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@gyosanmon

クラスも検索できる(料理レシピSPARQL検索５)

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（５）クラスも検索できる

ここまで、ＳＰＡＲＱＬでインディビデュアルを検索してきた。それは一般的な使い方だろう。オントロジーとはいえ、実際には設計したスキーマを利用して、そのクラス（普遍者）の外延、つまり実例となるインディビデュアル（個物）を蓄積する、データベースとして活用するのだ。
ただ、ＳＰＡＲＱＬでは、インディビデュアルに対して、そのクラスを調べることができるのだ。もしくはスキーマそのものを確認できる、という言い方もできる。

まずは、次の例を見てみよう。ファイル名をt07.rqとする。

#　cookpad_moritosh.ttlに含まれるすべてのインディビデュアル
# sparql --data=cookpad_moritosh.ttl --query=t06.rq
PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
PREFIX fmat: <http://www.onto.org/life/food/material#>
PREFIX recp: <http://www.onto.org/life/food/recipe#>
PREFIX mtsh: <http://www.onto.org/life/food/cookpad_moritosh/>
PREFIX owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
SELECT ?a ?class
WHERE
{
?a a ?class. 
}

?a a ?classにおいて、述語のaはis_aであり、?aは?classのインスタンスであることを意味する。つまり、aはrdf:typeなのだ。おそらくはis_aを省略したものと考えられる。しかし、オブジェクト指向やそもそも知識工学ではis_aは継承関係(subclass of)なので、ちょっと感覚が異なる。

老婆心ながら、

This pen is an instance of a pen.　インスタンス、例、実体のこと
A ball-point pen is a subclass of a pen.　一種類であること、継承のこと

の違いで、どちらも、～is a pen.であり、実はのところ例化も継承もis_a関係といえるのかもしれない。ただ、継承関係であるとする工学書が多いだろう。すくなくともオブジェクト指向でis_a関係は継承だ。

t07.rqの検索結果は1700件を超える。以下の通り、個物とクラスの関係がとれている。

------------------------------------------------------------------------------------------------------
| a                                                | class                                           |
======================================================================================================
| mtsh:たらこドレッシングのサラダうどん_たらこドレッシング                  | recp:材料グループ                                     |
| mtsh:パスタ麺の皿うどん_スープ                               | recp:材料グループ                                     |
| mtsh:カレーうどん_カレー                                  | recp:材料グループ                                     |
| mtsh:パスタ麺のちゃんぽん_具                                | recp:材料グループ                                     |
| mtsh:スモークサーモンのクラッカー載せ_タルタルソース                    | recp:材料グループ                                     |
| mtsh:パスタ麺のちゃんぽん_スープ                              | recp:材料グループ                                     |
～
| mtsh:手打ちうどん_ステップ１０                               | recp:ステップ                                       |
| mtsh:ビーフシチュー_ステップ７                               | recp:ステップ                                       |
------------------------------------------------------------------------------------------------------

そこで、cookpad_moritosh.ttlの中で利用されているクラスを問い合わによって確認してみよう。以下の問い合わせとなる。ファイル名はt07.rqである。

# cookpad_moritosh.ttlに含まれるすべてのインディビデュアル
# sparql --data=cookpad_moritosh.ttl --query=t08.rq
PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
PREFIX fmat: <http://www.onto.org/life/food/material#>
PREFIX recp: <http://www.onto.org/life/food/recipe#>
PREFIX mtsh: <http://www.onto.org/life/food/cookpad_moritosh/>
PREFIX owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
SELECT DISTINCT ?class
WHERE
{
?a a ?class. 
}

結果は次を得た。

-----------------------
| class               |
=======================
| recp:材料グループ         |
| recp:材料項目           |
| owl:NamedIndividual |
| recp:レシピ            |
| recp:作り方（全体）        |
| owl:Ontology        |
| recp:材料一覧           |
| recp:ステップ           |
-----------------------

なお、owl:NamedIndividualはインディビデュアルであることを意味するOWL言語のクラスを意味し、すべてのインディビデュアルはこのクラスの例である。ここでの検索対象としては無視してよい。

記事「食材を使った料理レシピの検索(料理レシピSPARQL検索３)」で、材料一覧が持つ(recp:has)の対象は材料項目と材料グループがあることを、スキーマのデータを用いて確認することを考えよう。次のような問い合わせ(t09.rq)とに検索結果となる。

