第12回「RDF入門」

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きよたつあかさか
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1 Slide URL Web 情報システム構成法 No.12 RDF 入門萩野達也 1

2 文書 vs データ Web 上の文書インターネット上のハイパーテキストシステムとして成功 HTML は広く使われるようになった人が読む文書が大量にある ( ありすぎ?) HTML をインターフェイスとする便利なアプリケーションもある文書の意味を理解せずに検索エンジンが処理をして関連するページを見つける Web 上のデータ計算機可読なデータ Web 上のデータはまだ活用されていない 2

3 セマンティック Web とはデータの Web 文書の Web からデータの Web へメタデータメタデータ = 文書やデータに関するデータ計算機可読なメタデータをアプリケーションで共有するデータの共有や統合を可能にするメタデータ about 文書データ理解利用アプリケーション 3 W3C セマンティック Web アクティビティデータアクティビティセマンティックWebはアプリケーションや組織などの境界を越えてデータを共有し再利用することのできる共通のフレームワークを提供する

4 Information Management: A Proposal Web の提案 Tim Berners-Lee 1989 年リンクには意味があるリンクされたデータを処理することで新たな知識を得るセマンティック Web 1998 年データ Web 4

5 計算機可読データとは? 計算機可読データデータが標準形式で書かれているデータを機械が自動的 ( 人手を介さずに ) に処理できるデータに意味が付いている PDF 文書の中の表は計算機可読か? データ形式的に計算機可読ではない図と表の区別がつかない HTMLのテーブルのデータは計算機可読か? データ形式的には計算機可読であるが, 単純に表として表示する目的において意味的には計算機可読ではないデータ形式的にも複雑すぎる CSVファイルは計算機可読か? データ形式的には計算機可読であるが, 意味的には計算機可読ではないヘッダ行では十分ではない列の間の意味が分からない 5

6 RDF Resource Description Framework データを三つ組みとして表す三つ組み (Triple) 資源 - プロパティ - 値主語 - 述語 - 目的語有向グラフ資源プロパティ値 dc:title Web 情報システム構成法主語述語目的語この資源 ( この授業の Web ページ ) のタイトルは Web 情報システム構成法である. 6

7 Web 上の分散情報 ID 名称住所 A001 山田歯科藤沢 B031 萩野歯科藤沢 D023 佐藤デンタルクリニック武蔵藤沢 Web 住所県藤沢神奈川武蔵藤沢埼玉 ID B031 休診日木曜, 日曜 D023 土曜, 日曜 7

8 表を RDF に変換する表の各行を三つ組みで表す ( 資源, プロパティ, 値 ) 資源 : 主キープロパティ : 列のヘッダ値 : セルの値 ID 名称住所 A001 山田歯科藤沢 B031 萩野歯科藤沢 D023 佐藤デンタルクリニック武蔵藤沢 A001 名称山田歯科 8

9 表を RDF グラフに変換するすべての資源およびプロパティをRDFに変換する同じ資源は共有される ID 名称住所 A001 山田歯科藤沢 B031 萩野歯科藤沢 D023 佐藤デンタルクリニック武蔵藤沢山田歯科名称 A001 住所萩野歯科名称 B031 住所藤沢佐藤デンタルクリニック名称 D023 住所武蔵藤沢 9

10 表を RDF グラフに変換する藤沢県神奈川住所県武蔵藤沢県埼玉藤沢武蔵藤沢神奈川埼玉 B031 休診日木曜休診日休診日日曜 ID B031 D023 休診日木曜, 日曜土曜, 日曜 D023 休診日土曜 10

11 複数のデータ資源を統合する同じノード ( 資源 ) を共有すればよい山田歯科名称神奈川県藤沢場所場所 A001 休診日木曜萩野歯科名称 B031 休診日日曜埼玉県武蔵藤沢佐藤デンタルクリニック名称場所 D023 休診日休診日土曜 11

URI を使う同じノード ( 資源 ) を共有することでデータを統合する Web 資源はURIを持つ http://example.org/dentist.rdf#b031 名前空間を用いると簡潔 ex:b031 ここで ex は http://example.org/dentist.rdf# にバインドプロパティは語彙である AAAの原則 :Anybody can say anything about any topic.

