Les langages et les outils d’ontologie

Le traitement et l’analyse de l’information a été considérablement amélioré par l’outil informatique. La recherche d’information avec ses variations sémantiques, la gestion des connaissances, les systèmes coopératifs, le Web sémantique etc.… ont été considérablement progressés avec le développement des ontologies. L’efficacité d’un développement d’ontologie dépend de façon très particulière du langage d’implémentation utilisé. Le choix d’un langage d’ontologie n’est pas basé sur la représentation de la connaissance et sur les mécanismes d’inférence exigés par l’application qui utilise l’ontologie, mais il est basé sur les préférences du développeur.

Le besoin, en termes d’expressivité et de raisonnement doit être parfaitement connu avant le codage de l’ontologie pour définir les langages qui satisfont à de telles exigences.

Les langages de description des ontologies

Nous pouvons classer les langages de description d’ontologies existants en deux catégories, à savoir traditionnels et liés à internet.

Les langages d’ontologies traditionnels

Cette catégorie représente un ensemble de langages d’ontologie basés sur l’Intelligence Artificielle, créés la plupart dans les années 1990. Nous pouvons citer entre autres :
• CycL basé sur les frames et la logique de premier ordre, et utilisé pour la construction de l’ontologie Cyc.
• KIF (Knowledge Interchange Format), désigné comme un format d’échange de la connaissance, et basé sur la logique de premier ordre.
• Ontolingua basé sur KIF, il est aujourd’hui le langage d’ontologie supporté par Ontolingua Server, et il est basé sur les frames et la logique de premier ordre.
• LOOM basé sur les logiques de description et les règles de production, n’était pas prévu pour implémenter des ontologies mais pour les bases de connaissances générales. Ce langage fournit des dispositifs de classification automatique des concepts.
• OCML (OperationalConceptual Modeling Language), une sorte d’Ontolingua opérationnel, parce que la plupart des définitions qui peuvent être exprimées dans OCML sont similaires aux définitions correspondantes dans Ontolingua. Ce langage a été construit pour développer des ontologies exécutables et des modèles dans les méthodes de résolution de problème.
• Flogic(Frame Logic), développé comme un langage qui combine les frames et la logique de premier ordre.
• OKBC (Open Knowledge Base Connectivity) un protocole né dans le cadre d’un programme de recherche de DARPA. Ce protocole permet d’accéder aux bases de connaissance stockées dans différents systèmes de représentation de connaissance, qui peuvent être basés sur différents paradigmes de représentation de connaissance. Parmi les langages mentionnés ci-dessus seuls Ontolingua, LOOM et CycL sont conformes à OKBC.

Les langages d’ontologie web standard ou basés sur XML

La création de langages d’ontologie pour exploiter les caractéristiques du Web a été favorisée par l’utilisation massive de l’Internet. Ces langages, appelés des langages web standard ont une syntaxe basée sur les langages existants tels que HTML et XML, dont les buts ne sont pas le développement d’ontologie mais la présentation et l’échange des données respectivement.

Dans cette catégorie de langages, nous pouvons citer :
• SHOE (Simple HTML OntologyExtension), basé sur le web, il combine les frames et les règles. Il a été construit comme une extension de HTML.
• XOL (XML-basedOntology exchange Language), développé comme une transformation en XML d’un petit sou ensemble des primitives du protocole OKCB.
• RDF (Resource Description Framework), développé par le W3C comme un langage basé sur les réseaux sémantiques pour décrire les ressources web.
• RDF Schéma, construit par le W3C comme une extension de RDF avec des primitives basées sur les frames.

La combinaison de RDF et de RDF Schéma est connue sous le nom de RDF(S). Les langages ci-dessus ont établi les bases du Web Sémantique. Et c’est dans ce contexte que trois autres langages ont été développés comme des extensions de RDF(S). Il s’agit de :
• OIL (Ontology Interchange Language and Ontology Inference Layer).
• DAML+OIL (DARPA Agent Markup Language).
• OWL (OntologyWeb Language), créé par le W3C comme le nouvel langage pour Web sémantique.

Les outils de construction d’ontologie

On distingue deux types d’outils pour la construction des ontologies : les outils de construction d’ontologie dépendants du formalisme de représentation et les outils de construction d’ontologie indépendants du formalisme de représentation.

Les outils dépendants du formalisme de représentation

Ontolingua
Ontolingua est un serveur d’édition d’ontologies, une ontologie est directement exprimée dans un formalisme également nommé Ontolingua, qui constitue en fait une extension du langage KIF. Le langage Ontolingua utilise des classes, des relations, des fonctions, des objets (instances) et des axiomes pour décrire une ontologie. Une relation (une classe) peut contenir des propriétés nécessaires (contraintes) ou nécessaires et suffisantes qui définissent la relation. [42] [43] En plus de ces fonctionnalités offertes par le langage Ontolingua, le serveur Ontolingua offre la possibilité d’intégrer les ontologies Ontolingua, ce qui permet la construction modulaire des ontologies. Il y a trois différentes possibilités d’intégrer les ontologies Ontolingua :
• Inclusion : Une ontologie inclut et utilise les définitions d’autres ontologies ;
• Restriction : l’ontologie importe les définitions depuis d’autres ontologies et les rend plus spécifiques ;
• Raffinement polymorphe : on redéfinit une définition importée depuis n’importe quelle ontologie.