#　材料一覧がrecp:has(持つ)関係を持つクラス
# sparql --data=cookpad_moritosh.ttl --query=t09.rq
PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
PREFIX fmat: <http://www.onto.org/life/food/material#>
PREFIX recp: <http://www.onto.org/life/food/recipe#>
PREFIX mtsh: <http://www.onto.org/life/food/cookpad_moritosh/>
PREFIX owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
SELECT DISTINCT ?class
WHERE
{
{
?v recp:has ?u.
?v rdf:type recp:レシピ.
?u rdf:type recp:材料一覧.
?u recp:has ?r.
?r a ?class.
}
UNION
{
?v recp:has ?u.
?v rdf:type recp:レシピ.
?u rdf:type recp:材料一覧.
?u recp:has ?t.
?s rdf:type recp:材料グループ.
?t rdf:type recp:材料グループ.
?t recp:has* ?s.
?s recp:has ?r.
?r a ?class.
}
}
ORDER BY ?v

-----------------------
| class               |
=======================
| recp:材料項目           |
| owl:NamedIndividual |
| recp:材料グループ         |
-----------------------

これにより、材料一覧の以下あるインディビデュアルは材料項目か材料グループであることが確認できた。もし材料項目だけを取り出したいなら?classをrecp:材料項目と記述すればよいことも分かる。

次に、スキーマの関係を検索する例を示そう。

まずは、料理レシピオントロジーのスキーマを記述しているcooking_recipe.rdfファイルからクラスを取り出してみよう。クラスは次のトリプルとして記述される。

recp:[クラス名]　rdf:type　owl:Class .

次のように問い合わせればよい。ファイル名はt10.rqとする。

#　スキーマからクラスを取り出す
# sparql --data=cooking_recipe.rdf --query=t10.rq
PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
PREFIX fmat: <http://www.onto.org/life/food/material#>
PREFIX recp: <http://www.onto.org/life/food/recipe#>
PREFIX mtsh: <http://www.onto.org/life/food/cookpad_moritosh/>
PREFIX owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
SELECT ?c1
WHERE

{
?c1 rdf:type owl:Class.
}
ORDER BY ?c1

cooking_recipe.rdfはnoteの記事にある。

結果は次のようになる。

----------------
| c1           |
================
| fmat:食材      |
| recp:コツ      |
| recp:ステップ    |
| recp:ヒント     |
| recp:レシピ     |
| recp:作り方（全体） |
| recp:材料グループ  |
| recp:材料一覧    |
| recp:材料項目    |
----------------

次にクラスとプロパティの関係を取り出してみよう。

まずクラスの定義の記述を確認してみよう。cooking_recipe.ttl(タートル形式)のレシピクラスを以下に示す。

:レシピ rdf:type owl:Class ;
     owl:equivalentClass [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :has ;
                           owl:qualifiedCardinality "1"^^xsd:nonNegativeInteger ;
                           owl:onClass :作り方（全体）
                         ] ,
                         [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :has ;
                           owl:qualifiedCardinality "1"^^xsd:nonNegativeInteger ;
                           owl:onClass :材料一覧
                         ] ,
                         [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :title ;
                           owl:someValuesFrom xsd:string
                         ] ,
                         [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :コツ ;
                           owl:qualifiedCardinality "1"^^xsd:nonNegativeInteger ;
                           owl:onDataRange xsd:string
                         ] ,
                         [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :レシピID ;
                           owl:qualifiedCardinality "1"^^xsd:nonNegativeInteger ;
                           owl:onDataRange xsd:string
                         ] ,
                         [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :作者 ;
                           owl:qualifiedCardinality "1"^^xsd:nonNegativeInteger ;
                           owl:onDataRange xsd:string
                         ] ,
                         [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :写真 ;
                           owl:qualifiedCardinality "1"^^xsd:nonNegativeInteger ;
                           owl:onDataRange xsd:string
                         ] ,
                         [ rdf:type owl:Restriction ;
                           owl:onProperty :紹介 ;
                           owl:qualifiedCardinality "1"^^xsd:nonNegativeInteger ;
                           owl:onDataRange xsd:string
                         ] .

