SPARQLを使い込む
山本泰智
ライフサイエンス統合データベースセンター

今日のお題
ほぼ1年前に開かれたLinked Data勉強会第二回でSPARQLの
基礎を学びました
http://www.slideshare.net/fumihiro/sparql-8669490
今回は、Federated Queries、CONSTRUCT、データ型、関
数について紹介します
第5回LinkedData勉強会 7/24 @ DBCLS 山本泰智

でもその前に
キーワードは、IRI rdf:typeの代わりに用いられるキー
ワード「a」を除き、大文字と小文字を区別しません
関数名も同じく大文字と小文字を区別しません
データサンプルは Turtle 形式で記述します
スペースの都合上、多くのprefixを記述していなかったり、
元テキストからの変更を行ったりしています
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http://www.learningsparql.com/

http://jena.apache.org/

ng D raft
ll Wo rki
Last Ca
http://www.w3.org/TR/sparql11-query/

http://patterns.dataincubator.org/book/

Meronymy founder

Federated Queries
一つのSPARQLクエリで複数のSPARQLエンドポイントにク
エリを発行して結果をまとめて取得
従来はプログラムを組んで行う必要があった
分散データベース環境に適した仕組みといえる
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Linked Dataとの親和性
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サブクエリとSERVICE
クエリの中にクエリ(サブクエリ)を書ける
SERVICEキーワードで問合せ先エンドポイントを指定
SELECT ?p ?o
WHERE {
SERVICE <http://ja.DBpedia.org/sparql>
{ SELECT ?p ?o
WHERE { dbpedia:東京 ?p ?o .}
}
}
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BINDもキモ
BINDキーワードを用いて演算結果を別の変数に代入できる
PREFIX : <http://example.com/ns/expenses#>
SELECT ?mealCode ?amount
WHERE {
?meal :description ?description ;
:amount ?amount .
BIND (UCASE(SUBSTR(?description,1,3)) as ?mealCode)
}
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CONSTRUCTで新たなトリプルを生成
SELECTの代わりにCONSTRUCTを用いて結果をトリプルに
CONSTRUCT {
dbpedia:Joseph_Hocking ?dbpProp ?dbpVal .
gp:Hocking_Joseph ?gutenProp ?gutenVal .
}
WHERE {
SERVICE <http://DBpedia.org/sparql>
{ SELECT ?dbpProp ?dbpVal
WHERE {
dbpedia:Joseph_Hocking ?dbpProp ?dpbVal .
}}
SERVICE <http://www4.wiwiss.fu-berlin.de/gutendata/sparql>
{ SELECT ?gutenProp ?gutenVal
WHERE {
gp:Hoking_Joseph ?gutenProp ?gutenVal .
}}}
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生成ルールとCONSTRUCT
d:jane ab:hasParent d:gene . pat
d:gene ab:hasParent d:pat ;
ab:gender d:female .
d:joan ab:hasParent d:pat ; gene joan
ab:gender d:female .
d:pat ab:gender d:male . jane mike
d:mike ab:hasParent d:joan .
CONSTRUCT { p の親の親 g がいて、その g を
?p ab:hasAunt ?aunt . }
WHERE {
親に持つ女性 aunt がいる。
?p ab:hasParent ?parent . かつ、aunt は p の親ではない。
?parent ab:hasParent ?g .
?aunt ab:hasParent ?g ;
ab:gender d:female . そのとき、p は aunt というおば
FILTER (?parent != ?aunt)
}
を持つ。
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結果
d:mike ab:hasAunt d:gene .
d:jane ab:hasAunt d:joan .
pat
gene joan
jane mike
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CONSTRUCTでデータ変換
PREFIX v: <http://www.w3.org/2006/vcard/ns#>
PREFIX : <http://example.com/myaddressbook#>
CONSTRUCT {
?s v:given-name ?firstName ;
v:family-name ?lastName ;
v:email ?email ;
v:homeTel ?homeTel .
}
WHERE {
?s :firstName ?firstName ;
:lastName ?lastName ;
:email ?email .
OPTIONAL {
?s :homeTel ?homeTel . }
}
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CONSTRUCTで内容確認
CONSTRUCT {
?item dm:problem dm:prob00 .
dm:prob00 rdfs:label "Amount must be an integer." .
}
WHERE {
?item dm:amount ?amount .
FILTER ((datatype(?amount)) != xsd:integer)
}
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データの型
RDFのノードはURI、空白ノード、リテラルのいずれか
