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Contexte d’´tude
                                e
                            D´marche
                              e
            Transformation de mod`les
                                  e
                         Pour conclure




Transformation de mod`les et ontologie
                      e
            centr´e traits
                 e

           I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier

                        LIRMM, CEFE Montpellier


                    EcoOnto Novembre 




  I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                              e                      e
Contexte d’´tude
                                      e
                                  D´marche
                                    e          Enjeux
                  Transformation de mod`les
                                        e      Quelques ´l´ments de d´finition
                                                        ee           e
                               Pour conclure


Travail s’articulant autour de diff´rentes motivations
                                  e
     Fonctions attendues
       ∗ agr´ger et partager de l’information distribu´e
             e                                        e
       ∗ faire ´merger de la connaissance partag´e
               e                                 e
     Construire une ontologie
       ∗ co-construire une ontologie de domaine : travail d’une
         communaut´ qui d´tient l’expertise sur le domaine
                      e      e
       ∗ collaborer avec les informaticiens qui poss`dent l’expertise sur
                                                    e
         l’ing´nierie des connaissances
              e
     Transformer des mod`les
                        e
       ∗ Faciliter le travail de co-construction, faire ´merger une vision
                                                        e
         commune des concepts cl´s d’un domaine
                                     e
       ∗ Faciliter la validation et les ´volutions futures (modularit´,
                                        e                            e
         flexibilit´, extensibilit´)
                  e              e
       ∗ Pr´voir des passerelles entre l’ontologie construite et des
            e
         ontologies connexes (taxons, unit´s de mesure, fonctions,
                                             e
         climat, sol . . .
        I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                    e                      e
Contexte d’´tude
                                      e
                                  D´marche
                                    e          Enjeux
                  Transformation de mod`les
                                        e      Quelques ´l´ments de d´finition
                                                        ee           e
                               Pour conclure


Illustration du contexte actuel




        I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                    e                      e
Contexte d’´tude
                                        e
                                    D´marche
                                      e             Enjeux
                    Transformation de mod`les
                                          e         Quelques ´l´ments de d´finition
                                                             ee           e
                                 Pour conclure


En ´cologie
   e
  Int´grer des donn´es traits et raisonner : d´crire fonctionnellement
     e               e                          e
  les interactions entre les organismes et leur environnement, passage
  a l’´chelle populations, communaut´s, ´cosyst`mes
  ` e                                  e e        e




  Exemples de relation marqueur fonctionnel (trait) - fonction :
      masse des graines, dispersion des graines                            reproduction
      hauteur partie a´rienne
                      e                          interception de la lumi`re
                                                                        e
      surface sp´cifique foliaire (SLA)
                e                                           croissance

          I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier      Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                         e                      e
Contexte d’´tude
                                        e
                                    D´marche
                                      e          Enjeux
                    Transformation de mod`les
                                          e      Quelques ´l´ments de d´finition
                                                          ee           e
                                 Pour conclure


Terminologie

  Les notions les plus importantes

      Trait fonctionnel : tout caract`re morphologique,
                                        e
      physiologique ou ph´nologique mesurable sur un individu, de
                            e
      la cellule ` l’organisme entier [Violle 2007]
                 a
      Ontologie (en ing´nierie des connaissances) : un ensemble
                          e
      de concepts, un ensemble de relations entre ces concepts et
      un ensemble d’axiomes (transitivit´, compl´mentarit´,
                                        e       e        e
      sym´trie, r´flexivit´, . . . )
          e      e       e
      Mod`le conceptuel : abstraction de la r´alit´ selon une
           e                                  e e
      certaine conceptualisation - communiquer, comprendre et
      valider le mod`le construit
                    e


          I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                      e                      e
Contexte d’´tude
                                        e        Diff´rents angles d’approche
                                                     e
                                    D´marche
                                      e          UML et le g´nie logiciel
                                                              e
                    Transformation de mod`les
                                          e      Ing´nierie des mod`les
                                                    e              e
                                 Pour conclure   M´ta-m´tamod`le
                                                   e     e      e


Comment construire une ontologie ?


