Cycle de vie et méthodes de construction des ontologies

Master II- Module: Web sémantique Prof. S. NOUH A.U: 2017-2018
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Cycle de vie et méthodes
de construction des
ontologies
Réalisé par: Fatima Zahra Fagroud
Encadré par: Said Nouh

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Plan
Définition des ontologies
Composants des ontologies
Cycle de vie des ontologies
Typologies des ontologies
Méthodes de construction des Ontologies

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Définition des ontologies
« Une ontologie est la spécification d'une conceptualisation d'un
domaine de connaissance.», Thomas R. Gruber
« une ontologie est pour l’ingénierie des connaissances une
représentation d’une modélisation d’un domaine partagée par une
communauté d’acteurs. Objet informatique défini à l’aide d’un
formalisme de représentation, elle se compose principalement
d’un ensemble de concepts définis en compréhension, de relations
et de propriétés logiques.» (Roche, 2005)

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Composants des ontologies
• Concepts:
– représente un ensemble d’objets et leurs propriétés communes
– défini par un terme et a généralement une intension et/ou une
extension
• Instances:
– constituent la définition extensionnelle de l’ontologie

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Composants des ontologies
• Relations:
–Relations et interactions entre les concepts
–peut être caractérisée par une signature
• Axiomes:
–contraintes ou règles sur des concepts de l’ontologie considérées
comme toujours vraies

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Cycle de vie des ontologies
Cycle de vie présenté par Fabien Gandon

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Cycle de vie des ontologies
Cycle de vie proposé par Fernandez

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spécification
 On spécifie:
o L’objectif opérationnel : scénarios d’usage
o Le domaine de connaissance : délimité, et découpé (connaissances du
domaine, connaissances de raisonnement, connaissances de haut
niveau)
o Les utilisateurs
 spécification des utilisateurs en accord avec l’objectif
opérationnel, permet de choisir le degré de formalisme de
l’ontologie, et sa granularité.

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Conceptualisation
 consiste à identifier, dans un corpus, les connaissances du
domaine
 La découverte des connaissances d’un domaine peut s’appuyer à
la fois sur l’analyse de documents et sur l’interview d’experts du
domaine.
 conceptualisation peut se décomposer en deux étapes:
o tri entre connaissances spécifiques au domaine et celles qui, bien que
présentes dans le corpus, ne participent qu’à l’expression des
connaissances du domaine
o Précision de la nature conceptuelle des connaissances (concepts,
relations, propriétés des concepts et relations, règles, contraintes, etc.)

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Formalisation et Intégration
 Formalisation:
o Représentation formel de la Conceptualisation
o Choix d’un langage de représentation formel
 Intégration:
o Construction d’une nouvelle ontologie réutilisant d’autres ontologies
disponibles.
o Construction d’une ontologie par la fusion de différentes ontologies
dans une seule ontologie qui les unifie.
o Construction d’une application utilisant une ou plusieurs ontologies
pour spécifier ou implémenter un système à base de connaissance

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Documentation et Evaluation
 Documentation:
o Produire des définitions formelles, informelles, complètes , pour
préciser la signification des termes de l’ontologie
 Evaluation:
o se fait a priori par des tests correspondants à l’objectif opérationnel de
l’ontologie
o M. GRUNINGER et M.S. FOX proposent d’utiliser des questions de
compétences permettant de tester l’ontologie

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Evolution
 Evolution:
o Cas 1: évaluation de l’ontologie a échoué
• modifier certaines parties de l’ontologie en s’assurant de ne pas provoquer
de nouvelles erreurs
o Cas 2: contexte d’usage est modifié, ou domaine de connaissance est élargit
• construire une nouvelle ontologie avec les connaissances à ajouter et
l’intégrer dans l’ontologie déjà constituée
• agréger directement les nouvelles connaissances dans l’ontologie existante

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Typologies des
ontologies

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 Ontologies pour la représentation des connaissances
utilisées généralement lors de la construction d’un système à
base de connaissance
fournissent les primitives nécessaires pour décrire les concepts
des autres types d’ontologies
 Ontologies de domaine
permettent la représentation des connaissances d’un domaine
particulier et leur réutilisation par des applications de ce domaine

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 Ontologies de tâches
Elles modélisent le processus d’une tache spécifique ou d’une
activité particulière
 Ontologies d’application
Elles décrivent une tache dans un domaine bien défini

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 Ontologies de haut niveau
généralement exprimées en termes de scenarios, événements,
temps et objets
 Ontologies génériques (méta-ontologies ou core-ontologies)
décrivent des concepts génériques valables dans différents
domaines mais moins abstraits que ceux décrits dans les
ontologies de haut niveau

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 ontologies informelles
Ce sont des ontologies écrites en langage naturel, elles ne sont
pas traitées par une machine
 ontologies semi-informelles
Elles utilisent un langage naturel structuré et limité, elles se
situent entre les ontologies formelles et informelles
 ontologies formelles
Elles sont définies dans un langage contenant une sémantique
formelle, elles sont facilement traitées par une machine peuvent
être intégrées dans des applications

