本体语言OWL(1)

RDF模型的核心是用主体－谓词－客体的三元组来描述资源间的二元关系。通过RDF（S）能表示一些简单的本体，描述某些本体知识，包括子类和子属性关系、属性的定义域和值域约束以及类的实例等，但还缺少局部值域定义、类/属性/个体的等价性、不相交类、类的布尔结合、基数约束、关于属性特性的描述等。

　　为此，W3C提出了OWL扩展RDF（S），既能支持合理有效的推理，又能对本体知识充分描述。

　　

　　6.3　OWL语法（里面提到的抽象语法仅用于OWL DL和OWL Lite，不适用于OWL Full）　

　　1、OWL语法概述

　　OWL本体是一个RDF文档，包含在一个rdf:RDF元素中。一个OWL本体可能以一系列的关于本体的声明作为开始，包含注释、版本控制以及导入其他本体等内容，称为本体头部。

　　owl:Ontology元素是用来声明关于当前文档的OWL元数据的，可以记录版本信息和导入文档所依赖的一些定义。rdf:about属性为本体提供名称和引用，一般取值为空表示本体的名称是owl:Ontology元素的基准URI，即本体所在的文档URI或上下文中xml:base指定的URI。rdfs:coment和rdfs:label为本体提供自然语言注释和标签。owl:priorVersion为本体版本控制提供相关信息。owl:imports用于导入其他一些文体，将内容引入为当前文档的一部分。

　　在本体头部后面跟随的是构成本体的实际定义，包括类公理、属性公理和个体事实等内容。

 

　　2、简单类、个体和属性

　　一个OWL本体中的大部分元素是类、属性、类的实例以及这些实例间的有关系有关。

　　a、类

　　OWL类的定义由两部分组成：引入或引用一个名称，以及一个限制列表。如下定义：

<owl:Class rdf:ID="Person"/>

<owl:Class rdf:ID="Male"/>

<owl:Class rdf:ID="Man">

 <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Person"/>

</owl:Class>

<owl:Class rdf:about="#Man"/>

 <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Male"/>

</owl:Class>

　　定义了Person、Man、Male三个类，并且声明了Man是Person和Male的子类。

　　用抽象语法表示为(Class表示定义一个类，且前者是后者的子类。OWL所有个体都是类owl:thing的成员，定义空类用的是owl:Nothing)：

Class(ex:Person partial owl:Thing)

Class(ex:Male partial owl:Thing)

Class(ex:Man partial owl:Thing)

subClassOf(ex:Man ex:Person)

subClassOf(ex:Man ex:Male)

　　后两句也可表示为：Class(ex:Man partial ex:Person ex:Male) 

　　b、个体　

　　除了描述类，本体还要描述类的成员，也就是个体。在OWL DL和Lite中，个体和类是分离的集合，即一个资源不能同时是个体和类，但在Full中可以。

　　可用rdf:type为个体声明多个其所属的类：

<owl:Thing rdf:ID="TOM"/>

 <rdf:type rdf:resource="#Person"/>

 <rdf:type rdf:resource="#Male"/>

</owl:Thing>

　　抽象语法：Individual)ex:Tom type(ex:Person) type(ex:male))

　　c、属性

　　一个属性是一个二元关系，在OWL中有两个类型的属性：对象属性和数据类型属性，分别表示类的实例之间的关系和类的实例与文字之间的关系。对象属性用owl:ObjectProperty定义，用rdfs:domain和rdfs:range表示定义域与值域。以下定义了一个create属性，它的定义域是Person类，即只有Person类的实例才有这个属性。

<owl:ObjectProperty rdf:ID="create">

  <rdfs:domain rdf:resource="#Person"/>

<owl:ObjectProperty>

　　可以将一个属性定义为某个已有属性的子属性，如定义一个create的子属性createBook，限定该属性值只能是Book类的实例。

<owl:ObjectProperty rdf:ID="createBook">

  <rdfs:subPropertyOf rdf:resource="#create"/>

　<rdfs:range rdf:resource="#Book"/>

<owl:ObjectProperty>

　　属性的使用，下例可以推断出DiaryOfTom一定是一本书，即Book类的实例，因为createBook属性的值域是Book。

<owl:Thing rdf:ID="DiaryOfTom"/>

<ex:Man rdf:ID="Tom"/>

  <ex:createBook rdf:resource="#DiaryOfTom">

</ex:Man>

 

　　数据类型属性和对象类型的区别在于其值域只能是数据类型。OWL使用的大部分XMLSchema定义的数据类型。

 

　　3、复杂类

　　OWL提供了一些类构造子用于创建复杂类，如基本的集合操作，即并owl:unionOf、交owl:intersectionOf、补owl:complementOf。还有owl:oneOf构造子枚举类的所有实例来定义一个类，还有声明多个类不相交的owl:disjionWith。

   a、集合运算，用交运算作例

<owl:Class rdf:ID="Man">

  <owl:intersectionOf rdf:parseType="Collection">

     <owl:Class rdf:about="#Person">

     <owl:Class rdf:about="#Male">   

  </owl:intersectionOf>

</owl:Class>

　　b、枚举类

<owl:Class rdf:ID="RGBColor">

  <owl:oneOf rdf:parseType="Collection">

     <owl:Thing rdf:about="#Red"/>

     <owl:Thing rdf:about="#Green"/>

     <owl:Thing rdf:about="#Blue"/>

  </owl:oneOf>

</owl:Class>

    c、匿名类

　　OWL通过owl:Restriction定义匿名类，所谓匿名类是通过对其应用的属性约束定义的，对应于描述逻辑中通过存在约束、全称约束和关系的基数约束等构造子的概念。

　　d、复杂类

　　实现多层嵌套的复杂类定义。

 

　　4、属性的特性和约束

　　正如描述逻辑中的关系可以有可传递、函数和逆关系等特性，OWL属性也可以对其特性进行详细的声明。还可以对属性取值的基数约束。