12 URI を使う同じノード ( 資源 ) を共有することでデータを統合する Web 資源はURIを持つ名前空間を用いると簡潔 ex:b031 ここで ex はにバインドプロパティは語彙である AAAの原則 :Anybody can say anything about any topic. だれでもが自由に語彙を使うことができる ( 制限がない ) プロパティもURIを用いる例 :titleプロパティはダブリンコアで定義されている ~hagino/wis18 Web 情報システム構成法 12

13 他の表現方法グラフ表現人にはわかりやすいファイルとして保存したり, ネットワークで転送するのが難しい RDFをどのように公開するのか? テキスト表現シリアライゼーション N-Triples Notation 3 RDF (N3) RDF/XML 13

14 意味の表現 Web 資源の意味 RDF (Resource Description Framework) 語彙の表現 RDF Schema より高度な知識の表現オントロジーを使って語彙の意味を定義する OWL (Web Ontology Language) 14

15 RDF Vocabulary Description Language: (RDF Schema) 資源が所属するクラスを定義オブジェクト指向プログラミング言語と同じようにクラス階層があるスーパー ( 親 ) クラスとサブ ( 子 ) クラスプロパティの語彙を定義プロパティにも階層があるプロパティの定義域, 値域を定義 rdf:property ex:creativework rdf:type rdfs:subclassof ex:book rdfs:domain ex:author rdfs:range ex:person rdf:class rdf:type 語彙の世界 rdf:type rdf:type RDF データの世界 semanticweb ex:author ex:hsato 15

16 Web Ontology Language(OWL) 概念や資源の間の深い関係を記述する同値 :equivalentclass 例 : Member と Club は同じインスタンスを持つ互いに素 :disjointwith 例 : Student Member であり Full Member であるインスタンスは存在しない集合 :unionof 例 : Member は Student Member と Full Member の共有集合であるその他 : クラスの共通部分, 補集合, プロパティの制約 16

17 セマンティック Web も Web AAA の原則 Anyone can say anything about any topic. 信用できないデータや矛盾するデータが含まれる複数の名前や ID があるかもしれない ( 名前の非同一性 ) 開世界 ( 閉世界仮説は使えない ) ネットワーク効果参加者が増えれば価値が高くなる価値が高くなれば, 参加者も増えるデータはつながっている Web 文書がハイパーリンクでつながっているように 17

18 RSS(RDF Site Summary) ニュースの更新情報などを伝えるチャンネル情報を送るために作られたブログではトラックバックを送るために利用 RSS は有益 Web サイトに行かなくとも更新情報が分かる複数のサイトから似たような情報を集めることができるニュースを比較できる RSS は RDF の良い例 RDF の簡単なアプリケーションの一つ広く用いられている 18

19 RSS1.0 の構造昔のセマンティック Web 委員会の RSS を例に説明 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <rdf:rdf xmlns=" xmlns:rdf=" xmlns:dc=" xmlns:sy=" xml:lang="ja"> <channel rdf:about=" </channel> channel 要素 : サマリー記述の対象となるサイトの基本情報を記述 <item rdf:about=" </item> </rdf:rdf> item 要素 : サイト内の個々の記事や文書に関する情報を記述 ( 複数個記述可能 ) 19

20 channel 要素の例 <channel rdf:about=" <title>intap セマンティック Web 委員会 </title> <link> <description>intap セマンティック Web 委員会ではセマンティック Web 技術の調査研究ならびに普及活動を行っています </description> <dc:language>ja</dc:language> <dc:rights>(c)2002 Interoperability Technology Association for Information Processing, Japan</dc:rights> <dc:date> t00:00:00+09:00</dc:date> <items> <rdf:seq> <rdf:li rdf:resource=" /> <rdf:li rdf:resource=" /> </items> タイトル対象とするサイトの URL サイトの内容を記述 ( 必須項目 ) Dublin Core のボキャブラリを用いて記述された言語や権利情報や日付に関するメタ情報 item 要素でサマリーを記述する個々の記事や文書の情報リソースとその順番を示す ( 必須項目 ) </channel> 20

