Scénario d’une ontologie partagée

Dans ce scénario, chaque source définit ses besoins en utilisant les termes et concepts d’une ontologie locale (conceptuelle et linguistique). Ces ontologies référencent une ontologie parta-gée supposée pré-existante. Ce scénario s’appuie sur plusieurs hypothèses que nous détaillons dans ce qui suit.

4.1.1 Hypothèse 1

Nous considérons l’existence d’une ontologie conceptuelle de domaine (OC) qui définit le domaine d’intérêt de l’entrepôt. L’hypothèse d’existence d’une ontologie de domaine partagée

est affaiblie par le développement de plusieurs grandes ontologies dans divers domaines tels que

l’industrie, la médecine, l’écologie, etc.

Nous commençons par rappeler la formalisation d’une ontologie conceptuelle (cf. chapitre 2, section 4.4) .

Formalisation 1

OC :< C, R, Re f (C), Re f (R), F >, avec:

– C: les classes de l’ontologie conceptuelle.

– R: les rôles de l’ontologie locale i de la source Sicorrespondant exactement aux rôles

4. Approche de construction de l’ontologie intégrante – Re f (C): est une fonction qui associe à chaque classe un opérateur (inclusion ou

équi-valence) et une expression Exp sur d’autres classes et des propriétés. – Re f (R): est une fonction qui associe à chaque rôle sa définition. – F : le formalisme de l’ontologie comme OWL, RDF ou PLIB.

Notons que, dans cette définition, nous nous intéressons au schéma de l’ontologie. Les ins-tances ontologiques sont stockées au niveau des ontologie locales des sources.

Dans ce scénario, chaque concepteur d’une source de besoins construit son ontologie locale en utilisant les termes et concepts de l’ontologie partagée lors de l’expression des besoins.

Ce scénario implique l’extraction de l’ontologie locale correspondante à chaque source à

partir de l’ontologie partagée. L’extraction d’ontologies locales s’effectue par projection des

besoins de la source sur l’ontologie partagée : OL= QBesoins(OP) avec OL ⊆ OP.

Dans le cas où les besoins des sources sont bien spécifiés, ceux-ci doivent contenir tous les concepts et propriétés nécessaires et manipulés par le système en question et appartenant à l’univers du discours (voir figure 4.2). Ces besoins sont formalisés en utilisant un langage de modélisation donné. Dans ce chapitre, nous nous intéressons uniquement à la partie on-tologique. Nous considérerons l’intégration des langages de modélisation dans les prochains chapitres.

Afin d’assurer la complétude et la cohérence des ontologies locales extraites au niveau des sources à partir de l’ontologie partagée, nous avons utilisé une méthode de modularité. Une méthode de modularité se décompose en trois étapes: (1) projection des besoins d’une source sur l’ontologie partagée, (2) extraction du fragment ontologique annoté par les besoins de la source, et (3) construction de l’ontologie locale propre à une source. Rappelons que plusieurs méthodes de modularité ontologiques existent dans la littérature selon le langage ontologique utilisé (comme les opérateurs de modularité OWL ou l’opérateur Case-Of pour le langage PLIB [120]).

Figure 4.2 – Les étapes d’extraction de l’ontologie locale à partir de l’ontologie partagée [27]

Plusieurs scénarios d’extraction des ontologies locales à partir de l’ontologie partagée sont possibles :

1. OL ≡ OP : les concepts et propriétés de l’ontologie conceptuelle partagée (OP) corres-pondent exactement aux attentes des concepteurs (voir l’exemple dans la Figure 4.3). L’étape

d’expression des besoins au niveau des sources en termes de classes (COLi), de propriétés (ROLi)

et des fonctions (Re f (C)OLi,Re f (R)OLi) coïncide exactement avec les composantes de

l’ontolo-gie partagée. En d’autres termes, la description de l’ontolol’ontolo-gie locale correspond à la description de OP.

Figure 4.3 – Exemple d’extraction d’une ontologie locale équivalente à l’ontologie partagée

Formalisation 2

OL_i :< COLi, ROLi, Re f (C)OLi, Re f (R)OLi, FOLi>, avec:

– COLi ≡ COP: les classes de l’ontologie locale i de la source Si correspondant

exacte-ment aux classes de l’OP.

– ROLi ≡ ROP: les rôles de l’ontologie locale i de la source Sicorrespondant exactement

aux rôles de l’OP.

– Re f (C)OLi ≡ Re f (C)OP: les fonctions sur les classes de l’ontologie locale i de la source

Si correspondant exactement aux fonctions sur les classes de l’OP.

– Re f (R)OLi≡ Re f (R)OP: Les fonctions sur les rôles de l’ontologie locale i de la source

Si correspondant exactement aux fonctions sur les rôles de OP.

2. OL ⊂ OP : les concepts et propriétés de l’ontologie locale i sont extraits à partir de l’ontologie partagée et couvrent tous les attentes des utilisateurs (voir l’exemple dans la Figure 4.4). En d’autres termes, la spécification des besoins par les concepts ontologiques représente un fragment de l’ontologie partagée. Ainsi, OL ⊂ OP signifie que:

Formalisation 3

OL_i :< COLi, ROLi, Re f (C)OLi, Re f (R)OLi, FOLi>, avec :

4. Approche de construction de l’ontologie intégrante

Figure 4.4 – Exemple d’extraction d’une ontologie locale incluse à l’ontologie partagée.

sur les classes de l’OP.

