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NPO法人 リンクト・オープン・データ・
イニシアティブ
小出 誠二
1
RDF入門
22
3
横浜市のRDFグラフによる表現
横浜
神奈川県東部
関東地方南部
関東地方
神奈川県
gn:locatedIn
gn:locatedIn
gn:locatedIn
gn:locatedIn
org:location
org:Place org:Organization 鶴見区
中区
西区
南区
神奈川区
江南区
保土ケ谷区
旭区
磯子区緑区青葉区都筑区
戸塚区栄区泉区瀬谷区
rdf:type
行政区
政令指定都市
金沢区
横浜市
org:hasSubOrganization
港北区
rdfs:subClassOf
横浜市
政令指定都市
横浜
神奈川県東部
4
• 複数のノードをエッジで結んだもの
• ノードには名前がある
• 名前がない空のノードもある
• エッジにも名前(ラベル)がある
• エッジには一方向の向きがある
RDFグラフとは何か?
横浜市
政令指定都市
rdf:type
サブジェクト
プレディケイト
オブジェクト
55
RDFグラフとは何か?
Proposal のタイトルは “Information Management: A proposal で、
その著者は Tim Berners-Lee という名前の人である。
66
Proposal のタイトルは “Information Management: A proposal で、
その著者は Tim Berners-Lee という名前の人である。
7
• IRI ノード
– RDFグラフでは楕円
– 名前はIRI あるいは短縮表記(prefixed name)
• リテラルノード
– RDFグラフでは矩形
– 平リテラル (”This is a plane literal.”@en)
– 型付きリテラル (”100”^^xsd:positiveInteger )
• ブランクノード
– RDFグラフでは空の楕円
三種類のノード
88
三種類のノード
1 <http://info.cern.ch/Proposal.html> ⇩
<http://purl.org/dc/elements/1.1/title> ⇩
”Information Management: A Proposal” .
2 <http://info.cern.ch/Proposal.html> ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Document> .
3 <http://info.cern.ch/Proposal.html> ⇩
<http://www.example.org/author> _:001 .
4 _:001 ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Person> .
5 _:001 <http://www.example.org/name> ⇩
”Tim Berners-Lee” .
9
• 長所
– モデルが単純でかつその理論的基礎がきちんと定義してあるため,
誤解の余地が少なく,情報流通のためのベースモデルとして適して
いる.
– モデルが単純であるため,リレーショナルデータベースのデータや
XML表記のデータはもちろん,従来計算機で扱えなかった半構造化
データを計算機で扱うことが可能になる.
• 短所
– 実際にRDFグラフをテキスト表記しようとすると,モデルとモデ
ル記述の間のギャップがあり,いくつかの約束事を守る必要が
ある.
– 表形式記述やオブジェクト形式の記述など,他のテキスト表現
方法と比べるとどうしても記述量が多くなりやすい.
RDFの長所と短所
10
• 利点
– 世界に唯一なIRIを名前として用いるため,データを共
有化するときに問題が起こらないし,RDFの規約がそ
のようにできている.
– データ流通に,HTTPなどウェブにおいてすでに十分
に実用化され有用な技術を,利用することができる.
• 欠点
– 流通させるには,ドメイン名が必須となるし,ウェブ上
でデータの存在を知ってもらう必要がある.
– 流通させるには,ウェブ技術をベースにRDFやLODの
技術ができているため,実用においてはウェブ技術
が必要となる.
RDFの技術的利点と欠点
11
• RDF 1.1 Primer
• RDF 1.1 Concepts and Abstract Syntax
• RDF 1.1 N-Triples
• RDF 1.1 N-Quads
• RDF 1.1 Turtle
• RDF 1.1 TriG
• RDF 1.1 XML Syntax
• RDF Schema 1.1
• RDF 1.1 Semantics
W3C の RDF 勧告
12
• 三つ組を1行で書く.
– 最後にピリオドを置く.
• サブジェクトは IRI かブランクノード
• プレディケイトは IRI
• オブジェクトはIRI かブランクノードかリテラル
N-Triplesとは?