述語owl:equivalentClassの後に、鍵括弧 [ ] で、また次の述語が列挙されている。これは無名（匿名）のクラスが内部的にあることを意味する。セマンティック・ウェブの文脈、つまりトリプルとして空ノード(blank node)と呼ぶと、次のような関係があることである。

$\textit{recp:レシピ}$　$\textit{owl:equivalentClass}$　$\textit{blank node}$,
$\textit{blank node}$　$\textit{owl:onProperty}$　$\textit{recp:has}$.

プロパティはowl:onPropertyの目的語である。プロパティの目的語としてはコドメイン（値域）となるのだが、その記述はコドメインが個物ならばowl:onClassで、属性値（データ型のある値）ならばowl:onDataRange、またはowl:someValuesFromである。他にowl:allValuesFrom、owl:hasValueもあるが、このファイルには内容だ。

クラス、空ノード、プロパティ、ドメインの組を取得する問い合わせは次となる。ファイル名はt10.rqとする。

#　クラスとそのプロパティの一覧を取る
# sparql --data=cooking_recipe.rdf --query=t11.rq
PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
PREFIX fmat: <http://www.onto.org/life/food/material#>
PREFIX recp: <http://www.onto.org/life/food/recipe#>
PREFIX mtsh: <http://www.onto.org/life/food/cookpad_moritosh/>
PREFIX owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
PREFIX xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>
SELECT ?c1 ?ec ?prop ?o
WHERE
{
?c1 rdf:type owl:Class.
?c1 owl:equivalentClass ?ec.
?ec owl:onProperty ?prop.
 {
 ?ec owl:onDataRange ?o.
 }
 UNION
 {
 ?ec owl:someValuesFrom ?o.
 }
 UNION
 {
 ?ec owl:onClass ?o.
 }
}
ORDER BY ?c1

結果は次の通りである。

-----------------------------------------------------------
| c1           | ec    | prop              | o            |
===========================================================
| recp:コツ      | _:b0  | recp:text         | xsd:string   |
| recp:ステップ    | _:b1  | recp:title        | xsd:string   |
| recp:ステップ    | _:b2  | recp:has          | recp:コツ      |
| recp:ステップ    | _:b3  | recp:写真           | xsd:string   |
| recp:ステップ    | _:b4  | recp:next_sibling | recp:ステップ    |
| recp:ステップ    | _:b5  | recp:text         | xsd:string   |
| recp:ステップ    | _:b6  | recp:has          | recp:ヒント     |
| recp:ステップ    | _:b7  | recp:first_child  | recp:ステップ    |
| recp:ヒント     | _:b8  | recp:text         | xsd:string   |
| recp:レシピ     | _:b9  | recp:コツ           | xsd:string   |
| recp:レシピ     | _:b10 | recp:has          | recp:作り方（全体） |
| recp:レシピ     | _:b11 | recp:紹介           | xsd:string   |
| recp:レシピ     | _:b12 | recp:写真           | xsd:string   |
| recp:レシピ     | _:b13 | recp:has          | recp:材料一覧    |
| recp:レシピ     | _:b14 | recp:作者           | xsd:string   |
| recp:レシピ     | _:b15 | recp:レシピID        | xsd:string   |
| recp:レシピ     | _:b16 | recp:title        | xsd:string   |
| recp:作り方（全体） | _:b17 | recp:head         | recp:ステップ    |
| recp:材料グループ  | _:b18 | recp:has          | recp:材料項目    |
| recp:材料グループ  | _:b19 | recp:name         | xsd:string   |
| recp:材料グループ  | _:b20 | recp:has          | recp:材料グループ  |
| recp:材料一覧    | _:b21 | recp:has          | recp:材料項目    |
| recp:材料一覧    | _:b22 | recp:分量           | xsd:string   |
| recp:材料一覧    | _:b23 | recp:has          | recp:材料グループ  |
| recp:材料項目    | _:b24 | recp:ref_mat      | fmat:食材      |
| recp:材料項目    | _:b25 | recp:数量           | xsd:string   |
| recp:材料項目    | _:b26 | recp:単位           | xsd:string   |
| recp:材料項目    | _:b27 | recp:補足           | xsd:string   |
-----------------------------------------------------------

ＳＰＡＲＱＬの検索対象はインディビデュアルでもクラスでもよいのだ。つまりＯＷＬオントロジー言語で、トリプルとして記述されているものが検索対象なのであった。

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