/foaf> a ns1:PersonalProfileDocument ;
ns5:creator "Ivan Herman" ;
ns5:date "2015-03-02"^^xsd:date ;
ns5:title "Ivan Herman’s homepage" ;
rdfs:seeAlso <http://www.ivan-herman.net/foafExtras.rdf> ;
ns1:primaryTopic <http://www.ivan-herman.net/foaf#me> ;
...

Formato RDFa: visualizzare il codice sorgente di http://www.ivan-herman.net/
<body id="me" prefix=" air: http://www.daml.org/2001/10/html/airport-ont#
...
>
<div id="container" about="http://www.ivan-herman.net/foaf#me" typeof="schema:Person
foaf:Person dc:Agent">
<div id="linkList" >
<img property="foaf:img schema:image" class="flr" src="http://www.ivan-
herman.net/Images/me2014-small.jpg" alt="Photo of Ivan Herman"/>
<div id="linkList2">
<ul>
<li><a property="foaf:homepage schema:url" href="http://www.ivan-herman.net">personal
homepage</a></li>
...

● Si può usare la content negotiation per ottenere
serializzazioni diverse per lo stesso file
– Da Linux si può usare curl
– In alternativa, ci sono client REST per Firefox
e Chrome
● $ curl H "Accept: application/rdf+xml"
http://www.ivanherman.net/foaf
● $ curl H "Accept: text/turtle”
http://www.ivanherman.net/foaf

RDF: principi
● RDF si basa sul concetto di tripla, cioè:
– di soggetto legato a un oggetto tramite un
predicato
– di attributo che lega un'entità identificata da un
URI a un valore (o a un'altra entità)
● Diversamente dai database tradizionali, è la
relazione tra due elementi che conta

RDF: principi
Database relazionale:
RDF:
Qual è l'unità di misura del peso? Cosa vuol dire “prodotto”?
Peso Prodotto
Ingrediente 1 10 Prodotto 1
Ingrediente 2 20 Prodotto 1
Ingrediente 1
Ingrediente 2
Prodotto 1
prodotto
prodotto
10
20
peso
peso

RDF: schema dati
● In un database relazionale dobbiamo
cercare altrove la definizione precisa dello
schema dei dati
● Usando RDF possiamo descrivere nel
dettaglio sia i dati che lo schema!
● Per farlo ci serviremo di vocabolari
– I termini di un vocabolario hanno un URI
di base comune chiamato namespace

Vocabolari comuni
● rdf, rdfs, owl – il “core” di RDF
● dcterms – proprietà generiche delle risorse
● FOAF – Friend of a Friend (ci torniamo più tardi)
● geo – geolocalizzazione
● skos – descrizione di schemi e tassonomie
● void, dcat – descrizione di dataset
● doap – descrizione di progetti

Vocabolari comuni
● rdf e rdfs sono particolarmente utili
perché servono a definire lo schema dei
dati
● Usando rdf si può descrivere
l'appartenenza di un'entità a una classe
● Usando rdfs si possono definire
relazioni di super- e sottoclasse

Esempi
● “Il gatto è un animale”
– ns1:gatto rdf:type
ns2:Mammifero
– ns1:gatto a ns2:Mammifero
● “I mammiferi sono animali”
– ns2:Mammifero
rdfs:subClassOf ns2:Animale

Ontologie
● Un'ontologia è un modello usato per
descrivere un certo dominio
● Si possono esprimere concetti
articolati ed interessanti
● È più difficile da sviluppare perché
bisogna fare diverse considerazioni
logiche e di modellazione

Trovare i LOD
● Dobbiamo conoscere i dettagli di RDF per
usare i LOD?
● Approccio “follow your nose” grazie ai link
– http://dati.isprambiente.it/id/website/html
– https://www.wikidata.org
– http://sameas.org
– https://datahub.io

Usare LOD
● Noi vogliamo “sporcarci le mani”
● SPARQL!