21 item 要素の例 <item rdf:about=" <title> セマンティック Web コンファレンス 2003 開催案内 (11/17 開催 )</title> <link> <description>intap と慶應セマンティック Web コンファレンス 2003 を開催致します </description> <dc:subject> セマンティック Web に関するお知らせ </dc:subject> <dc:creator>intap 事務局 </dc:creator> <dc:date> t00:00:00+09:00</dc:date> </item> <item rdf:about=" <title> 平成 14 年度セマンティック Web 技術の調査研究報告書 </title> <link> <description> 本報告書はセマンティック Web 委員会の平成 14 年度の活動 </description> <dc:subject> セマンティック Web に関する文献 </dc:subject> <dc:creator>intap セマンティック Web 委員会 </dc:creator> <dc:date> t00:00:00+09:00</dc:date> </item> タイトル対象とする情報リソース ( 記事や文書 ) の URL は必須項目それ以外に Dublin Core のボキャブラリを用いてトピック (dc:subject) 作者 (dc:creator) 日付 (dc:date) に関するメタ情報を記述している 21

22 RSS データのユーザ利用 RSS リーダー (Web ブラウザなどが機能を備えてる ) RSS データを持つ Web サイト一覧を表示選択されたサイトの記事を表示したりする RSS データニュース Web サイト記事 A 記事 B 記事 C 22 Web ブラウザポータル画面表示ポータルサイトが提供するビューから RSS データの参照が可能ポータルサイト収集した RSS データを合成して Web ページを構成メタ情報から更新された情報や日時も取得 IT 最新情報紹介 Web サイト RSS データ文書 1 文書 2 記事 1 記事や文書のメタ情報

23 FOAF(Friend of a Friend) セマンティック Web の初期から RSS の次に RDF が活用された事例人に関するメタ情報 ( 名前興味どこの近くに住んでいるなど ) を RDFで記述して公開するプロジェクト FOAF のメタ情報は RSS と同様に個々の Web サイトなどどこに置いても良い知っている人を記述できるので個々の RDF から知人の RDF 記述を連鎖的に辿れるようになるソーシャルネットワークの観点から注目を集めた自分と同じ興味を持つユーザの発見人の結びつきから信頼性を測る 23

24 分散した情報の統合 RDF のグラフ構造のデータモデルにより異なるデータを統合して扱うことができる foaf:person rdf:type foaf:name 佐藤宏之 foaf:mbox rdf:type foaf:knows dc:creator foaf:mbox dc:title foaf:name 萩野達也 Web 情報システム構成法 foaf:workplacehomepage 24 シラバスに関する RDF データ FOAF(Friend of a Friend) のデータ

25 RDF のテキスト形式は複数あるテキスト形式による表現 ( シリアライズ ) N-Triples Notation3 (N3) RDF/XML Turtle RDF/JSON 以下のグラフ構造を持つデータをテキストで表現してみよう dc:title dc:creator Web 情報システム構成法萩野達也 25

26 N-Triples による表現最も単純な形式三つ組を直接書く三つ組ごとに : リソース, プロパティ, 値の順に並べて,. ( ピリオド ) で終わる URIは <> で囲み, リテラルは " " で囲む < < "Web 情報システム構成法 ". < < " 萩野達也 ". 参考 :RDF Test Cases 3. N-Triples 26

N3 による表現 Notation 3 RDF ( 略してN3) N-Triplesの明快さを維持しつつ簡略化できる TurtleはN3のサブセット @prefix dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/>. <http://web.sfc.keio.ac.

27 N3 による表現 Notation 3 RDF ( 略してN3) N-Triplesの明快さを維持しつつ簡略化できる dc: < < dc:title "Web 情報システム構成法 " ; dc:creator " 萩野達也 ". Turtle でも同様 See:Tim Berners-Lee, Primer: Getting into RDF & Semantic Web using N3 神崎正英, Notation3:RDF の簡易表記から論理表現まで 27

RDF/XML による表現 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <rdf:rdf xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.

28 RDF/XML による表現 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:dc=" <rdf:description rdf:about=" <dc:title>web 情報システム構成法 </dc:title> <dc:creator> 萩野達也 </dc:creator> </rdf:description> </rdf:rdf> 参考 :RDF/XML Syntax Specification (Revised) 神崎正英, RDF -- リソース表現のフレームワーク 28

RDF/XML 形式 (1) 基本的構造主語 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <rdf:rdf xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:ex="http://purl.org/dc/elements/1.

