利用jenaAPI查询家族本体(学习jena的实例)

6/6利用jenａＡPI查询ＯＷL本体（可以作为学习本体和jena接口的一个经典实例）2００8—05-10１5：12

最近在学习本体和语义网.学习了OWL，也尝试着用了一下ｊenaAＰI对OWＬ本体进行查询。１.本体简介

“本体”这个术语来自于哲学,它是研究世界上的各种实体以及他们是怎么关联的科学。本体是对应用领域概念化的显示的解释说明,为某领域提供了一个共享通用的理解，从而无论是人还是应用系统之间都能够有效地进行语义上的理解和通讯。stｕder认为，本体是：“共享概念模型的明确的形式化规范说明”.这包括了4层含义：ﻫ概念化（conｃeｐtualizaｔiｏn)ﻫ通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到的模型,其表示的含义独立于具体的环境状态

明确（exｐliｃit)

所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义ﻫ形式化（ｆｏrmａl)

本体应是计算机可读的.

共享（shａrｅ）

知识本体中体现的是共同认可的知识，反映的是相关领域中公认的概念集,它所针对的是团体而不是个体。本体的目标是捕获相关的领域的知识,提供对该领域知识的共同理解,确定该陋域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇和词汇之间相互关系的明确定义。2。ＯWL简介

200３年7月Ｗ３C公布了OＷLWebonｔoloｇy语言的最初工作草案,2００4年2月10日，OWL正式成为Ｗ3Ｃ推荐的标准.OWL和DＡMＬ+OＩL非常相近，只有一些微小的变化.DAML+OIL和ＯWL的语义都基于描述逻辑（ｄesｃriptiｏnlogｉc，DL).OWL作为Ｗ3C推荐的标准本体表示语言,它的最大特点是关联描述逻辑，通过对概念、概念属性及其相互间关系的描述，构成概念的复杂关系网络，这就意味着描述逻辑推理机可以推理ＯWL本体。OWL有3个表达能力递增的子语言：OWLLｉte,ＯWLDL，OWＬFull［２0］。OWLLite提供了类层次的能力和简单的约束能力,支持基数为0或1的基数约束，包括6个类别的语言构造子。OWLDＬ在保持计算完整性（ｃomｐｕｔatｉoｎａlcｏｍplｅｔeness）和可判定性(deｃidabiｌity）的前提下，提供了尽可能大的表达能力,包含了OＷL的全部语言构造成分，但他们的使用受到一些限制（如一个类可以是许多类的子类,但不能是另一个类的实例)。描述逻辑是ＯWL的形式化基础,OＷＬＤＬ的主要扩充是增加了布尔逻辑运算操作.OWLFｕll包含OWL的全部语言构造成分并取消了OWＬDL的限制，在ＯWＬFull中一个类可以看成个体的集合,也可以看成是一个个体。由于ＯWＬFulｌ取消了OWLDL中的保证可计算的某些限制，在没有计算保证的语法自由的RＤF上进行最大程度表达，允许一个Ｏｎtology在预定义的(ＲDF、OＷL)词汇表上增加词汇，从而任何推理软件均不能支持OＷLＦUＬL的所有特点,因此不存在完整的推理算法支持OＷLFulｌ的全部特性。OWL通过对概念、概念属性及其相互间关系的描述，构成概念的复杂关系网络。

3．jena简介

jena是惠普公司的一个项目,ｊena为应用程序开发人员提供了一套javａ接口对本体进行操作。这样我们就可以调用jｅｎaAPI，构建我们自己的应用程序，实现对包括RDF，OＷL本体进行创建,修改，查询以及推理操作。

这是一个用OWＬ语言开发的家族本体。这是本体的数据文件下面是利用jenａAPI对查询某个人的爸爸，妈妈,兄弟,姐妹,爷爷，祖先和后代.．.．.ｐublｉcclａssSeaｒchFamily{

ｐrivatｅｆiｎalsｔatｉcStrinｇＦＡTHＥR=”fａther";ﻫprivaｔeｆｉnaｌsｔaticStrｉnｇＭOTHＥR=＂mother”;ﻫprivatefiｎalstatｉcSｔringDAＵGＨTER=”dauｇhtｅｒ”;ﻫpｒivaｔefinalstatiｃＳｔriｎgSＯＮ="soｎ”；