SPARQL
● SPARQL è per RDF ciò che SQL è
per i database: un linguaggio di
interrogazione
● Essendo RDF un formato “a grafo”,
anche le query RDF sono
essenzialmente “a grafo”

SPARQL
● Oltre che un linguaggio di
interrogazione, SPARQL è anche un
protocollo di comunicazione
● Un endpoint SPARQL è una risorsa
alla quale possiamo mandare delle
query SPARQL e che ci darà dei dati
come risultato (se ce ne sono di
corrispondenti alla nostra query)

SPARQL
● Esempi di endpoint SPARQL:
– http://it.dbpedia.org/sparql
– https://query.wikidata.org/
– http://dati.isprambiente.it/sparql
– http://dati.camera.it/sparql

Query SPARQL
Esempio di query SPARQL su dbpedia: “Compositori delle colonne sonore di tutti i film di produzione
italiana in bianco/nero”
PREFIX dbpediaowl: <http://dbpedia.org/ontology/>
SELECT *
WHERE {
?film a dbpediaowl:Film .
?film dbpediaowl:country <http://it.dbpedia.org/resource/Italia> .
?film dbpediaowl:filmColourType ?colore .
?film dbpediaowl:musicComposer ?compositore .
FILTER ( ?colore in ("B/N"@it, "bianco/nero"@it ) )
}

Query SPARQL
Pagina dei risultati:
film colore compositore
http://it.dbpedia.org/resource/
Roma_città_aperta
"B/N"^^<http://www.w3.org/
2001/XMLSchema#string>
Renzo_Rossellini
Roma_città_aperta
Felice_Lattuada
Roma_città_aperta
Nino_Rota
La_dolce_vita
Nino_Rota

Query SPARQL
Risultati in XML:
<sparql xmlns="http://www.w3.org/2005/sparql-results#" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.w3.org/2001/sw/DataAccess/rf1/result2.xsd">
<head>
<variable name="film"/>
<variable name="colore"/>
<variable name="compositore"/>
</head>
<results distinct="false" ordered="true">
<result>
<binding name="film"><uri>http://it.dbpedia.org/resource/Roma_città_aperta</uri></binding>
<binding name="colore"><literal datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string">B/N</literal></binding>
<binding name="compositore"><uri>http://it.dbpedia.org/resource/Renzo_Rossellini</uri></binding>
</result>
...

Query SPARQL
Risultati in JSON:
{ "head": { "link": [], "vars": ["film", "colore", "compositore"] },
"results": { "distinct": false, "ordered": true, "bindings": [
{ "film": { "type": "uri", "value": "http://it.dbpedia.org/resource/Roma_cittu00E0_aperta" } ,
"colore": { "type": "typed-literal", "datatype": "http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string", "value": "B/N" } ,
"compositore": { "type": "uri", "value": "http://it.dbpedia.org/resource/Renzo_Rossellini" }},
{ "film": { "type": "uri", "value": "http://it.dbpedia.org/resource/Luci_del_varietu00E0" } ,
"compositore": { "type": "uri", "value": "http://it.dbpedia.org/resource/Felice_Lattuada" }},
{ "film": { "type": "uri", "value": "http://it.dbpedia.org/resource/La_strada" },
"compositore": { "type": "uri", "value": "http://it.dbpedia.org/resource/Nino_Rota" }},
...

Query SPARQL
● Come faccio a sapere quali classi
utilizzare nella query?
● Due modi:
– Cerco l'ontologia di dbpedia:
http://dbpedia.org/ontology/
– Trovo tutte le classi direttamente
sull'endpoint SPARQL

Query SPARQL
Per trovare le classi usate nell'endpoint:
●
Cerco prima i grafi (~ dataset) disponibili e trovo <http://it.dbpedia.org>
SELECT DISTINCT ?g
WHERE {
GRAPH ?g {?s a ?cl}
}
●
Cerco tutte le classi definite nel grafo più “interessante”
SELECT DISTINCT ?cl
WHERE {
GRAPH <http://it.dbpedia.org> {?s a ?cl}
}

Query SPARQL
● Supponiamo di aver trovato http://dbpedia.org/ontology/Person
● Vogliamo sapere se esistono classi più specializzate:
PREFIX dbpedia: <http://dbpedia.org/ontology/>
SELECT DISTINCT ?cl
WHERE {
?cl rdfs:subClassOf dbpedia:Person
}
● Troviamo per esempio dbpedia:Artist, dbpedia:Athlete, ...

Considerazioni
● Facciamo il punto

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