Les ontologies tendent à intégrer le cœur de tout système d'information. Les domaines évoluant sans cesse, les ontologies doivent elles même pouvoir s'adapter. Dans ce contexte, l'article propose la formalisation du concept d'adaptation basée sur les grammaires de graphes, ce qui permet notamment de gérer les changements des ontologies et de définir une approche à priori de résolution des incohérences susceptibles d'être générées. Comme application, l'article considère l'ontologie EventCCAlps développée dans le cadre du projet européen CCAlps.

1. Introduction M´ethode Application Conclusion
Adaptation consistante d’ontologies `a l’aide des
grammaires de graphes
Mariem MAHFOUDH, Laurent THIRY, Germain FORESTIER
et Michel HASSENFORDER
{mariem.mahfoudh, laurent.thiry, germain.forestier, michel.hassenforder}@uha.fr
UHA–MIPS, EA 2332 /ENSISA, 12 rue des Fr`eres Lumi`ere
68093 Mulhouse Cedex, France
24 `eme journ´ees francophones d’ing´enierie des connaissances,
Lille, 4 Juillet 2013
M.Mahfoudh et al. Adaptation des ontologies avec les grammaires de graphes 1/12

2. Introduction M´ethode Application Conclusion
Contexte
Une ontologie est une repr´esentation formelle et explicite des
connaissances humaines.
Changement de langues
Changement de la granularitéChangement des données
Changement de contexte
Besoin de l’´evolution et de l’adaptation des ontologies.
L’´evolution des ontologies se traduit par une modification de
leurs composantes (classes, propri´et´es, individus, axiomes).
⇒ Changement Ontologique.
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3. Introduction M´ethode Application Conclusion
Objectif
Les changements ontologiques peuvent causer des
incoh´erences et toucher `a la consistance de l’ontologie.
Approches d’´evolution traitant les incoh´erences : [Klein,
2004], [Luong, 2007], [Dragoni et al., 2012], [Khattak et al.,
2013], etc.
⇒ Approches `a post´eriori de r´esolution des incoh´erences.
Proposition
Approche `a priori traitant les incoh´erences `a l’aide du
formalisme des grammaires de graphes typ´es.
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4. Introduction M´ethode Application Conclusion
Grammaires de Graphes Typ´es
Formalisme de manipulation des graphes.
Une grammaire de graphes typ´ee TGG = (G, GT , P) avec :
G = (N, E) est le graphe hˆote ;
GT = (NT , ET ) est le graphe type ;
P = (LHS, RHS) est un ensemble de r`egles de production
∗ LHS (Left Hand Side), graphe repr´esentant la pr´e-condition
de la r`egle et doit ˆetre un sous graphe de G.
∗ RHS (Right Hand Side), graphe repr´esentant la post-condition
de la r`egle et doit remplacer LHS dans G.
⇒ NAC (Negative Application Condition), graphe repr´esentant
la condition `a ´eviter pour la bonne application de P.
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5. Introduction M´ethode Application Conclusion
L’approche alg´ebrique Simple PushOut (SPO)
Appliquer une r`egle de r´e´ecriture `a un graphe initial G, selon la
m´ethode SPO, revient `a :
1 Trouver le LHS dans G avec un morphisme m : LHS → G ;
2 Supprimer de G : LHS − (LHS ∩ RHS) ;
3 Ajouter `a G : RHS − (LHS ∩ RHS). Cette op´eration se fait
par le calcul de pushout et donne une nouvelle version G .
m
R`egle de r´e´ecriture avec le jeu PACMan [Ehrig,2004 ].
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6. Introduction M´ethode Application Conclusion
Grammaires de Graphes & Ontologies
GT repr´esente le m´eta-mod`ele de l’ontologie ;
G d´efinit l’ontologie ;
P repr´esente les changements ontologiques ;
CH = (Nom, NAC, LHS, RHS, CHD)
CHD repr´esente les changements d´eriv´es qui sont ajout´es `a
CH pour corriger les incoh´erences pouvant survenir.
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7. Introduction M´ethode Application Conclusion
Grammaires de Graphes & Ontologies
GT repr´esente le m´eta-mod`ele de l’ontologie ;
G d´efinit l’ontologie ;
P repr´esente les changements ontologiques ;
CH = (Nom, NAC, LHS, RHS, CHD)
CHD repr´esente les changements d´eriv´es qui sont ajout´es `a
CH pour corriger les incoh´erences pouvant survenir.