リテラルはプレーンか型付きのいずれか
プレーンリテラルには言語タグが付けられる
"New York"@en
型付きリテラルはデータ型URIが付く
"2012-07-24T18:00:00"^^xsd:dateTime
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基本データ型
XML Schema datatypesで規定されている型
xsd:integer
xsd:decimal
xsd:float
xsd:double
xsd:string
xsd:boolean
xsd:dateTime
@prefix xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>
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カスタムデータ型
自由に型を宣言できる
"two"^^mt:potrzebies
"10"^^u:squareMeters
"14"^^u:liters
"30"^^u:centimeters
:asfaCode rdfs:subPropertyOf skos:notation
:an_agrovoc_uri :asfaCode "asf4534"^^:asfaCode
datatype関数で型を取得できる
なお、sub-propertyとしてもモデル化できる
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関数 1
条件
SELECT ?answer
WHERE {
BIND (
(IF (2 > 3, "Two is bigger","Three is bigger")) AS ?answer)
}
判定
SELECT ?o ?blankTest ?literalTest ?numericTest ?IRITest ?URITest
WHERE { ?s ?p ?o .
BIND (isBlank(?o) as ?blankTest)
BIND (isLiteral(?o) as ?literalTest)
BIND (isNumeric(?o) as ?numericTest)
BIND (isIRI(?o) as ?IRITest)
BIND (isURI(?o) as ?URITest)
}
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関数 2
変換
SELECT ?o ?integerTest ?decimalTest ?floatTest ?doubleTest ?
stringTest ?booleanTest ?dateTimeTest
WHERE { ?s ?p ?o .
BIND (xsd:integer(?o) as ?integerTest)
BIND (xsd:decimal(?o) as ?decimalTest)
BIND (xsd:float(?o) as ?floatTest)
BIND (xsd:double(?o) as ?doubleTest)
BIND (xsd:string(?o) as ?stringTest)
BIND (xsd:boolean(?o) as ?booleanTest)
BIND (xsd:dateTime(?o) as ?dateTimeTest)
}
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関数3
型付きリテラルを生成するSTRDT
STRDT("123", xsd:integer)
→ "123"^^<http://www.w3.org/2001/XMLSchema#integer>
STRDT("iiii", <http://example.com/romanNumeral>)
→ "iiii"^^<http://example.com/romanNumeral>
URIを生成するURI (IRI)
URIはIRIの同義関数
URI("http://example.com/") → <http://example.com/>
文字列表現を得るstr
str(<http://example.com/>) → "http://example.com/"
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関数を使うことで得られるご利益
既存データではIDがリテラルで表現されていることも多い
そこで
文字列操作をした後にURI関数でURI化することで、他の
RDFデータとの関係を明確にしたデータベースをSPARQL
で構築できる
より構造化できる
再利用性が高まる
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関数を用いてノードとトリプルを作る 1
PREFIX dm: <http:/ /example.com/ns/demo#>
CONSTRUCT { ?locationURI rdf:type dm:Place . }
WHERE {
?item dm:location ?locationValue .
BIND (IF(isURI(?locationValue),
?locationValue,
URI(CONCAT("http:/ /example.com/ns/data#",
ENCODE_FOR_URI(?locationValue)))
) AS ?locationURI
).
}
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処理例
入力 @prefix d: <http://example.com/ns/data#> .
@prefix dm: <http:/ /example.com/ns/demo#> .
d:item432 dm:cost 8 ;
dm:location <http://dbpedia.org/resource/Boston> .
d:item857 dm:cost 12 ;
dm:location <http://dbpedia.org/resource/Montreal> .
d:item693 dm:cost 10 ;
dm:location "Heidelberg" .
d:item126 dm:cost 5 ;
dm:location <http://dbpedia.org/resource/Lisbon> .
出力
<http://dbpedia.org/resource/Boston> rdf:type dm:Place .
d:Heidelberg rdf:type dm:Place .
<http://dbpedia.org/resource/Montreal> rdf:type dm:Place .
<http://dbpedia.org/resource/Lisbon> rdf:type dm:Place .
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関数を用いてノードとトリプルを作る 2