項 例
IRI <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
ブランクノードシンボル _:x001
型付きリテラル "100"^^<http://www.w3.org/2001/XMLSchema#positiveInteger>
言語タグ付きリテラル "English"@en
平リテラル "横浜市の人口は370万人です."
13
• それはグラフ構造で表現できますか
• 主要なノードに名前をつけます
• 制御可能なドメイン名がありますか
• ノード名をIRIで表現します
• ノード間のリンクの意味を考えます
• すでに世の中に同様なリンクが定義済みであ
ればそれを使います
• どうしても無ければ、自分で定義します
• 主題・述語・目的語の三つ組でグラフ表現
リンクト・データの作り方
14
• 病院経営局
– 市民病院
横浜市組織図(一部)
市民病院 医療安全管理室,患者総合相談室,感染管理室,医療情報室,管理部,
再整備担当,救命救急センター,消化器病センター,炎症性腸疾患センター,
内視鏡センター,外来科学療法室,診療科,臨床工学部,栄養部,
手術部,画像診断部,検査部,薬剤部,脳血管医療センター
15
市民病院の組織図RDFグラフ
org:Organization
rdfs:subClassOf
rdf:type
org:hasSubOrganization
yod-org:部yod-org:Hospital
手術部 脳血管医療センター薬剤部検査部画像診断部
yod-org:室 yod-org:センター
患者総合相談室医療安全管理室 管理部医療情報室感染管理室
救命救急センター再整備担当 炎症性腸疾患センター消化器病センター
外来科学療法室内視鏡センター 栄養部臨床工学部診療科
市民病院
16
総務省横浜鯖江実証実験の市民病院
org:Organization
rdf:type
org:hasSubOrganization
yod-org:Hospital
横浜市民病院
脳神経外科 麻酔科リハビリテーション科産婦人科
rdfs:subClassOf
耳鼻科 放射線治療科放射線診断科泌尿器科皮膚科
血液内科腎臓内科 循環器内科呼吸器内科腫瘍内科
呼吸器外科神経内科 消化器外科心臓外科
形成外科乳線外科 眼科小児科口腔外科
神経精神科 緩和ケア内科病理診断科感染症内科
1717
N-Quads によるグラフの区別
1
<http://data.city.yokohama.lg.jp/org/市民病院> ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://data.city.yokohama.lg.jp/org/Hospital> ⇩
<http://data.city.yokohama.lg.jp/org> .
1
<http://data.city.yokohama.lg.jp/med/横浜市民病院> ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://data.city.yokohama.lg.jp/org/Hospital> ⇩
<http://data.city.yokohama.lg.jp/med> .
18
• データの由来(provenance) を記述できる
• データセットを区別できる
• 効率的なSPARQL検索ができる
グラフラベルを追加すると
PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>
SELECT ?name
FROM <http://example.org/foaf/aliceFoaf>
WHERE { ?x foaf:name ?name }
1919
RDFグラフのTurtle表記
1
<http://info.cern.ch/Proposal.html> <http://purl.org/dc/elements/1.1/title> ⇩
“Information Management: A Proposal” .
2
<http://info.cern.ch/Proposal.html> <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Document> .
3 <http://info.cern.ch/Proposal.html> <http://www.example.org/author> _:001 .
4
_:001 <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Person> .
5 _:001 <http://www.example.org/name> ⇩“Tim Berners-Lee” .
1 @prefix dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> .
2 @prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
3 @prefix eg: <http://www.example.org/>
4 <http://info.cern.ch/Proposal.html> dc:title "Information Management: A Proposal" ;
5 rdf:type eg:Document ;
6 eg:author [ rdf:type eg:Person; eg:name "Tim Berners-Lee"] .
20
• 簡潔な三つ組表記
– 改行してもよい.
– prefixed name の短縮表記ができる
– 同じサブジェクトが続くときは,セミコロンに続けて
サブジェクトを省略して,プレディケイト+オブジェ
クトのペアを書いてもよい
– 同じサブジェクト+プレディケイトが続くときは,コ
ンマに続けてそれらを省略して,オブジェクトのみ
を書いてもよい.
