Introduction Methode Application Conclusion

Adaptation consistante d’ontologies a l’aide desgrammaires de graphes

Mariem MAHFOUDH, Laurent THIRY, Germain FORESTIERet Michel HASSENFORDER

{mariem.mahfoudh, laurent.thiry, germain.forestier, michel.hassenforder}@uha.fr

UHA–MIPS, EA 2332 /ENSISA, 12 rue des Freres Lumiere68093 Mulhouse Cedex, France

24 eme journees francophones d’ingenierie des connaissances,Lille, 4 Juillet 2013

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Introduction Methode Application Conclusion

Contexte

I Une ontologie est une representation formelle et explicite desconnaissances humaines.

Changement de langues

Changement de la granularité Changement des données

Changement de contexte

I Besoin de l’evolution et de l’adaptation des ontologies.

I L’evolution des ontologies se traduit par une modification deleurs composantes (classes, proprietes, individus, axiomes).⇒ Changement Ontologique.

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Introduction Methode Application Conclusion

Objectif

I Les changements ontologiques peuvent causer desincoherences et toucher a la consistance de l’ontologie.

I Approches d’evolution traitant les incoherences : [Klein,2004], [Luong, 2007], [Dragoni et al., 2012], [Khattak et al.,2013], etc.

⇒ Approches a posteriori de resolution des incoherences.

Proposition

I Approche a priori traitant les incoherences a l’aide duformalisme des grammaires de graphes types.

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Introduction Methode Application Conclusion

Grammaires de Graphes Types

I Formalisme de manipulation des graphes.

I Une grammaire de graphes typee TGG = (G ,GT ,P) avec :

B G = (N,E ) est le graphe hote ;B GT = (NT ,ET ) est le graphe type ;B P = (LHS ,RHS) est un ensemble de regles de production

∗ LHS (Left Hand Side), graphe representant la pre-conditionde la regle et doit etre un sous graphe de G .

∗ RHS (Right Hand Side), graphe representant la post-conditionde la regle et doit remplacer LHS dans G .

⇒ NAC (Negative Application Condition), graphe representantla condition a eviter pour la bonne application de P.

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Introduction Methode Application Conclusion

L’approche algebrique Simple PushOut (SPO)

Appliquer une regle de reecriture a un graphe initial G , selon lamethode SPO, revient a :

1 Trouver le LHS dans G avec un morphisme m : LHS → G ;

2 Supprimer de G : LHS − (LHS ∩ RHS) ;

3 Ajouter a G : RHS − (LHS ∩ RHS). Cette operation se faitpar le calcul de pushout et donne une nouvelle version G ′.

m

Regle de reecriture avec le jeu PACMan [Ehrig,2004 ].M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 5/12

Introduction Methode Application Conclusion

Grammaires de Graphes & Ontologies

I GT represente le meta-modele de l’ontologie ;

I G definit l’ontologie ;

I P represente les changements ontologiques ;

CH = (Nom,NAC , LHS ,RHS ,CHD)

CHD represente les changements derives qui sont ajoutes aCH pour corriger les incoherences pouvant survenir.

Les incoherences traitees

I Redondance de donnees ;

I Nœuds isoles ;

I Individus orphelins ;

I Axiomes contradictoires.G G'

LHS RHS

subClassOf

name="Prof"

1:Class

name="Professeur"

1:Class

NAC

Règle de réécriture

m

name="Professeur"Class

name="Personne"

Class

name="Prof"Class

subClassOf

name="Personne"

Class

name="Professeur"

Class

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Introduction Methode Application Conclusion

Grammaires de Graphes & Ontologies

I GT represente le meta-modele de l’ontologie ;

I G definit l’ontologie ;

I P represente les changements ontologiques ;

CH = (Nom,NAC , LHS ,RHS ,CHD)

CHD represente les changements derives qui sont ajoutes aCH pour corriger les incoherences pouvant survenir.

Les incoherences traitees

I Redondance de donnees ;

I Nœuds isoles ;

I Individus orphelins ;

I Axiomes contradictoires.

G G'

LHS RHS

subClassOf

name="Prof"

1:Class

name="Professeur"

1:Class

NAC

Règle de réécriture

m

name="Professeur"Class

name="Personne"

Class

name="Prof"Class

subClassOf

name="Personne"

Class

name="Professeur"

Class

Regle de reecriture avec le jeu PACMan [Ehrig,2004 ].

