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Thérèse Libourel, atelier Ontologies avec Protégé

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Atelier d'initiation à la conception, la création et la gestion des ontologies avec le logiciel Protégé.

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Thérèse Libourel, atelier Ontologies avec Protégé

  1. 1. Exercice ontologie T. Libourel 1. Premi`ere mod´elisation Une image satellitaire est un agr´egat de pixels chaque pixel a un certain nombre de caract´eristiques qui peuvent ˆetre valu´ees par des traitements. Les pixels de mˆeme caract´eristique peuvent ˆetre regroup´es en segments par une op´eration dite de segmentation, chaque segment pr´esentant aussi un certain nombre de caract´eristiques. A partir de ces informations r´ealiser un mod`ele UML (diagramme de classes) : pour chaque classe penser aux propri´et´es et aux diverses relations. 2. Cr´eation de l’ontologie A partir du logiciel Prot´eg´e, cr´eation d’une nouvelle ontologie (File New) 1. Cr´eation des concepts (ou classes) Onglet Classes En accord avec le mod`ele UML, cr´eer les classes sous classes de Thing. Pour chacune d’entre elles, cr´eer des annotations (label, commentaire). Vous pouvez constater que la hi´erarchie cr´e´ee peut se pr´esenter sous diff´erentes vues (menu View render by name, by label, by annotation). Dans la partie Description, remarquer que l’on peut – donner une d´efinition formelle de la classe (Equivalent to) `a partir de Class Expression Editor – v´erifier sa position dans la hi´erarchie (Subclass of ) – voir si des individus lui ont ´et´e associ´es (Members) – ajouter la contrainte de disjonction (entre les extensions des classes (Disjoint With) 2. Cr´eation des caract´eristiques (Data properties) Onglet Data properties Cr´eer les caract´eristiques sp´ecialisation de TopDataProperty. Dans le cas g´en´eral, caract´eristique Fonctionnelle, et d´efinition du Domain et du Range. Vous pouvez aussi donner une description formelle de la caract´eristique, Equivalent to. 3. Cr´eation des relations (Object properties) Onglet Object properties Cr´eer les relations sp´ecialisation de TopObjectProperty, d´efinition de leur propri´et´e ( fonctionnelle, sym´etrique, etc.) et du Domain et du Range. Vous pouvez aussi donner une description formelle de la relation, Equivalent to 4. Visualisation de la hi´erarchie cr´e´ee (onglet Ontograf ) 5. Cr´eation d’individus Onglet Individuals Les individus peuvent ˆetre cr´e´es, puis on peut ou non compl´eter leur d´efinition, en pr´ecisant leur Types, ou en donnant diverses formalisations. N’oubliez pas de sauvegarder votre travail (fichier au format voulu) Image Struct 3. Raisonner avec l’ontologie Le logiciel Prot´eg´e permet de r´ealiser des inf´erences `a partir de raisonneur par exemple Pellet. Cela permet de v´erifier la coh´erence de l’ontologie construite, ou de demander au raisonneur de classifier un individu non typ´e. 1
  2. 2. Journ´ees Ontologies SHS 2 4. Autre aspect Il est souvent prudent de construire les ontologies de mani`ere modulaire. Ceci permet par la suite de construire une ontologie plus globale en important les diff´erentes ontologies pr´econstruites. A noter que pour des ontologies de domaine, il est courant de se r´ef´erer `a des ontologies plus abstraites dites de haut niveau. Par exemple, nous nous sommes attach´es `a d´ecrire les images selon un point de vue structurel mais ils peuvent aussi ˆetre d´ecrites en int´egrant une description relative aux traitements. Pour cela cr´eer et sauvegarder une ontologie minimale temporelle (Image ttment) avec les concepts Classification, Seg- mentation, Indice spectral et Texture. Cr´eer les individus NDVI, NDBI, NDWI de type Indice spectral. Pour fusionner les deux points de vue, aller `a l’onglet Active Ontology (vous devez ˆetre positionn´es sur Image Struct) puis dans Imported Ontologies choisir Direct imports et choisir d’importer le fichier Image ttment. Aller dans l’onglet Classes les nouvelles classes apparaissent (en caract`eres normaux).