– ブランクノードは角括弧で省略できる
Turtle とは?
21
Turtle とは?
22
• RDFのリスト表記
• コレクションによるリスト表現
Turtle とは?
1 @prefix eg-student: <http://example.org/students/> .
2 @prefix eg-student-vocab: <http://example.org/students/vocab#> .
3 @prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
4 <http://example.org/courses/6.001> eg-student-vocab:students [ rdf:first eg-student:Amy ;
5 rdf:rest [ rdf:first eg-student:Mohamed ;
6 rdf:rest [ rdf:first eg-student:Johann ;
7 rdf:rest rdf:nil ] ; ] ; ] .
1 @prefix eg-student: <http://example.org/students/> .
2 @prefix eg-student-vocab: <http://example.org/students/vocab#> .
3 @prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
4 <http://example.org/courses/6.001> eg-student-vocab:students
5 ( eg-student:Amy eg-student:Mohamed eg-student:Johann ) .
23
• Turtle の named graph 拡張版
TriG とは?
1 @prefix yod-org: <http://data.city.yokohama.lg.jp/org/> .
2 @prefix yod-med: <http://data.city.yokohama.lg.jp/med/> .
3 @prefix rdf: < http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
4
5 <http://data.city.yokohama.lg.jp/org>
6 {
7 yod-org:市民病院 rdf:type yod-org:Hospital .
8 }
9 <http://data.city.yokohama.lg.jp/med>
10 {
11 yod-med:横浜市民病院 rdf:type yod-org:Hospital .
12 }
24
横浜市市民病院のRDF/XML表記
1 <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
2 <rdf:Description rdf:about="http://data.city.yokohama.lg.jp/org/市民病院">
3 <rdf:type>
4
<rdf:Description
rdf:about=”http://data.city.yokohama.lg.jp/org/Hospital”>
5 </rdf:Description>
6 </rdf:type>
7 </rdf:Descripion>
8 <rdf:Description rdf:about="http://data.city.yokohama.lg.jp/med/横浜市民病院">
9 <rdf:type>
10
<rdf:Description
rdf:about="http://data.city.yokohama.lg.jp/org/Hospital">
11 </rdf:Description>
12 </rdf:type>
13 </rdf:Description>
14 </rdf:RDF>
2525
rdf:resource 属性
1 <rdf:RDF xmlns:eg="http://www.example.org/"
2 Xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
3 Xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
4 <rdf:Description rdf:about="http://info.cern.ch/Proposal.html">
5 <dc:title>Information Management: A Proposal</dc:title>
6 <rdf:type rdf:resource="http://www.example.org/Document" />
7 <eg:author>
8 <rdf:Description>
9 <rdf:type rdf:resource="http://www.example.org/Person" />
10 <eg:name>Tim Berners-Lee</eg:name>
11 </rdf:Description>
12 </eg:author>
13 </rdf:Description>
14 </rdf:RDF>
2626
rdf:nodeID 属性
1 <rdf:RDF xmlns:eg="http://www.example.org/"
2 Xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
3 Xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
4 <rdf:Description rdf:about="http://info.cern.ch/Proposal.html">
5 <dc:title>Information Management: A Proposal</dc:title>
6 <rdf:type rdf:resource="http://www.example.org/Document" />
7 <eg:author rdf:nodeID=”x001” />
8 </rdf:Description>
9
10 <rdf:Description rdf:nodeID=”x001”>
11 <rdf:type rdf:resource="http://www.example.org/Person" />
12 <eg:name>Tim Berners-Lee</eg:name>
13 </rdf:Description>
14 </rdf:RDF>
2727
rdf:parseType="Resource"
1 <rdf:RDF xmlns:eg="http://www.example.org/"