ｐrivatｅfｉnalstaｔicStringＳISTＥＲ＝”siｓｔer";

privatefiｎalsｔａtｉｃStrｉｎgＢROTHEＲ=＂brother";

privatｅfinalstatiｃStrｉｎｇANＣESTＯR＝”ancｅstｏr”;

privatefinalstaticＳtriｎgOFFSPRＩNG="ofｆＳprｉｎg”；ﻫpｒivaｔｅfiｎaｌsｔatiｃStｒingGRANDPA=”grandPａ＂；ﻫprivatefinalｓｔａticSｔｒingｒulｅPatｈ=＂E：＼＼pｒogramming\\workspace\\OWＬTest\\WebRooｔ\\WEＢ—IＮF\\family。rｕles”；ﻫ

privaｔefiｎalstaticＳtｒingpre="＃";ﻫｐuｂlｉcfinａlｓtatiｃStriｎg”Ｅ：\\programming＼\wｏrkspａce\\OWＬTest\\WebＲoot＼\ＷEＢ-ＩＮF\\ｆａmilySchｅｍa。xml”；

ｐubｌicfiｎaｌsｔaｔicSｔrｉng＂E：\\progｒaｍminｇ\\wｏrｋspａｃｅ\＼OWLTｅｓt\\WebＲoｏt\\ＷEＢ—INF\\famｉlyData.xml＂；ﻫ/＊下面的方法，接受一个人的名字，然后构造出spａrql语句*／ﻫpublicsｔａticStringgetＳeａｒchＳtrinｇ（StrｉnｇkeyWｏrds){ﻫ

ＳtringBｕffeｒsb＝nｅwStｒｉngＢuffer（”ＰREＦIXfa：〈#〉”＋ﻫ

"PREFIXrｄfs:<＃>”+

＂PＲＥFIＸrdf：〈＃>”

）;ﻫ

sb.ａppenｄ（”SEＬEＣT?fａtｈer？moｔｈer?son？dauｇｈｔeｒ?sisteｒ？brotheｒ?aｎcｅstor？oｆfＳprinｇ？grａｎdPa”）;ﻫ

ｓｂ．append（＂ＷHERE{”);ﻫ

ﻫ

sb。ａpｐend(＂OＰTIONＡＬ{”)；ﻫ

ｓb．append(keyWoｒds+”ｆa:hasFather?father"）；ﻫ

sb．append("｝.”);

sb.aｐｐend("OPＴＩOＮAL{”);ﻫ

ｓb。append(ｋeyWｏｒds＋”fa：hａsＭothｅr？moｔheｒ”）；ﻫ

sｂ。apｐeｎd(”｝。＂);

sｂ。apｐｅnd("OＰTＩOＮAL｛")；

sb。appｅnd（kｅyWordｓ+"fａ:hasSoｎ?sｏn”）；ﻫ

sｂ.ａpｐenｄ("｝.”);

sb.ａｐpend(”OPTIOＮＡＬ｛”）；

sb.aｐｐend（kｅyWｏrds＋"fa：hasＤaugｈｔｅr？dａｕghter")；

sｂ．appeｎd(”}.");

sb.ａppeｎｄ(”OPＴIONAL{＂）;

sb．appenｄ（ｋeyWoｒds＋"ｆａ：haｓSisｔｅr？sister＂）;ﻫ

ｓb.apｐend(”｝.＂);ﻫ

sb．append(”ＯPTIOＮAL{＂）;

ｓb。ａｐpｅｎｄ(keyＷoｒds+”fa:haｓＢrｏtｈer？bｒotｈer＂)；ﻫ

ｓb．append（"}．")；ﻫ

sｂ.aｐpeｎｄ("OＰTIONＡL{"）；ﻫ

sb。aｐｐend(keyWords+＂fa:ｈasAnｃestｏr？ａnｃｅsｔor”)；

sb。apｐend（"}。”）；ﻫ

sb。appeｎd(”ＯPTIONＡL{");ﻫ

ｓｂ.aｐｐend(keｙＷords+"fa：hasOfｆSｐｒiｎg？offSｐrｉnｇ"）；ﻫ

sb。appenｄ(”}.”）;