  3. 3. Exercice ontologie T. Libourel 1. Premi`ere mod´elisation ligne de crête Exutoire Figure 1 – Sch´ema d’un bassin versant Un bassin versant ou bassin-versant est une aire d´elimit´ee par des lignes de partage des eaux, `a l’int´erieur de laquelle toutes les eaux tomb´ees alimentent un mˆeme exutoire : cours d’eau, lac, mer, oc´ean, etc. Une ligne de partage des eaux se confond tr`es souvent avec une ligne de crˆete. Chaque bassin versant se subdivise en un certain nombre de bassins ´el´ementaires (parfois appel´es ” sous-bassin versant ”) correspondant `a la surface d’alimentation des affluents se jetant dans le cours d’eau principal. (Wikipedia) A partir de ces informations r´ealiser un mod`ele UML (diagramme de classes) : pour chaque classe penser aux propri´et´es caract´eristiques et aux diverses relations. 2. Cr´eation de l’ontologie A partir du logiciel Prot´eg´e, cr´eation d’une nouvelle ontologie (File New) 1. Cr´eation des concepts (ou classes) Onglet Classes En accord avec le mod`ele UML, cr´eer les classes ”sous classes” de Thing. Pour chacune d’entre elles, cr´eer des annotations (label, commentaire). Vous pouvez constater que la hi´erarchie cr´e´ee peut se pr´esenter sous diff´erentes vues (menu View render by name, by label, by annotation). Dans la partie Description, remarquer que l’on peut – donner une d´efinition formelle de la classe (Equivalent to) `a partir de Class Expression Editor – v´erifier sa position dans la hi´erarchie (Subclass of ) – voir si des individus lui ont ´et´e associ´es (Members) – ajouter la contrainte de disjonction (entre les extensions des classes (Disjoint With) 1
  4. 4. Journ´ees Ontologies SHS 2 2. Cr´eation des caract´eristiques (Data properties) Onglet Data properties Cr´eer les caract´eristiques sp´ecialisation de TopDataProperty. Dans le cas g´en´eral, caract´eristique Fonctionnelle, et d´efinition du Domain et du Range. Vous pouvez aussi donner une description formelle de la caract´eristique, Equivalent to. 3. Cr´eation des relations (Object properties) Onglet Object properties Cr´eer les relations sp´ecialisation de TopObjectProperty, d´efinition de leur propri´et´e ( fonctionnelle, sym´etrique, etc.) et du Domain et du Range. Vous pouvez aussi donner une description formelle de la relation, Equivalent to 4. Visualisation de la hi´erarchie cr´e´ee (onglet Ontograf ) 5. Cr´eation d’individus Onglet Individuals Les individus peuvent ˆetre cr´e´es, puis on peut ou non compl´eter leur d´efinition, en pr´ecisant leur Types, ou en donnant diverses formalisations. N’oubliez pas de sauvegarder votre travail (fichier au format voulu) BV Struct 3. Raisonner avec l’ontologie Le logiciel Prot´eg´e permet de r´ealiser des inf´erences `a partir de raisonneur par exemple Pellet. Cela permet de v´erifier la coh´erence de l’ontologie construite, ou de demander au raisonneur de classifier un individu non typ´e. 4. Autre aspect Il est souvent prudent de construire les ontologies de mani`ere modulaire. Ceci permet par la suite de construire une ontologie plus globale en important les diff´erentes ontologies pr´econstruites. A noter que pour des ontologies de domaine, il est courant de se r´ef´erer `a des ontologies plus abstraites dites de haut niveau. Par exemple, nous nous sommes attach´es `a d´ecrire les bassins versants selon un point de vue th´ematique et structurel mais ils peuvent aussi ˆetre d´ecrits en int´egrant une description temporelle. Pour cela cr´eer et sauvegarder une ontologie minimale temporelle (BV temp) avec les concepts Entit´e Temporelle et les sous concepts Instant et Intervalle. Pour fusionner les deux points de vue, aller `a l’onglet Active Ontology (vous devez ˆetre positionn´es sur BV Struct) puis dans Imported Ontologies choisir Direct imports et choisir d’importer le fichier BV temp.owl. Aller dans l’onglet Classes les nouvelles classes apparaissent (en caract`eres normaux).

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