2 Xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
3 Xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
4 <rdf:Description rdf:about="http://info.cern.ch/Proposal.html">
5 <dc:title>Information Management: A Proposal</dc:title>
6 <rdf:type rdf:resource="http://www.example.org/Document" />
7 <eg:author rdf:parseType="Resource">
8 <rdf:type rdf:resource="http://www.example.org/Person" />
9 <eg:name>Tim Berners-Lee</eg:name>
10 </eg:author>
11 </rdf:Description>
12 </rdf:RDF>
2828
xml:base と rdf:ID
1 <?xml version="1.0"?>
2 <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
3 Xml:base ="http://example.org/students"
4 xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
5 xmlns:s="http://example.org/students/vocab#">
6
7 <rdf:Description rdf:about="http://example.org/courses/6.001">
8 <s:students rdf:parseType="Collection">
9 <rdf:Description rdf:about="#Amy"/>
10 <rdf:Description rdf:about="#Mohamed"/>
11 <rdf:Description rdf:about="#Johann"/>
12 </s:students>
13 </rdf:Description>
14
15 <foaf:Person rdf:about="#Amy">
16 <foaf:name>Amy</foaf:name>
17 </foaf:Person>
18 <foaf:Person rdf:about="#Mohamed">
19 <foaf:name>Mohamed</foaf:name>
20 </foaf:Person>
21 <foaf:Person rdf:about="#Johann">
22 <foaf:name>Johann</foaf:name>
23 </foaf:Person>
24 </rdf:RDF>
2929
xml:base と rdf:ID
1 <?xml version="1.0"?>
2 <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
3 Xml:base ="http://example.org/students"
4 xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
5 xmlns:s="http://example.org/students/vocab#">
6
7 <rdf:Description rdf:about="http://example.org/courses/6.001">
8 <s:students rdf:parseType="Collection">
9 <rdf:Description rdf:about="#Amy"/>
10 <rdf:Description rdf:about="#Mohamed"/>
11 <rdf:Description rdf:about="#Johann"/>
12 </s:students>
13 </rdf:Description>
14
15 <foaf:Person rdf:ID="Amy">
16 <foaf:name>Amy</foaf:name>
17 </foaf:Person>
18 <foaf:Person rdf:ID="Mohamed">
19 <foaf:name>Mohamed</foaf:name>
20 </foaf:Person>
21 <foaf:Person rdf:ID="Johann">
22 <foaf:name>Johann</foaf:name>
23 </foaf:Person>
24 </rdf:RDF>
30
形式的意味論(Formal Semantics)
文の集合 文
伴意
事実の集合 事実
従う
表現
世界
Universe of Discourse
解
釈
形式的意味論研究
0 ×1 = 0
1 ×1 = 1
0 +1 = 1
1 +1 = 2
3131
表示意味論(denotational semantics)
Notation N1 Notation N2
Denotation D1 Denotation D2
ψ
φ φ
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ edge of the machine
internal structure
external domain
「横浜市の人口は370万人です.」
Universe of Discourse
32
• RDF解釈(単純解釈)
– rdf:type,rdf:Property
– 基底RDFグラフの解釈
– 一般RDFグラフの解釈(含むブランクノード)
• RDFS解釈
– rdfs:domain,rdfs:range,rdfs:subClassOf,
rdfs:subPropertyOf
– rdfs:Resource,rdfs:Class
RDF意味論における解釈
33
基底グラフの解釈(単純解釈)
表現
世界
解
釈
URIの集合
ℝI U ℙI
写像 S
ex:a ex:p"xx"^^rdf:XMLLiteral
L ("xx"^^rdf:XMLLiteral)
型付リテラルの集合
写像 L
ℝI
平リテラルの集合
L (“this is literal”^^xsd:string)
"this is literal"
プロパティ集合 ℙI
[[ex:a]]
[[ex:p]]リソース集合 ℝI
ℝI
写像 L
34
• 三つ組の一つでも偽ならグラフ全体が偽
• 三つ組 s/p/oがあったとき,pはプロパティで
〈sI, oI〉がpIの外延のメンバーならば真,さもな
ければ偽.
• サブジェクトorオブジェクトがIRIなら,論議の
世界への写像がある.