  Plusieurs approches sont envisageables :

      emprunter aux m´thodologies de construction d’ontologies
                        e
      (Methontology, Uschold et Kings, . . . )
      emprunter au g´nie logiciel, apparenter une ontologie ` un
                     e                                      a
      mod`le conceptuel et exploiter la notation objet UML pour
           e
      servir de support ` la construction d’une ontologie
                        a
         ∗ privil´gier flexibilit´, r´utilisabilit´, modularit´, extensibilit´ qui
                 e              e e              e           e              e
           sont des principes phares du paradigme objet




          I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                      e                      e
Contexte d’´tude
                                        e                           Diff´rents angles d’approche
                                                                        e
                                    D´marche
                                      e                             UML et le g´nie logiciel
                                                                                 e
                    Transformation de mod`les
                                          e                         Ing´nierie des mod`les
                                                                       e              e
                                 Pour conclure                      M´ta-m´tamod`le
                                                                      e     e      e


La notation objet UML par l’exemple
  UML est une notation standard (de nombreux outils associ´s) et
                                                               e
  graphique qui prend en charge les aspects fonctionnels, structurels,
  et dynamiques d’un syst`me au travers de l’expression de dia-
                           e
  grammes appropri´s et normalis´s.
                   e             e

                                                                       Trait
                                                                       − name
                                                                       − definition




                                                             1..∗                                1..∗
                                                    Entity                            Characteristic
                                                    − name                            − name




                                          Plant

                                           − name




        Figure: Capturer une r´alit´ au sein d’un diagramme UML
                              e e

          I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier                      Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                                         e                      e
Contexte d’´tude
                                       e        Diff´rents angles d’approche
                                                    e
                                   D´marche
                                     e          UML et le g´nie logiciel
                                                             e
                   Transformation de mod`les
                                         e      Ing´nierie des mod`les
                                                   e              e
                                Pour conclure   M´ta-m´tamod`le
                                                  e     e      e


Notion de m´ta-mod`le
           e      e


 La sp´cification d’un m´ta-mod`le permet de :
      e                e      e

     contrˆler la validit´ des mod`les qui doivent s’y conformer.
          o              e        e
     faciliter la transformation, l’´change, l’´volution ou encore
                                    e          e
     l’adaptabilit´ d’un ensemble de mod`les
                   e                       e
 Le langage UML poss`de un m´ta-mod`le qui d´finit
                        e         e       e       e
 rigoureusement les ´l´ments de mod´lisation UML, d’abord ´t´
                     ee               e                       ee
 d´fini en UML et qui maintenant est conforme au MOF (Meta
   e
 Object Facilities) qui est un langage standard de repr´sentation des
                                                       e
 m´tamod`les
    e     e



         I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                     e                      e
Contexte d’´tude
                                       e        Diff´rents angles d’approche
                                                    e
                                   D´marche
                                     e          UML et le g´nie logiciel
                                                             e
                   Transformation de mod`les
                                         e      Ing´nierie des mod`les
                                                   e              e
                                Pour conclure   M´ta-m´tamod`le
                                                  e     e      e


Architecture du m´ta-m´tamod`le
                 e    e     e
 Quatre couches sont consid´r´es
                           ee




                Figure: Architecture Ing´nierie des mod`les
                                        e              e

         I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                     e                      e
Contexte d’´tude
                                       e
                                   D´marche
                                     e          Aller vers les Ontologies
                   Transformation de mod`les
                                         e      En pratique
                                Pour conclure


Les m´tamod`les Ontology Definition Metamodel
     e     e
 D´finition d’un ensemble de m´tamod`les pour les langages ` base
   e                           e      e                   a
 de connaissances ; qui associ´s ` des profils UML vont permettre
                              e a
 de transformer des mod`les UML en ontologies se conformant ` ces
                        e                                   a
 diff´rents m´tamod`les
     e       e      e




         I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                     e                      e
Contexte d’´tude
                                        e
                                    D´marche
                                      e          Aller vers les Ontologies
                    Transformation de mod`les
                                          e      En pratique
                                 Pour conclure