M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 6/12

Introduction Methode Application Conclusion

Grammaires de Graphes & Ontologies

I GT represente le meta-modele de l’ontologie ;

I G definit l’ontologie ;

I P represente les changements ontologiques ;

CH = (Nom,NAC , LHS ,RHS ,CHD)

CHD represente les changements derives qui sont ajoutes aCH pour corriger les incoherences pouvant survenir.

Les incoherences traitees

I Redondance de donnees ;

I Nœuds isoles ;

I Individus orphelins ;

I Axiomes contradictoires.G G'

LHS RHS

subClassOf

name="Prof"

1:Class

name="Professeur"

1:Class

NAC

Règle de réécriture

m

name="Professeur"Class

name="Personne"

Class

name="Prof"Class

subClassOf

name="Personne"

Class

name="Professeur"

Class

M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 6/12

Introduction Methode Application Conclusion

Formalisation des changements ontologiques

Le changement AddDisjointClasses

Ajouter un axiome de disjonction entre deux noeuds de types”class”.

LHS

1:Class

name="C1"

2:Class

name="C2"

RHS

1:Class

name="C1"

2:Class

name="C2"

NAC1 NAC2

memberOf

NAC5

AddDisjointClasses(C1, C2)

NAC3 NAC4

1:Class

name="C1"

2:Class

name="C2"

disjointwith

1:Class

name="C1"

2:Class

name="C2"

disjointwith

1:Class

name="C1"

2:Class

name="C2"

equivalentTo

1:Class

name="C1"

2:Class

name="C2"

subClassOf

1:Class

name="C1"

2:Class

name="C2"

subClassOf

Individual

name=X

memberOf

Regle de reecriture du changement AddDisjointClass.

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Introduction Methode Application Conclusion

Formalisation des changements ontologiques

Le changement RemoveClass

I Supprimer un noeud de type ”Class”.

I Changement pouvant engendrer certaines incoherences.

LHS

CHD1

LHS

1:Class

name="C"

Individual

memberOf

3:Class

1:Class

name="C"

subClassOf

CHD4

RHS

1:Class

name="C"

LHS

CHD3

3:Class

Individual

memberOf

1:Class

name="C"

2:Individual

memberOf

equivalentTo

LHS

3:Class

RHS

CHD2

1:Class

name="C"

2:Individual

memberOf

3:Class

1:Class

name="C"

2:Individual

memberOf

equivalentTo

2:Individual

memberOf

RHS

3:Class1:Class

name="C"

2:Individual

memberOf

RHS

3:Class

1:Class

name="C"

2:Individual

memberOf

Changement derive RemoveIndividual du changement RemoveClass.

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Introduction Methode Application Conclusion

Application

I Definition des regles de reecritures pour les changementsontologiques elementaires.

I Utilisation de l’outil AGG (Algebraic Graph Grammar) pourimplementer le SPO.

I Utilisation de l’ontologie OWL EventCCAlps developpee dans lecadre du projet europeen CCAlps comme exemple de test.

I Developpement de deux outils OWLToGraph et GraphToOWL.

Extrait de l’ontologie EventCCAlps representee en AGG.M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 9/12

Introduction Methode Application Conclusion

Application

Regles de reecriture du changement RemoveClass (Employee).

L’ontologie EventCCAlps apres la transformation.M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 10/12

Introduction Methode Application Conclusion

Conclusion

I Formalisation des changements ontologiques avec lesgrammaires de graphes types.

I Traitement a priori des incoherences lies aux changementsontologiques → les eviter grace aux NACs.

I Implementation des regles de reecriture par l’outil AGGsupportant l’approche algebrique Simple Pushout.

Perspectives

I Definition des changements complexes.

I Definition d’une approche de composition des ontologies.

[Mahfoudh et al., 2013], M. Mahfoudh, G. Forestier, L. Thiry, and M. Hassenforder, ”Consistent ontologiesevolution using graph grammars”, in KSEM2013 International Conference on Knowledge Science, Engineering andManagement. Springer, 2013, pp. 64-75.

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Introduction Methode Application Conclusion

Merci de votre attention.mariem.mahfoudh@uha.fr

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