sｂ.appenｄ（＂OPＴIONAL{"）；ﻫ

sb.aｐpend(keyＷoｒｄs+”fa：ｈasGrandＰa?grandPa＂)；

ｓb。appｅｎd（"｝＂）；ﻫﻫ

sb.appeｎd(＂｝"）；

Sysｔem。oｕt.pｒintlｎ（sb）；

ｒｅturｎsb.toSｔring();ﻫ}ｐublicstａtｉcMapｇetRｅsultsLｉｓt(ＳtrｉngｋeyWorｄs,Sｔｒｉnｇrｕle)｛ﻫ

ﻫ

/／Ｍodeｌｍ=geｔModel（,）;／/没有使用家族规则

ﻫ

ﻫ

ｉf（ｒule==nｕll）rulｅ＝ruｌｅＰａth；ﻫ

Mｏdelｒm=getＭoｄｅlByRuleｓ（,，ｒulｅ);／/使用了家族规则

ＳtringｓeaｒchＳtrinｇ=getSｅaｒｃhStriｎg（"fａ:”+kｅyWｏｒds）;ﻫ

ﻫ

Ｍapｍap=ｇetＲesuｌｔｓLｉｓt（searｃhStrinｇ，rｍ）；ﻫ

ﻫ

ﻫ

returnmａp；ﻫ

}

pｕblicstaticMｏdelｇetＭodel（Sｔｒinｇ）{

fm=（);ﻫ

Mｏdelscheｍa＝fm.loadMｏdel（）；ﻫ

Ｍoｄeldａta=fm。loａdＭodel();

ﻫ

Ｒｅasonｅrreasｏner=ReａsoｎerRｅｇistｒy．geｔOWLReasoｎｅr（）;

rｅasoner=reasonｅr．bｉndＳchｅma（schemａ）；ﻫ

InfModelm=ModelFａctoｒｙ。cｒeａｔｅInfModel（ｒeaｓoner，dａta);ﻫ

ﻫ

OnｔModeloｍ=ModelFａｃtory．ｃｒeａtｅOntｏloｇｙＭodｅl（OｎｔModelSｐec。ＯWL_MEM,ｍ）;ﻫ

retuｒnｏm；ﻫ｝ﻫ／＊*根据ruｌｅ，构建model对象＊／ﻫpuｂlicsｔａｔicＭodelgetＭodelByRｕles（SｔｒingｒｕlePath）{ﻫ

fm＝（）；ﻫ

Modelｓchｅmａ=fｍ。loadＭｏdel（);

Ｍodｅlｄatａ=fm.ｌoadMｏdｅl(）;

//设置新的领域规则

Listｒuleｓ＝Rｕｌe．ruｌesFrｏmURL（rulePａth）;

ﻫ

GenerｉcＲuｌeReasoneｒｒea=neｗGｅneｒicRuｌeReaｓonｅr（ruｌｅs)；

rea.seｔOＷＬＴranslaｔion（true）；

／/notneedeｄiｎRDＦＳcase

rｅａ．seｔTransitiｖeCｌosureCａchiｎg（trｕｅ）;

rea=（GｅnerｉcＲuleReasoner)rｅa。ｂｉｎdScheｍa（scheｍa）;

ﻫ

IｎfModeｌｍ=ModelＦactory.ｃrｅaｔｅＩnfMｏdeｌ（ｒｅａ，ｄata);

ﻫ

OntMoｄeloｍ=MoｄelFactory。createOｎｔolｏgyＭodel（ＯｎtＭodelSpec.OＷL_MEＭ，m）;ﻫ

retｕrｎom；ﻫ}

pｒｉvaｔestaticMａｐgetRｅｓultｓLiｓt(StｒingsearchSｔriｎg，Mｏdelｍodｅl)｛ﻫ

Ｑueryｑ=QuerｙFactory．create（sｅarｃhSｔring)；

QｕｅryＥxecutｉｏｎqe＝ＱueryEｘｅcｕtionＦａcｔory．create(q，modeｌ）;

ResultSetrs=qe．execSeｌect()；//执行查询

Syｓteｍ.ｏｕt。prｉnｔln（"rs.geｔReauｌｔＶａrs－—"+ｒs。getRｅｓultVａrs（））；

ＱuerySｏlutionqs；

RDＦNodefather,mｏther，ｓｏn，ｄaughtｅr，ｓister,ancｅstor，offＳpring，bｒｏtｈer，ｇrandPa;ﻫ

Ｍａp〈Sｔring,Set<RDFＮode〉〉map=newHａｓhMap〈Ｓtring，Set<RＤFNode>＞（);

Seｔ＜RＤFＮodｅ>faｔhｅｒ_=neｗHasｈＳｅt〈RDＦNoｄe〉(）;

Seｔ<RＤFNoｄe＞mｏtｈeｒ_=newＨasｈＳet<RDFNode＞(）;ﻫ

Set<ＲDFNodｅ＞son_=newHashSｅｔ〈ＲDFNode〉（）；ﻫ

Set<ＲDＦNｏde>ｓisteｒ_=nｅwＨaｓhSｅｔ＜RDＦNode>()；

Seｔ〈RDＦNoｄe〉ａnｃesｔor＿=newHaｓhＳet＜RDFNｏde〉();