Environnement de d´veloppement normalis´ Eclipse
                  e                    e
  Eclipse int`gre des outils d´di´s ` la mod´lisation (plateforme EMF,
             e                e e a         e
  m´tamod`le ECore), l’id´e est ensuite d’autoriser diff´rentes sortes
    e       e               e                             e
  de transformations (UML vers Java ou vers XML et inversement).
  Des modules sont disponibles pour la transformation de mod`les   e
  UML vers des ontologies




          I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                      e                      e
Contexte d’´tude
                                       e
                                   D´marche
                                     e          Aller vers les Ontologies
                   Transformation de mod`les
                                         e      En pratique
                                Pour conclure


Exemple de r´sultat d’une transformation
            e




    Figure: Transformation (au travers d’EMFTriple) en OWL Turtle

         I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                     e                      e
Contexte d’´tude
                                       e
                                   D´marche
                                     e
                   Transformation de mod`les
                                         e
                                Pour conclure


Conclusion - Perspectives



     Travail prospectif
     Donner aux acteurs (´cologues) de la construction de
                          e
     l’ontologie les moyens de s’exprimer au travers de la d´finition
                                                            e
     de mod`les conceptuels
             e
     Plus de r´activit´ des informaticiens face aux besoins de la
              e       e
     communaut´ en ´cologie : plus facile de faire ´voluer des
                 e     e                            e
     mod`les que des codes
         e




         I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier   Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits
                                                                     e                      e

