Модель представления онтологии предметных областей на основе графовых баз данных

В статье представлен подход к моделированию онтологий предметных областей на основе графовых баз данных. Онтология традиционно рассматривается как средство изучения и формализации предметной области. На основе онтологий формируются базы знаний информационных систем, которые в дальнейшем можно пополнять и использовать для исследования определенных прикладных аспектов предметной области. В то же время с развитием технологий NoSQL и графовых баз данных, направленных на оптимизацию работы со связанными данными, появляется возможность проектирования хранилища данных без строгой предустановленной модели предметной области. В силу очевидной графовой природы онтологий графовые базы данных выступают перспективным решением для хранения и работы с онтологиями. Тем не менее при всем сходстве онтологии и модели данных применяемые в графовых СУБД не так просто объединить. В работе предложен подход к интеграции онтологической и графовой модели представления знаний и созданию веб-редактора онтологий. Описываются визуальные средства редактирования онтологий, приведен алгоритм послойной отрисовки ориентированного графа, описан механизм генерации динамических форм для редактирования классов и экземпляров онтологии, а также реализована базовая поддержка паттернов онтологического проектирования.

1. OWL 2 Web Ontology Language Document Overview (Second Edition) [Электронный ресурс]. URL: https://www.w3.org/TR/owl2-overview (дата обращения: 13.01.2023).

2. Cure O, Blin G. RDF database systems: triples storage and SPARQL query processin // Burlington: Morgan Kaufmann, 2014.

3. Virtuoso [Электронный ресурс]. URL: https://virtuoso.openlinksw.com (дата обращения: 13.01.2023)

4. Ben Mahria B., Chaker I., Zahi A. An empirical study on the evaluation of the RDF storage systems // Journal of Big Data. 2021. Pp. 1-20. DOI: 10.1186/s40537-021-00486-y

5. Stefano Ferilli. Integration Strategy and Tool between Formal Ontology and Graph Database Technology // Electronics. 2021. V. 10(21). P. 2616. DOI: 10.3390/electronics10212616

6. Jesus Barrasa. RDF Triple Stores vs. Labeled Property Graphs: What's the Difference? [Электронный ресурс] // URL: https://neo4j.com/blog/rdf-triple-store-vs-labeled-property-graph-difference (дата обращения: 13.01.2023).

7. GruberT. R. Toward Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge Sharing // International Journal Human-Computer Studies. 1995. V. 43. Pp. 907-928.

8. Bernaras, A.; Laresgoiti, I.; Corera, J. Building and Reusing Ontologies for Electrical Net-work Applications // Proceedings of the European Conference on Artificial Intelligence. ECAI 1996. V. 96. Pp. 298-302.

9. Gansner, Emden & Koutsofios, Eleftherios & North, Stephen & Vo, Khoi. A Technique for Drawing Directed Graphs // IEEE Transactions on Software Engineering. 1993. V. 19. Pp. 214-230.

10. Гриневич А., Серый А. Анализ культурных универсалий фольклора народов Сибири и Дальнего Востока // Материалы XXIII Международной конференции по аналитике и управлению данными в информационно емких областях (DAMDID/RCDL 2021). Москва, Россия, 26-29 октября 2021 г. Материалы семинара CEUR, 2021. Vol. 3036. С. 387-401.

11. Gangemi A., Presutti V. Ontology Design Patterns // Handbook on Ontologies, Eds., Staab, S. and R. Studer. Berlin: Springer Verlag, 2009. Pp. 221-243.