PREFIX im: <http:/ /example.com/ns/importedData#>
PREFIX u: <http:/ /example.com/ns/units#>
CONSTRUCT { ?s u:amount ?newAmount . }
WHERE {
?s im:product ?prodName ;
im:amount ?amount ;
im:units ?units .
BIND(STRDT(?amount,
URI(CONCAT("http:/ /example.com/ns/units#",?units)))
AS ?newAmount)
}
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処理例
@prefix d: <http://example.com/ns/data#> .
@prefix u: <http://example.com/ns/units#> .
入力
@prefix im: <http://example.com/ns/importedData#> .
d:item1 im:product "kerosene" ;
im:amount "14" ;
im:units "liters" .
d:item2 im:product "double-knit polyester" ;
im:amount "10" ;
im:units "squareMeters" .
d:item3 im:product "gold-plated chain" ;
im:amount "30" ;
im:units "centimeters" .
出力
d:item2 u:amount "10"^^u:squareMeters .
d:item1 u:amount "14"^^u:liters .
d:item3 u:amount "30"^^u:centimeters .
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言語タグ関係関数
lang と langMatches
:x rdfs:label "french fries"@en-US .
?s rdfs:label ?label
lang(?label) = "en" は false
langMatches(lang(?label)),"en") は true
STRLANG
言語タグ付きリテラルを生成する
STRLANG("truck","en-US")
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文字列処理関係関数
判定
?s rdfs:label ?label .
BIND (STRSTARTS(?label,"12") AS ?startsTest)
BIND (STRENDS(?label,"ing") AS ?endsTest)
BIND (CONTAINS(?label," ") AS ?containsTest)
BIND (regex(?label,"d{3}") AS ?regexTest)
その他
BIND (STRLEN(?label) AS ?strlenTest)
BIND (SUBSTR(?label,4,2) AS ?substrTest)
BIND (UCASE(?label) AS ?ucaseTest)
BIND (LCASE(?label) AS ?lcaseTest)
BIND (REPLACE(?label,"ab([a-z]+)","X$1") AS ?repTest)
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数値処理関係関数
四則演算や集合演算( AVG, MIN, MAX, SUM, COUNT )の他
?s dm:amount ?amount .
BIND (abs(?amount) AS ?absTest )
BIND (round(?amount) AS ?roundTest )
BIND (ceil(?amount) AS ?ceilTest )
BIND (floor(?amount) AS ?floorTest )
BIND (rand() AS ?randTest )
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日時や時間関係関数
SELECT ?mtg ?yearTest ?monthTest ?dayTest ?hoursTest ?
minutesTest ?secondsTest ?timezoneTest ?tzTest ?cT
WHERE {
?mtg t:starts ?startTime .
BIND (year(?startTime) AS ?yearTest)
BIND (month(?startTime) AS ?monthTest)
BIND (day(?startTime) AS ?dayTest)
BIND (hours(?startTime) AS ?hoursTest)
BIND (minutes(?startTime) AS ?minutesTest)
BIND (seconds(?startTime) AS ?secondsTest)
BIND (timezone(?startTime) AS ?timezoneTest)
BIND (tz(?startTime) AS ?tzTest)
BIND (now() AS ?cT)
}
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ある条件を満たさないデータを検索する
SELECT ?first ?last WHERE {
?s ab:firstName ?first ;
ab:lastName ?last .
OPTIONAL { ?s ab:workTel ?workNum . }
FILTER (!bound(?workNum))
}
SELECT ?first ?last WHERE {
ab:workTelが無い
?s ab:firstName ?first ; データを見つける
ab:lastName ?last .
NOT EXISTS { ?s ab:workTel ?workNum }
}
SELECT ?first ?last WHERE {
?s ab:firstName ?first ;
ab:lastName ?last .
MINUS { ?s ab:workTel ?workNum }
}
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実装状況に差
SPARQL1.1は未確定なこともあり、実装毎に実行可能な
キーワードや関数が異なる
Federated Queriesは相互運用性に難あり
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ja.dbpedia.org や lod.ac, data.nature.com,
data.allie.dbcls.jp などのサイトで実際に試す