Outils pour faciliter l’évolution d’une ontologie

Dans cette section, nous présentons différents outils pour gérer l’évolution d’une onto- logie. Notre but n’est pas de remettre en question ces outils ou les étapes d’évolution d’une ontologie mais plutôt de voir ce qui a été automatisé dans les outils pour assister l’évolution d’une ontologie.

Le Framework KAON

Le Framework KAON15 [Maedche et al., 2003] [Stojanovic, 2004] a été proposé à l’Uni-

versité de Karlsruhe. Il s’agit d’une plateforme pour gérer les ontologies. Il intègre en plus un ensemble d’outils pour gérer l’évolution d’ontologies selon l’approche de [Stojanovic, 2004]. Le système d’évolution d’ontologies KAON Ontology Evolution [Stojanovic, 2004] guide la formulation des besoins de changement en suggérant des améliorations de l’ontologie. Il offre une suite d’outils pour éditer des changements, vérifier la consistance de l’ontologie et créer des stratégies d’évolution personnalisées. Dans KAON l’ontologie est représentée formellement à l’aide d’un langage propre à KAON et plus récemment à l’aide de OWL. KAON enregistre dans un journal tous les changements apportés à l’ontologie permettant ainsi à l’utilisateur d’annuler les changements.

Gestion des versions d’une ontologie : ONTOVIEW

Lors du processus d’évolution d’ontologie, l’ontologie doit rester cohérente avec d’autres éléments qui en dépendent (ontologies, annotations, applications, etc.). L’ontologie doit aussi être en cohérence avec plusieurs de ses versions lorsqu’elle est modifiée par plusieurs personnes. Ces besoins sont traités à l’aide d’un mécanisme de gestion de versions. La ges- tion des versions d’une ontologie est réalisée à l’aide du framework ONTOVIEW [Klein, 2004]. Ce framework intègre une ontologie d’opérations de changement en OWL et un lan- gage de spécification de changement basé sur RDF permettant d’expliciter les relations sé- mantiques qui existent entre les éléments de deux versions d’une ontologie et ainsi per- mettre de détecter les changements qui se sont produits lors de l’évolution, les informations sur les modifications (telles que leur durée de validité), devant être maintenues sous forme de métadonnées. La visualisation des liens entre versions d’ontologies est réalisée au travers de l’outil PROMPTDIFF [Noy et al., 2004]. Pour qu’une application continue à utiliser et à accéder à une ontologie, [Klein et Fensel, 2001] ont défini des règles de nommage de chaque version d’une ontologie. Ces règles permettent à l’application d’accéder à la bonne version d’une ontologie en fonction de la requête formulée par un utilisateur.

Gestion des évolutions d’un Web Sémantique d’entreprise : CoSWEM

[Luong, 2007] propose une approche de gestion d’évolution d’un Web Sémantique d’En- treprise (WSE). Luong s’intéresse à la gestion des évolutions de l’ontologie, au maintien de sa cohérence et à la propagation des changements aux annotations sémantiques dépendant de cette ontologie. Pour cela, [Luong, 2007] propose l’outil CoSWEM (Corporate Semantic Web Evolution Management). L’outil comporte trois composants.

Un premier composant "utilisateur" gère l’interaction des utilisateurs avec le système via la notion de rôle. Un deuxième composant intermédiaire (éditeur ECCO) permet aux utili- sateurs d’accéder aux ontologies et aux annotations et d’exprimer leurs besoins de change- ment à l’aide d’une taxonomie de changement. Un troisième composant comporte un mo- dule d’évolution d’ontologie, un module d’évolution des annotations et un journal d’évo-

lutions. Du côté de l’ontologie, ce dernier composant permet à l’utilisateur de comparer les différences entre deux versions d’une ontologie (visualiser les changements effectués entre deux versions de l’ontologie ainsi que les éléments affectés par les changements) et de déterminer quelles sont les annotations sémantiques impactées par les changements. Du point de vue de l’annotation sémantique, le composant d’évolution de CoSWEM aide à la résolution de deux tâches importantes : (i) la détection des incohérences générées sur les annotations sémantiques à cause des modifications de l’ontologie de base et (ii) la correc- tion de ces annotations sémantiques incohérentes en vue d’assurer la cohérence globale du système de gestion des connaissances. Ces tâches sont réalisées de manière automatique ou semi-automatique avec l’aide de l’utilisateur (soit l’ontographe soit l’annotateur).