• サブジェクトorオブジェクトがリテラルなら,論
議の世界への写像がある.
基底グラフの解釈(単純解釈)
35
基底グラフの解釈(単純解釈)
〈 yod:林文子I, yod:横浜市I 〉∈Ext I(org:headOfI)
表現
世界
解
釈
ℙIから 《 x, y 》への写像 ExtI
リソース集合 ℝI
プロパティ集合 ℙI
yod:林文子 yod:横浜市 org:headOf
3636
3 <http://info.cern.ch/Proposal.html> ⇩
<http://www.example.org/author> _:002 .
4 _:xxx ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Person> .
5 _:xxx <http://www.example.org/name> ⇩
”Tim Berners-Lee” .
37
3 <http://info.cern.ch/Proposal.html> ⇩
<http://www.example.org/author> _:001 .
4 _:001 ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Person> .
5 _:001 <http://www.example.org/name> ⇩
”Tim Berners-Lee” .
37
6 <http://www.w3.org/TR/rdf-mt/> ⇩
<http://www.example.org/author> _:001 .
7 _:001 ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Person> .
8 _:001 <http://www.example.org/name> ⇩
”Patrick Hayes” .
3838
6 <http://www.w3.org/TR/rdf-mt/> ⇩
<http://www.example.org/author> _:002 .
7 _:002 ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Person> .
8 _:002 <http://www.example.org/name> ⇩
”Patrick Hayes” .
3 <http://info.cern.ch/Proposal.html> ⇩
<http://www.example.org/author> _:001 .
4 _:001 ⇩
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ⇩
<http://www.example.org/Person> .
5 _:001 <http://www.example.org/name> ⇩
”Tim Berners-Lee” .
39
ブランクノードは述語論理における存在変数に同等である
∃x [ name (x, Tim_Berners-Lee) ∧ Person(x) ]
40
• ブランクノードを含むRDFグラフ中の,ブランク
ノードすべてを解釈して,それが真であれば,
ブランクノードを含むRDFグラフも真
一般RDFグラフの意味論的条件
これは解釈の定義を変更はしないということに留意されたい.
(…) それはただ単にある解釈のもとで,既定グラフに対する真
偽値を提供する解釈が,たとえブランクノード自身の解釈を提
供しなくても,ブランクノード付きのグラフにも真偽値を充てら
れるように表示物の定義のためのルールを拡張するだけで
ある.
[RDF意味論]
41
RDF語彙の意味論的条件
rdf:PropertyI
ℙI = { xI | 《 xI , rdf:PropertyI 》=Ext I(rdf:typeI )
リソース集合 ℝI
〈 xI, rdf:PropertyI 〉∈Ext I(rdf:typeI )
rdf:type
プロパティ集合 ℙI
rdf:Propertyx
42
RDFS語彙の意味論的条件
yI
{ xI | 《 xI , yI 》=Ext I(rdf:typeI ) }
リソース集合 ℝI
〈 xI, yI 〉∈Ext I(rdf:typeI )
rdf:type yx
rdf:typeI
xI ∈Cext I(yI )⇔
クラス
インスタンス
43
RDFS語彙の意味論的条件
yyI
リソース集合 ℝI
rdf:type yyxx
yI
rdf:type yx
rdf:typeI
y rdfs:subClassOf yy .
Cext I(yyI ) ⊇Cext I(yI )
44
RDFS語彙の意味論的条件
リソース集合 ℝI
rdfs:Resource
rdfs:ClassI
rdfs:Class
クラス集合 ℂI
rdfs:Resource
ℂI = Cext I(rdfs:ClassI )
ℝI = Cext I(rdfs:ResourceI )
4545
RDFS伴意ルール
https://dvcs.w3.org/hg/rdf/raw-file/default/rdf-mt/index.html#rdfs-entailment
定義域制約
値域制約
rdfs:Resource
はトップクラス
包摂推論
推移律
46
RDF(S)の重要な関係
47
ご清聴ありがとうございました
小出誠二
http://linkedopendata.jp/
koide@nii.ac.jp
seijikoide0@gmail.com

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