29 RDF/XML 形式 (1) 基本的構造主語 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:ex=" ex:editor URI1 ex:publisher 述語目的語述語目的語述語目的語 <rdf:description rdf:about="uri1"> <ex:editor> <rdf:description> <ex:homepage> <rdf:description rdf:about="url2"> </rdf:description> </ex:homepage> </rdf:description> </ex:editor> <ex:title> Web Information System </ex:title> <ex:publisher rdf:resource="uri3" /> </rdf:description> </rdf:rdf> 名前空間の宣言本体 ex:homepage URI2 URI2 ex:title Web Information System 29

ブランクノードグラフ表現において URI が与えられないノード与えない方が表現の都合が良いことがあるシステムが自動的に一意的なURIを割り当てる匿名ノードとも呼ばれる dc:title 分散情報システム構成法 http://web.sfc.keio.

org/dc/elements/1.1/>. @prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>. <http://web.sfc.keio.ac.

30 ブランクノードグラフ表現において URI が与えられないノード与えない方が表現の都合が良いことがあるシステムが自動的に一意的なURIを割り当てる匿名ノードとも呼ばれる dc:title 分散情報システム構成法 N3 で表現 (Turtle でも同様 ) dc:creator foaf:mbox foaf:name 萩野達也 dc: foaf: < < dc:title "Web 情報システム構成法 " ; dc:creator [ foaf:name " 萩野達也 " ; foaf:mbox <mailto:hagino@sfc.keio.ac.jp> ]. ブランクノードを主語とするトリプルは主語を略して [ 述語目的語 ] と表記することができる 30

RDF/XML 形式 (2) 型付ノード <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/" xmlns:ex="http://example.

xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/" xmlns:ex="http://example.org/stuff/1.

31 RDF/XML 形式 (2) 型付ノード <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:dc=" xmlns:ex=" 同じ <rdf:description rdf:about=" <rdf:type rdf:resource=" <dc:title>a marvelous thing</dc:title> </rdf:description> </rdf:rdf> 31 <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:dc=" xmlns:ex=" <ex:document rdf:about=" <dc:title>a marvelous thing</dc:title> </ex:document> </rdf:rdf> ex:document rdf:type thing ex:title A marvelous thing

32 RDF Validation Service Web ブラウザから利用可能入力直接ファイル URL 出力解析結果三つ組グラフ 32

33 課題 :FOAF を作ってみよう FOAF-o-Matic を使って自分の FOAF を作ってみなさい. 提出出来上がったRDF/XMLをテキストとして提出しなさい. 締め切り : 7 月 8 日正午 foaf.xml <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:rdfs=" xmlns:foaf=" xmlns:admin=" <foaf:personalprofiledocument rdf:about=""> <foaf:maker rdf:resource="#me"/> <foaf:primarytopic rdf:resource="#me"/> <admin:generatoragent rdf:resource=" <admin:errorreportsto rdf:resource="mailto:leigh@ldodds.com"/> </foaf:personalprofiledocument> <foaf:person rdf:id="me"> <foaf:name>tatsuya hagino</foaf:name> <foaf:title>mr</foaf:title> <foaf:givenname>tatsuya</foaf:givenname> <foaf:family_name>hagino</foaf:family_name> <foaf:mbox rdf:resource="mailto:hagino@sfc.keio.ac.jp"/></foaf:person> </rdf:rdf> 33

34 まとめ Semantic Web とは機械可読なメタデータを複数のアプリケーションをまたいで共有統合できるようにする仕組み RDF のグラフ構造を持つデータモデルによりシンプルかつ柔軟なデータ統合が実現参考文献書名 : Semantic Web for the Working Ontologist 著者 : Dean Allemang, James Hendler 34

分散情報システム構成法

分散情報システム構成法 Web Information System Design No.9 Resource Description Framework 萩野達也 1 文書 vs データ Web 上の文書インターネット上のハイパーテキストシステムとして成功 HTML は広く使われるようになった人が読む文書が大量にある ( ありすぎ?) HTML をインターフェイスとする便利なアプリケーションもある文書の意味を理解せずに検索エンジンが処理をして関連するページを見つける