Seｔ<RDＦＮoｄe>offSprｉng_=ｎewHaｓhSeｔ＜RDＦＮodｅ>(）；ﻫ

Sｅｔ〈RDFNｏde＞ｂｒｏther_=newHashSｅt〈RDFＮｏｄe〉（）；

Set＜RDＦNoｄｅ>ｄauｇhｔer_=neｗHashSet＜RＤFNoｄｅ＞();ﻫ

Ｓｅt＜RDＦＮｏｄe〉gｒaｎdPａ＿=nｅwＨaｓhSeｔ〈ＲＤFＮoｄe>（);ﻫ

ﻫ

ｗhile（rs.ｈasNext（）)｛ﻫ

qｓ＝rｓ.nextＳoｌution();

fatheｒ=qs.ｇeｔ（FAＴHEＲ);

moｔher=ｑｓ.get(ＭOTHEＲ）;ﻫ

ｓon=qｓ．get（ＳＯN)；

ｄaugｈter=qs.get（ＤAUGHＴEＲ）;ﻫ

sister＝qs．geｔ（SISＴER）；

anｃｅsｔor=qs.get（ＡNCEＳＴOR)；ﻫ

oｆｆSｐｒinｇ＝qs。ｇet（OFFＳＰRIＮG）；ﻫ

brｏtheｒ＝qs．ｇet（BROＴHER）;ﻫ

grandＰa=qｓ。ｇet（GRＡNＤPＡ）；ﻫ

ﻫ

if（fatheｒ!＝null)

fａtｈeｒ＿.ａdｄ(fａｔher）;

ｉf(ｍｏtｈer!＝ｎulｌ)

mothｅr_。add（moｔｈeｒ);ﻫ

if（sｏn!=nulｌ）

sｏn_.aｄd（son)；ﻫ

if（dａughter!＝ｎｕll)

dauｇhｔeｒ_．aｄｄ(ｄaugｈter）；

ｉf（ｓisｔer!=null)ﻫ

sister_。add(siｓter)；ﻫ

ｉf(anｃeｓtor!=null)

ａncestor_.aｄｄ（ancｅsｔｏr)；

iｆ（offSｐrinｇ!＝null）

offSpｒｉng＿．adｄ（ofｆSｐring）；ﻫ

ｉf（brother!＝nuｌl）ﻫ

broｔhｅr_。ａｄd(ｂrｏtｈer);

if(gｒandＰa！=null）

grａnｄＰａ＿.aｄd(ｇrａndＰａ)；ﻫ

ﻫ

ﻫ

ﻫ

}

map．put（FATHEＲ,ｆａｔhｅr_）；

maｐ．pｕｔ（ＭOTHEＲ，ｍother_）；

ｍａｐ．pｕt（SＯN，sｏn_）；ﻫ

ｍａｐ。puｔ（SISTEＲ,sister_）；ﻫ

map。put（BROTＨER,bｒother_);ﻫ

mａp.ｐuｔ（AＮＣESＴOR，ancestｏr_);ﻫ

map.put(DAUGHＴER,daughｔeｒ_);ﻫ

map。ｐut（ＯFFSPRING,ofｆSpring_）；ﻫ

mａｐ.puｔ（GＲAＮDPＡ，grａｎdPa_）;

ﻫ

／/RｅsｕltSetＦormaｔter。oｕｔ（Ｓｙstem。out，ｒｓ,ｑ）；ﻫ

ｑe．cloｓe（）；

ｒeturnmaｐ；

ﻫ

}ﻫpublicstatｉcvoidprint（Map＜String，Seｔ＜ＲDＦNode>〉mａp）｛ﻫSet<Ｓtｒiｎｇ＞keys＝mａp.keｙＳet(）;

Iteraｔｏr<Strｉng＞kｅyi=ｋｅys。iterａtor（）；ﻫSｔｒingkey;ﻫSet<RDFNode〉ｌ；ﻫIteｒator〈RDFNode>ｉ;ﻫＲDFＮoｄｅｒ;

ｗhile(keyi。ｈasNexｔ（)）｛

ｋey=kｅyi.nexｔ（）;

Ｓyｓteｍ．ouｔ.prｉntｌn（key+＂－—－—:＂)；

ｌ=map.get(key）；

i＝ｌ.iteraｔｏr（);

ｗｈile(i。ｈaｓＮexｔ（））{

r＝i。ｎexｔ（）；

if(ｒ。isResource())｛ﻫ

Ｓyｓｔem.ｏut。ｐｒiｎt（（(Resｏurce）r)。getLocａlＮa