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 Granularité fine
Elles sont très détaillées, possédant ainsi un vocabulaire plus
riche d’un domaine, pouvant être utilisées dans des applications
spécifiques
 Granularité large
Elles engobent un vocabulaire moins détaillé, s’arrêtant à un
certain niveau de spécificité auxquelles on peut greffer d’autres
ontologies plus détaillées

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eau opérationnel

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 Niveau sémantique
Tous les concepts, caractérisés par un terme/libellé, doivent respecter les
quatre principes différentiels :
 Communauté avec l’ancêtre
 Différence, spécification, par rapport à l’ancêtre
 Communauté avec les concepts frères, situés au même niveau
 Différence par rapport aux concepts frères

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 Niveau référentiel
Les concepts référentiels ou formels, se caractérisent par un terme/libellé
dont la sémantique est définit par une extension d’objets
 Niveau opérationnel
Les concepts du niveau opérationnel ou computationnel sont caractérisés
par les opérations qu’il est possible de leur appliquer pour générer des
interfaces ou engagement computationnel

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Méthodes de construction
des Ontologies

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 les ontologies construites à partir de zéro: méthodes manuelles
avec l’aide d’experts de domaines.
 les ontologies construites à partir de texte:
o se servent des outils et méthodes du traitement automatique des
langues (TAL).
o visent surtout à alléger le processus de construction d’ontologies en
automatisant certaines étapes grâce aux textes qui constituent des
sources de connaissances très riches.

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 « crowdsourcing »: consiste à externaliser des tâches
traditionnellement effectuées par un agent désigné en faisant
appel à l'intelligence et au savoir-faire d’un grand nombre de
personnes
 Construction des ontologies basées sur le «crowdsourcing>>:
impliquer un large groupe d’utilisateurs pour en simplifier la tâche

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Méthodologie de Uschold et
Grüninger (1996)
Fournissent les primitives nécessaires pour décrire les concepts des
autres types d’ontologies:
 Identifier l’objectif souhaité et spécifier le domaine concerné
 Construire l’ontologie et pour cela définir les concepts, les relations clés
et produire des définitions textuelles précises et non ambigües de ces
concepts
 Evaluer le résultat
 Documenter le modèle en éditant des recommandations précises pour
chaque étape

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Méthodologie présentée par M.
Gruninger et M. S. Fox (1996)
o utilisée dans le cadre du projet TOVE (Toronto Virtual Enterprise)
o a permis de développer des projets complexes dans le domaine de
l’entreprise mais reste limitée car ni les différentes étapes ni les
techniques utilisées ne sont décrites précisément

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Methontology (1997)
 couvre tout le cycle de vie de l’ontologie
 supportée par la plateforme ODE (Ontology Developpement
Environment)
 le processus de développement d’une ontologie comprend des
activités de gestion de projet (planification, contrôle, assurance
de la qualité), des activités orientées développement
(spécification, conceptualisation, formalisation, etc.) et des
activités de support (évaluation, documentation).

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Méthode ARCHONTE (2000)
cette méthode comporte trois étapes :
a) Choisir les termes pertinents du domaine et normaliser leur sens
b) Formaliser les connaissances
c) Opérationnaliser dans un langage de représentation des connaissances

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Méthodologie de Guarino et
Welty (2001)
 n’est pas un guide de construction d’ontologies
 étape permettant la vérification et la correction d’une structure
ontologique construite un peu anarchiquement
 Elle est à incorporer dans le cycle de vie d’une ontologie

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Terminae :groupe de recherche
Terminologie et Intelligence Artificielle
 à la fois une méthodologie et un outil de construction semi-
automatique d’ontologies à partir de textes.
 s’appuie sur des méthodes et des outils de TAL pour extraire les
éléments de l’ontologie et ceux de l’ingénierie de connaissances
pour la représenter.
 couvre l’ensemble du processus de développement de l’ontologie
qui comprend quatre phases: la constitution du corpus ,l’étude
linguistique, la conceptualisation(manuelle et guidée) et la
formalisation.

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Approche de Getman et
Karasiuk (2014)
une méthode reposant sur le «crowdsourcing » pour la
construction d’une ontologie dans le domaine du droit. Cette
méthode a été implémentée et mise à la disposition d’un groupe
de 20 utilisateurs (étudiants en droit) pendant un semestre. Pour
simplifier la tâche, chaque utilisateur a travaillé sur un sous-
domaine. Après l’évaluation de deux branches (334 concepts
structurés par 338 relations sémantiques) de l’ontologie
résultante (6000 concepts) par des experts du domaine, ils
estiment la couverture des concepts pour les branches analysées
à plus de 90%.
implication des utilisateurs qualifiés dans le «crowdsourcing » est
bénéfique pour la construction et la maintenance d'ontologie dans
un domaine spécifique

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Attention

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