Les incoh´erences trait´ees
Redondance de donn´ees ;
Nœuds isol´es ;
Individus orphelins ;
Axiomes contradictoires.
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8. Introduction M´ethode Application Conclusion
Grammaires de Graphes & Ontologies
GT repr´esente le m´eta-mod`ele de l’ontologie ;
G d´efinit l’ontologie ;
P repr´esente les changements ontologiques ;
CH = (Nom, NAC, LHS, RHS, CHD)
CHD repr´esente les changements d´eriv´es qui sont ajout´es `a
CH pour corriger les incoh´erences pouvant survenir.
Les incoh´erences trait´ees
Redondance de donn´ees ;
Nœuds isol´es ;
Individus orphelins ;
Axiomes contradictoires.
G G'
LHS RHS
subClassOf
name="Prof"
1:Class
name="Professeur"
1:Class
NAC
Règle de réécriture
m
name="Professeur"
Class
name="Personne"
Class
name="Prof"
Class
subClassOf
name="Personne"
Class
name="Professeur"
Class
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9. Introduction M´ethode Application Conclusion
Formalisation des changements ontologiques
Le changement AddDisjointClasses
Ajouter un axiome de disjonction entre deux noeuds de types
”class”.
LHS
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
RHS
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
NAC1 NAC2
memberOf
NAC5
AddDisjointClasses(C1, C2)
NAC3 NAC4
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
disjointwith
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
disjointwith
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
equivalentTo
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
subClassOf
1:Class
name="C1"
2:Class
name="C2"
subClassOf
Individual
name=X
memberOf
R`egle de r´e´ecriture du changement AddDisjointClass.
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10. Introduction M´ethode Application Conclusion
Formalisation des changements ontologiques
Le changement RemoveClass
Supprimer un noeud de type ”Class”.
Changement pouvant engendrer certaines incoh´erences.
LHS
CHD1
LHS
1:Class
name="C"
Individual
memberOf
3:Class
1:Class
name="C"
subClassOf
CHD4
RHS
1:Class
name="C"
LHS
CHD3
3:Class
Individual
memberOf
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
equivalentTo
LHS
3:Class
RHS
CHD2
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
3:Class
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
equivalentTo
2:Individual
memberOf
RHS
3:Class
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
RHS
3:Class
1:Class
name="C"
2:Individual
memberOf
Changement d´eriv´e RemoveIndividual du changement RemoveClass.
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11. Introduction M´ethode Application Conclusion
Application
D´efinition des r`egles de r´e´ecritures pour les changements
ontologiques ´el´ementaires.
Utilisation de l’outil AGG (Algebraic Graph Grammar) pour
impl´ementer le SPO.
Utilisation de l’ontologie OWL EventCCAlps d´evelopp´ee dans le
cadre du projet europ´een CCAlps comme exemple de test.
D´eveloppement de deux outils OWLToGraph et GraphToOWL.
Extrait de l’ontologie EventCCAlps repr´esent´ee en AGG.
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12. Introduction M´ethode Application Conclusion
Application
R`egles de r´e´ecriture du changement RemoveClass (Employee).
L’ontologie EventCCAlps apr`es la transformation.
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13. Introduction M´ethode Application Conclusion
Conclusion
Formalisation des changements ontologiques avec les
grammaires de graphes typ´es.
Traitement `a priori des incoh´erences li´es aux changements
ontologiques → les ´eviter grˆace aux NACs.
Impl´ementation des r`egles de r´e´ecriture par l’outil AGG
supportant l’approche alg´ebrique Simple Pushout.
Perspectives
D´efinition des changements complexes.
D´efinition d’une approche de composition des ontologies.
[Mahfoudh et al., 2013], M. Mahfoudh, G. Forestier, L. Thiry, and M. Hassenforder, ”Consistent ontologies
evolution using graph grammars”, in KSEM2013 International Conference on Knowledge Science, Engineering and
Management. Springer, 2013, pp. 64-75.
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14. Introduction M´ethode Application Conclusion
Merci de votre attention.
mariem.mahfoudh@uha.fr
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