Le système de gestion des évolutions d’une ontologie de [Rogozan, 2008]

[Rogozan, 2008] s’inspire des travaux de [Klein, 2004] et [Stojanovic, 2004] pour proposer une approche et un outil pour gérer l’évolution d’ontologies et la gestion des versions d’une ontologie. L’approche proposée se compose de deux grandes phases : une phase d’évolution et une phase de mise en opération de l’évolution. L’auteur étend la taxonomie de change- ment de [Klein, 2004] et de [Stojanovic, 2004] par d’autres actions de changements et d’autres caractéristiques aux changements : (a) une typologie des changements complexes ; (b) une description des effets de changements sur le référencement sémantique ; (c) une clarification de la terminologie utilisée pour caractériser la complexité d’un changement.

Pour mettre en œuvre cette approche, [Rogozan, 2008] propose un outil composé de deux modules : le ChangeHistoryBuilder (CHB) et le SemanticAnnotationModifier (SAM).

– ChangeHistoryBuilder (CHB) : Le module CHB possède deux fonctionnalités de base. La première consiste à gérer un journal des changements, lors de la phase d’évolu- tion de l’ontologie. Pour communiquer avec divers éditeurs d’ontologies, le CHB leur procure un modèle de métadonnées que ces éditeurs peuvent utiliser pour capter les changements de manière standardisée et sémantiquement riche. La deuxième fonc- tionnalité est celle de récupérer la trace des changements, d’extraire les changements et de les présenter à l’utilisateur. Cette présentation peut être accompagnée d’une ana- lyse des effets de changements sur le référencement sémantique de ressources, fournie par le module SAM, avec lequel le CHB peut communiquer.

– SemanticAnnotationModifier (SAM) : Le module SAM permet de gérer la propagation des changements aux éléments dépendants de l’ontologie. Le module SAM permet à l’utilisateur de (i)) visualiser et de comprendre si un certain changement engendre une perte d’accès aux ressources référencées par l’ontologie modifiée ou s’il conduit à une modification de l’interprétation de ces ressources ; (ii) être guidé lors du processus de mise à jour du référencement afin que toutes les ressources restent accessibles et correctement décrites via la nouvelle version de l’ontologie.

Onto-Evoal (Ontology Evolution-Evaluation)

[Djedidi, 2009] propose une approche et un prototype d’évolution nommé Onto-Evoal

proche, l’application d’un changement entraine tout d’abord la vérification de la consistance de l’ontologie. Ensuite, la qualité de l’ontologie est évaluée. Si la qualité est améliorée (ou préservée), alors le changement peut être validé directement. Dans le cas contraire, l’expert intervient pour juger le changement. [Djedidi, 2009] veut ainsi minimiser la dépendance vis-à-vis de l’expert et automatiser la phase de validation de changement [Djedidi et al.,

2007]. Dans Onto-Evoal, l’étape de validation des changements est menée en quatre phases

[Djedidi et Aufaure, 2008] : détection des inconsistances, proposition d’alternatives de ré- solution, évaluation de la qualité et application et validation finale des changements. Un modèle de qualité de l’ontologie est défini et appliqué pour évaluer l’impact des alterna- tives de résolution proposées sur la qualité [Djedidi et al., 2007] et guider ainsi la résolution des inconsistances tout en minimisant la dépendance à l’expert. Ce modèle de qualité est re- présenté par 12 métriques quantitatives (nombre moyens de relations par concepts, nombre de concepts racines, profondeur moyenne d’une hiérarchie, etc.). L’évaluation de la qualité permet ainsi de choisir automatiquement l’alternative préservant la qualité de l’ontologie ou l’améliorant.

EvOnto : Outil d’évolution des Ressources Termino-Ontologiques pour les annotations

[Tissaoui et al., 2011] propose EvOnto (Evolution d’Ontologie) une méthode et un logiciel de gestion de changement pour une RTO servant à l’annotation sémantique de documents textuels. L’étude des documents textuels et des connaissances du domaine déclenche l’évo- lution d’une RTO et propage les modifications aux annotations de ces documents. Deux conditions peuvent déclencher l’évolution d’une RTO. (1) L’évolution des connaissances du domaine et la décision de l’ontographe de les intégrer dans la RTO ; (2) L’évaluation de la qualité des annotations sémantiques de nouveaux documents textuels. EvOnto s’inspire des travaux de [Stojanovic, 2004] et étend l’ontologie des changements élémentaires et compo- sés aux termes (ajout, suppression et modification d’un terme, etc.). Enfin, un ensemble de stratégies de résolutions de changements sert à maintenir la cohérence au sein de la RTO et la cohérence entre la RTO et les annotations.