【owlready2】(7)Pythonでオントロジーを作成

３．Pythonでオントロジーを作成

3.1 空のオントロジーを作る

get_ontology関数を利用する。

>>> from owlready2 import *
>>> onto = get_ontology('http://test.org/onto.owl#')
>>> type(get_ontology)
<class 'method'>
>>> type(onto)
<class 'owlready2.namespace.Ontology'>
>>> onto.search(iri='*')
[.anonymous, test.org.onto.owl]

get_ontologyの返り値はオントロジーオブジェクトである。このオントロジーにおいて、エンティティやRDFトリプル(SVOの組)を定義、設定するには、Pythonのwith構文を用いる。

with onto:
  <Python code>

3.2 クラスの作成

オントロジーのクラスはPythonのクラスと同じであった。よってclass クラス名(親クラス): としてクラス定義できる。

>>> with onto:
...     class Bacterium(Thing): pass
...     class Shape(Thing): pass
...     class Grouping(Thing): pass
...
>>> onto.search(iri='*')
[.anonymous, test.org.onto.owl, onto.Bacterium, onto.Shape, onto.Grouping]

owlready2にはログレベルという内部処理状態を表示する範囲がある。レベルは0～9である。デフォルトはレベル0である。次のように機能する。

>>> set_log_level(9)
>>> with onto:
...     class TestClass(Thing): pass
...
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#TestClass http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type http://www.w3.org/2002/07/owl#Class
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#TestClass http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#subClassOf http://www.w3.org/2002/07/owl#Thing

これは、

$:TestClass\ \ \ rdf:type\ \ \ owl:Class$
$:TestClass\ \ \ rdfs:subClassOf\ \ \ owl:Thing$

のトリプルができたことを表している。次の例は継承関係がよくわかるだろう。

>>> with onto:
...     class Rod(Shape): pass
...     class Isolated(Grouping): pass
...     class InPair(Grouping): pass
...
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#Rod http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type http://www.w3.org/2002/07/owl#Class
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#Rod http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#subClassOf http://test.org/onto.owl#Shape
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#Isolated http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type http://www.w3.org/2002/07/owl#Class
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#Isolated http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#subClassOf http://test.org/onto.owl#Grouping
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#InPair http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type http://www.w3.org/2002/07/owl#Class
* Owlready2 * ADD TRIPLE http://test.org/onto.owl#InPair http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#subClassOf http://test.org/onto.owl#Grouping

他のオントロジーを利用した継承もできる。

>>> set_log_level(0)
>>> onto_chap3 = get_ontology('bacteria.owl').load()
>>> with onto:
...     class MyBacteriumClass(onto_chap3.Bacterium): pass
...
>>> onto.MyBacteriumClass.iri
'http://test.org/onto.owl#MyBacteriumClass'
>>> list(onto.MyBacteriumClass.ancestors())
[bacteria.Bacterium, owl.Thing, onto.MyBacteriumClass]
>>> onto_chap3
get_ontology("http://lesfleursdunormal.fr/static/_downloads/bacteria.owl#")
>>> default_world.search(iri='*')
[.anonymous, test.org.onto.owl, onto.Bacterium, onto.Shape, onto.Grouping, onto.TestClass, onto.Rod, onto.Isolated, onto.InPair, _downloads.bacteria.owl, bacteria.has_shape, bacteria.Bacterium, bacteria.Shape, bacteria.is_shape_of, bacteria.has_grouping, bacteria.Grouping, bacteria.is_grouping_of, bacteria.gram_positive, bacteria.nb_colonies, bacteria.Round, bacteria.Rod, bacteria.Isolated, bacteria.InPair, bacteria.InCluster, bacteria.InChain, bacteria.InSmallChain, bacteria.InLongChain, bacteria.Pseudomonas, bacteria.Coccus, bacteria.Bacillus, bacteria.Staphylococcus, bacteria.Streptococcus, bacteria.round1, bacteria.in_cluster1, bacteria.unknown_bacterium, onto.MyBacteriumClass]
>>> onto_chap3.Bacterium
bacteria.Bacterium

bacteria.*がonto_chap3オントロジーにあるクラス、インディビデュアルだとわかる。
多重継承もできる。

>>> with onto:
...     class RNA(Thing): pass
...     class Enzyme(Thing): pass
...     class Ribozyme(RNA, Enzyme): pass

RDF/XML書式では次のとおりである。

<owl:Class rdf:about="#RNA">
  <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/owl#Thing"/>
</owl:Class>

<owl:Class rdf:about="#Enzyme">
  <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/owl#Thing"/>
</owl:Class>

<owl:Class rdf:about="#Ribozyme">
  <rdfs:subClassOf rdf:resource="#RNA"/>
  <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Enzyme"/>
</owl:Class>

Pythonではクラスを動的に作れる。ここでの「動的」の意味は、プログラム処理中にクラス名や親クラスをデータとして与えてクラスを生成する、ということである。データとしては文字列型のデータでよい。この機能を利用すれば、オントロジーでクラスを動的に作ることができる。動的にクラスを作るためにはtypesモジュールをインポートする。

>>> import types
>>> class_name = 'MyClass'
>>> SuperClasses = [owl['Thing']]
>>> with onto:
...     NewClass = types.new_class(class_name, tuple(SuperClasses))
...
>>> NewClass
onto.MyClass
>>> list(NewClass.ancestors())
[onto.MyClass, owl.Thing]

この例ではクラスを生成するのに"MyClass"と"Thing"という文字列しか使っていないことが分かる。