– ROLi ⊂ ROP : les rôles de l’ontologie locale i de la source Si représentant un fragment

sur les rôles de l’OP.

– Re f (C)OLi ⊂ Re f (C)OP : les fonctions sur les classes de l’ontologie locale i de la

source Si représente un fragment sur les fonctions sur les classes de l’OP.

– Re f (R)OLi ⊂ Re f (R)OP : les fonctions sur les rôles de l’ontologie locale i de la source

Sireprésentant un fragment sur les fonctions sur les fonctions sur les rôles de l’OP.

3. OL ⊃ OP : le sous-ensemble de concepts (classes et propriétés) qui sont extraits à partir de l’ontologie partagée ne couvre pas toutes les attentes utilisateurs. Ce sous-ensemble nécessite d’être étendu et spécialisé pour répondre aux objectifs applicatifs spécifiques des utilisateurs (voir l’exemple dans la Figure 4.5). Afin de garder le reférencement avec l’ontologie partagée, l’extension de l’ontologie locale se fait uniquement par spécialisation des classes et propriétés (relation de subsomption) ou par leur renommage. Le renommage n’influe pas sur la définition de l’ontologie locale i car chaque concept de l’ontologie locale i est associé à un identifiant unique et le référencement entre l’ontologie locale et partagée se fait via les identifiants. Ainsi, la relation OL ⊃ OP signifie que :

Formalisation 4

OL_i :< COLi, ROLi, Re f (C)OLi, Re f (R)OLi, FOLi >, avec :

– COLi ⊃ COP: un sous-ensemble des classes de l’ontologie locale i de la source Si

est extrait de l’ontologie partagée et l’autre sous-ensemble est défini pour étendre l’ontologie locale par l’ajout de nouvelles classes (par relation de subsomption).

Figure 4.5 – Exemple d’extraction d’une ontologie locale qui englobe l’ontologie partagée

Si est extrait de l’ontologie partagé et l’autre sous-ensemble est défini pour étendre

l’ontologie locale par l’ajout de nouvelles propriétés (par relation de subsomption).

– Re f (C)OLi ⊇ Re f (C)OP: un sous-ensemble des fonctions sur les classes de l’ontologie

locale i de la source Siest extrait de l’ontologie partagée et l’autre sous-ensemble est

défini pour les concepts qui étendent l’ontologie locale.

– Re f (R)OLi⊇ Re f (R)OP: un sous-ensemble des fonctions sur les propriétés de

l’ontolo-gie locale i de la source Si est extrait de l’ontologie partagée et l’autre sous-ensemble

est défini pour les rôles qui étendent l’ontologie locale.

4.1.2 Hypothèse 2

La deuxième hypothèse porte sur l’existence d’une ontologie linguistique multilingue (OL)

qui définit de manière consensuelle tous les termes utilisés par les différents partenaires sources

participant au système. Ces partenaires peuvent être de différentes origines et peuvent donc

utiliser des langues différentes (Anglais, Français, Espagnol, etc.) dans l’expression de leurs

besoins locaux.

Dans ce scénario, le vocabulaire est uniformisé par le donneur d’ordre. Une seule ontologie

linguistique/multilingue est utilisée par tous les partenaires (sources) afin de définir tous les

termes utilisés dans l’expression des besoins au niveau des sources. Cette ontologie linguistique permet par la suite d’extraire les relations lexicales entre les termes telles que les synonymes, les antonymes, etc. Ainsi, chaque concept utilisé dans l’expression d’un besoin est extrait à partir de

4. Approche de construction de l’ontologie intégrante l’ontologie conceptuelle partagée, qui elle-même utilise les termes de l’ontologie linguistique partagée. Nous rappelons que chaque concept de l’ontologie conceptuelle peut être associé à un ou plusieurs termes (voir la section cf.4.2 du chapitre 2) comme illustré dans l’exemple de la figure 4.6.

L’élaboration des termes/concepts de l’ontologie locale peut se faire en commençant par

la sélection des concepts de l’ontologie conceptuelle qui référence un ou plusieurs termes de l’ontologie linguistique, ou en sélectionnant les termes de l’ontologie linguistique qui référence un concept de l’ontologie conceptuelle partagée. L’extraction de l’ontologie linguistique se fait simplement par extraction des termes et relations lexicales nécessaires à l’expression des be-soins locaux.

Figure 4.6 – Liaisons entre la couche linguistique et conceptuelle dans le modèle en oignon

Les deux couches ontologiques servent ainsi de vocabulaire précis et partagé pour définir la sémantique des besoins à l’aide de concepts et de termes consensuels et référençables.

Dans ce scénario d’ontologie partagée, les mappings sont définis dès la création des on-tologies locales. L’ontologie intégrante est dans ce cas soit exactement similaire à l’ontologie partagée, soit définie comme un fragment de cette ontologie.