OntoSaurus
OntoSaurus est composé de deux modules : un serveur utilisant LOOM comme langage de représentation des connaissances, et en un serveur de navigation créant dynamiquement des pages HTML qui affichent la hiérarchie de l’ontologie; le serveur utilise des formulaires HTML pour permettre à l’usager d’éditer l’ontologie. Il utilise LOOM comme langage de représentation des connaissances. On peut représenter les concepts, la taxonomie des concepts, les relations entre les concepts, les fonctions, les axiomes et les instances.

WebOnto
WebOnton est une application Web pour naviguer et développer de façon collaborative les ontologies. WebOnto supporte la navigation collaborative, la création et l’édition d’ontologies sur le Web. Les ontologies WebOnto sont implémentées dans le langage OCML, qui est une combinaison des frames et de la logique de premier ordre et qui permet de représenter les concepts, la taxonomie des concepts, les relations, les fonctions, les axiomes et les instances. WebOnto supporte l’inclusion d’ontologie au moyen des interfaces graphiques. En ce qui concerne l’édition collaborative d’ontologie, WebOnto est le seul outil qui procure cette fonctionnalité permettant aux ingénieurs des connaissances de tenir des discussions sur les changements et les mises à jour des ontologies lors d’édition ou de navigation, en mode synchrone et asynchrone.

OilEd
OilEd (Oil Editor) est un éditeur d’ontologies utilisant le formalisme OIL. Il est essentiellement dédié à la construction de petites ontologies dont on peut ensuite tester la cohérence à l’aide de FACT (un moteur d’inférences bâti sur OIL). Le modèle de connaissance a été adapté depuis OIL à DAML+OIL et maintenant il va être adapté à OWL.

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Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : Les ontologies
I .1. Introduction
I .2. Historique
I .3. Définition
I .4. Rôle des ontologies
I .5. Les constituants d’une ontologie
I .5.1. Les classes/ les concepts
I .5.2. Les relations et les fonctions
I .5.3. Les axiomes
I .5.4. Les instances
I .6. Le cycle de vie des ontologies
I .6.1. Besoins et évaluation
I .6.2. Conception et évolution
I .6.3. Diffusion
I .6.4. Utilisation
I .6.5. Gestion
I .7. Classification des ontologies
I .7.1. Typologie selon la richesse de la structure interne des ontologies
a) Le vocabulaire contrôlé
b) Le glossaire
c) Le thésaurus
d) La hiérarchie informelle (is-a)
e) La hiérarchie formelle (is-a)
f) La hiérarchie formelle (is-a) avec instances du domaine
g) Le frame
h) Les ontologies avec restrictions de valeur
i) Les ontologies avec contraintes logiques
I .7.2. Typologie selon l’objet de conceptualisation
a) Les ontologies de représentation de connaissances
b) Les ontologies générales ou communes ou génériques
c) Les ontologies de niveau supérieur ou de haut niveau
d) Les ontologies du domaine
e) Les ontologies de tâches
f) Les ontologies d’application
I .7.3. Typologie selon le niveau de granularité
a) La granularité fine
b) La granularité large
I .7.4. Typologie selon le niveau de formalisation utilisé
I .8. Méthodes et Méthodologies de Construction d’ontologie
I .8.1. Le processus de développement d’ontologie
I.8.2. Les méthodes et méthodologies de développement des ontologies
a) La méthodologie METHONTOLOGY
b) La méthodologie On-To-Knowledge
c) La méthode Ontology Development
d) Les autres méthodes de développement d’ontologies
I .9. Domaine d’application des ontologies
I .9.1. Système d’information
I .9.2. Web sémantique
I .10. Conclusion
Chapitre II : Les langages et les outils d’ontologie
II .1. Introduction
II .2. Les langages de description des ontologies
II .2.1. Les langages d’ontologies traditionnels
II .2.2. Les langages d’ontologie web standard ou baséssur XML
II .3. Les outils de construction d’ontologie
II .3.1. Les outils dépendants du formalisme de représentation
a. Ontolingua
b. OntoSaurus
c. WebOnto
d. OilEd
II .3.2. Les outils indépendants de formalisme de représentation
a. Protégé2000
b. ODE et WebOde
c. OntoEdit
II .4. Conclusion
Chapitre III : Etat De l’art
111.1. Introduction
111.2. Terminologies
111.3. Ontologies Vs Terminologies
111.4. Représentation des ontologies
III .4.1. RDF et RDF(S)
III .4.2. OWL
a. OWL Full
b. OWL DL
c. OWL Lite
111.5. Construction et édition d’ontologies
III.5.1. Les méthodes et méthodologies pour la construction d’ontologies en partant de zéro
III .5.2. Les méthodes pour la réingénierie d’ontologies
III .5.3. Les méthodes pour la construction coopérative d’ontologies
111.6. Enrichissement, maintenance et évolution d’ontologies
111.7. Exemples d’ontologies et de classifications dans le domaine médical
III .7.1. UMLS
III .7.2. SNOMED CT
III .7.3. MeSH
III .7.4. Galen
III .7.5. Digital Anatomist : Foundational Model of Anatomy (FMA)
111.8. Conclusion
Chapitre IV : Application
IV.1. Introduction
IV.2. Outils et langages utilisés
IV.2.1. NetBeans
IV.2.2. Jena
IV.2.3. JAVA
IV.3. Interfaces
IV.4. Conclusion
Conclusion Générale