Ontology 정리 2 (Protege 설치, SPARQL query 사용)

codeblue·2024년 2월 1일

ontology protege query sparql 온톨로지

Ontology

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1. Protege 설치

Protege : 온톨로지 편집기 & 지식 관리 시스템

1-1. 설치 방법

👉 https://github.com/protegeproject/protege-distribution/releases/tag/v5.5.0#downloads

위 링크에 접속 후 제일 아래로 스크롤을 내리면 설치 파일이 있다. 운영체제에 맞는 프로그램을 다운로드 후 압축을 푼다.

Window 에서 실행하는 경우

압축을 풀면 아래와 같은 사진의 폴더 내용을 확인 가능하다. Protege 응용 프로그램을 더블클릭하여 실행 후 사용하면 된다.

Ubuntu 에서 실행하는 경우

Protégé 다운로드 후, 해당 폴더에서 Terminal 창을 연다.
./run.sh ← 명령어를 입력 후 enter를 누르면 아래처럼 화면이 실행된다.
잠시 후 Protege 화면이 나타나므로, 사용하면 된다.

🚩 참고하면 좋은 사이트 🚩

https://blog.naver.com/hardehar/222407730295

2. SPARQL query 사용

SPARQL : RDF 형식, 형태의 구조화된 데이터를 처리하기 위한 Query 언어

아래 링크를 참고하여 공부했다.

https://joyhong.tistory.com/65

2-1. PREFIX 란?

PREFIX : IRI를 길게 쓰지 않고 짧게 사용할 수 있기 때문에 간결한 표현 가능

PREFIX를 사용하지 않은 code ⬇

SELECT ?id ?name 
WHERE { 
?id rdf:type <http://lod.nl.go.kr/ontology/Author> ;
<http://xmlns.com/foaf/0.1/name> ?name . }

PREFIX를 사용하여 간결해진 code ⬇

PREFIX nlon: <http://lod.nl.go.kr/ontology/> 
PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>

SELECT ?id ?name 
WHERE { 
?id rdf:type nlon:Author ;
foaf:name ?name .

2-2. Protege 에서 SPARQL query 사용

example

Q. 우유를 마시지 못하는 골다공증 환자한테 무엇을 줘야 할까?

(그림 출처 : https://cholol.tistory.com/98)

위의 그림과 같은 온톨로지에서, “우유를 마시지 못하는 골다공증 환자한테 무엇을 줘야 할까?” 라는 질문에 대한 답을 SPARQL query를 사용해 찾는 법을 다룬다.
Protege 5.5.0 version에서 실행하였다.

온톨로지를 생성하기 위해 protégé를 실행한다.

메인 화면의 초기 ontology IRI는 길고 복잡한 형태로 되어있는데, 사용자가 편하게 볼 수 있도록 원하는 IRI로 바꿔 준다. ( www.foodexample/ontology 라고 임의로 지정했다.)

각 Class들의 IRI도 원하는 형태로 바꿔 준다. 먼저 Class를 생성 시 나타나는 창의 new entity option 을 클릭한다.
Specified IRI에서 원하는 IRI를 입력한다. 여기서는 메인 화면에서 설정한 IRI와 같도록 입력하였다. 확인 버튼을 클릭하면 IRI 변경이 완료된다.

이후 1-1. 🚩참고하면 좋은 사이트🚩 의 링크를 참고해 온톨로지를 생성한다. example의 ontology는 간식, 식사 등 다양한 category의 객체들이 존재하지만 편의상 음료 관련 클래스/인스턴스들만 생성하였다. (protégé가 익숙하지 않다면 example의 객체를 모두 생성해보는 것을 추천한다.)

example에서 칼슘을 함유한 음식은 두유2, 두유3, 우유1, 우유2 로 총 4가지 객체이지만, 여기서는 우유2에 칼슘이 없다고 가정하고 진행한다.
(4가지로 할 경우 SPARQL query에 대한 답이 잘 나오지 않아 수정하였음. 4가지 모두 칼슘 함유에 대한 query 답을 알고 계시면 .. 알려주세용..😢)

Entities의 Individuals - 두유2 인스턴스를 클릭 후, 오른쪽 하단의 Object property assertions에서 왼쪽 칸에는 object property name을, 오른쪽 칸에는 칼슘을 입력한다. 두유3, 우유1도 동일하게 진행한다.

OntoGraf에서 전체 그래프를 볼 수 있다. 우유1, 두유2, 두유3에 칼슘이 함유되어 있다는 object property가 잘 생성되었는지 확인한다.

잘 생성되었다면 SPARQL Query Tab을 클릭한다. 아래와 같은 초기 상태의 모습일 것이다.

맨 위에 PREFIX를 정의하여 사용 가능한데, 우리가 바꾸었던 IRI를 추가한다.

💡 우리가 직접 설정했던 IRI는 http://www.foodexample/ontology#이다.
이를 PREFIX로 나타내면 PREFIX food: http://www.foodexample/ontology# 로 표현 가능한데, 이렇게 하면 http://www.foodexample/ontology# 대신에 food를 쓸 수 있다.
food 대신 다른 원하는 단어를 사용해도 무방하다.

“우유를 마시지 못하는 골다공증 환자한테 무엇을 줘야 할까?” 질문을 다음과 같이 SPARQL을 사용해 답을 찾아보았다. Query 실행 결과 두유2, 두유3이 정답이다.

2-3. code 설명

전체 code

PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> 
PREFIX owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#> 
PREFIX rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> 
PREFIX xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> 
PREFIX food: <http://www.foodexample/ontology#> 

SELECT ?subject 
WHERE { 
?subject food:함유하다 food:칼슘. 
?milk food:함유하다 food:칼슘. 
FILTER REGEX(STR(?milk), '우유') 
FILTER (?subject != ?milk) 
}

설명

SPARQL code	설명
?subject food:함유하다 food:칼슘.	subject라는 변수는 칼슘을 함유
?milk food:함유하다 food:칼슘.	milk라는 변수는 칼슘을 함유
FILTER REGEX(STR(?milk), '우유')	milk라는 변수는 ‘우유’ 라는 단어가 들어있는 변수
FILTER (?subject != ?milk)	subject라는 변수는 milk와 같지않은 변수

이를 만족하는 ?subject 변수를 SELECT를 이용하여 찾은 결과
👉 두유2, 두유3이 정답으로 출력 !

2년 전에 했던 내용을 정리해보았다. 복습하면서 정리하는데 SPARQL은 오랜만에 시도해서 제법 새로웠다.

codeblue

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