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  • 1. Contexte d’´tude e D´marche e Transformation de mod`les e Pour conclure Transformation de mod`les et ontologie e centr´e traits e I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier LIRMM, CEFE Montpellier EcoOnto Novembre  I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 2. Contexte d’´tude e D´marche e Enjeux Transformation de mod`les e Quelques ´l´ments de d´finition ee e Pour conclure Travail s’articulant autour de diff´rentes motivations e Fonctions attendues ∗ agr´ger et partager de l’information distribu´e e e ∗ faire ´merger de la connaissance partag´e e e Construire une ontologie ∗ co-construire une ontologie de domaine : travail d’une communaut´ qui d´tient l’expertise sur le domaine e e ∗ collaborer avec les informaticiens qui poss`dent l’expertise sur e l’ing´nierie des connaissances e Transformer des mod`les e ∗ Faciliter le travail de co-construction, faire ´merger une vision e commune des concepts cl´s d’un domaine e ∗ Faciliter la validation et les ´volutions futures (modularit´, e e flexibilit´, extensibilit´) e e ∗ Pr´voir des passerelles entre l’ontologie construite et des e ontologies connexes (taxons, unit´s de mesure, fonctions, e climat, sol . . . I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 3. Contexte d’´tude e D´marche e Enjeux Transformation de mod`les e Quelques ´l´ments de d´finition ee e Pour conclure Illustration du contexte actuel I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 4. Contexte d’´tude e D´marche e Enjeux Transformation de mod`les e Quelques ´l´ments de d´finition ee e Pour conclure En ´cologie e Int´grer des donn´es traits et raisonner : d´crire fonctionnellement e e e les interactions entre les organismes et leur environnement, passage a l’´chelle populations, communaut´s, ´cosyst`mes ` e e e e Exemples de relation marqueur fonctionnel (trait) - fonction : masse des graines, dispersion des graines reproduction hauteur partie a´rienne e interception de la lumi`re e surface sp´cifique foliaire (SLA) e croissance I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 5. Contexte d’´tude e D´marche e Enjeux Transformation de mod`les e Quelques ´l´ments de d´finition ee e Pour conclure Terminologie Les notions les plus importantes Trait fonctionnel : tout caract`re morphologique, e physiologique ou ph´nologique mesurable sur un individu, de e la cellule ` l’organisme entier [Violle 2007] a Ontologie (en ing´nierie des connaissances) : un ensemble e de concepts, un ensemble de relations entre ces concepts et un ensemble d’axiomes (transitivit´, compl´mentarit´, e e e sym´trie, r´flexivit´, . . . ) e e e Mod`le conceptuel : abstraction de la r´alit´ selon une e e e certaine conceptualisation - communiquer, comprendre et valider le mod`le construit e I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 6. Contexte d’´tude e Diff´rents angles d’approche e D´marche e UML et le g´nie logiciel e Transformation de mod`les e Ing´nierie des mod`les e e Pour conclure M´ta-m´tamod`le e e e Comment construire une ontologie ? Plusieurs approches sont envisageables : emprunter aux m´thodologies de construction d’ontologies e (Methontology, Uschold et Kings, . . . ) emprunter au g´nie logiciel, apparenter une ontologie ` un e a mod`le conceptuel et exploiter la notation objet UML pour e servir de support ` la construction d’une ontologie a ∗ privil´gier flexibilit´, r´utilisabilit´, modularit´, extensibilit´ qui e e e e e e sont des principes phares du paradigme objet I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 7. Contexte d’´tude e Diff´rents angles d’approche e D´marche e UML et le g´nie logiciel e Transformation de mod`les e Ing´nierie des mod`les e e Pour conclure M´ta-m´tamod`le e e e La notation objet UML par l’exemple UML est une notation standard (de nombreux outils associ´s) et e graphique qui prend en charge les aspects fonctionnels, structurels, et dynamiques d’un syst`me au travers de l’expression de dia- e grammes appropri´s et normalis´s. e e Trait − name − definition 1..∗ 1..∗ Entity Characteristic − name − name Plant − name Figure: Capturer une r´alit´ au sein d’un diagramme UML e e I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 8. Contexte d’´tude e Diff´rents angles d’approche e D´marche e UML et le g´nie logiciel e Transformation de mod`les e Ing´nierie des mod`les e e Pour conclure M´ta-m´tamod`le e e e Notion de m´ta-mod`le e e La sp´cification d’un m´ta-mod`le permet de : e e e contrˆler la validit´ des mod`les qui doivent s’y conformer. o e e faciliter la transformation, l’´change, l’´volution ou encore e e l’adaptabilit´ d’un ensemble de mod`les e e Le langage UML poss`de un m´ta-mod`le qui d´finit e e e e rigoureusement les ´l´ments de mod´lisation UML, d’abord ´t´ ee e ee d´fini en UML et qui maintenant est conforme au MOF (Meta e Object Facilities) qui est un langage standard de repr´sentation des e m´tamod`les e e I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 9. Contexte d’´tude e Diff´rents angles d’approche e D´marche e UML et le g´nie logiciel e Transformation de mod`les e Ing´nierie des mod`les e e Pour conclure M´ta-m´tamod`le e e e Architecture du m´ta-m´tamod`le e e e Quatre couches sont consid´r´es ee Figure: Architecture Ing´nierie des mod`les e e I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 10. Contexte d’´tude e D´marche e Aller vers les Ontologies Transformation de mod`les e En pratique Pour conclure Les m´tamod`les Ontology Definition Metamodel e e D´finition d’un ensemble de m´tamod`les pour les langages ` base e e e a de connaissances ; qui associ´s ` des profils UML vont permettre e a de transformer des mod`les UML en ontologies se conformant ` ces e a diff´rents m´tamod`les e e e I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 11. Contexte d’´tude e D´marche e Aller vers les Ontologies Transformation de mod`les e En pratique Pour conclure Environnement de d´veloppement normalis´ Eclipse e e Eclipse int`gre des outils d´di´s ` la mod´lisation (plateforme EMF, e e e a e m´tamod`le ECore), l’id´e est ensuite d’autoriser diff´rentes sortes e e e e de transformations (UML vers Java ou vers XML et inversement). Des modules sont disponibles pour la transformation de mod`les e UML vers des ontologies I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 12. Contexte d’´tude e D´marche e Aller vers les Ontologies Transformation de mod`les e En pratique Pour conclure Exemple de r´sultat d’une transformation e Figure: Transformation (au travers d’EMFTriple) en OWL Turtle I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e
  • 13. Contexte d’´tude e D´marche e Transformation de mod`les e Pour conclure Conclusion - Perspectives Travail prospectif Donner aux acteurs (´cologues) de la construction de e l’ontologie les moyens de s’exprimer au travers de la d´finition e de mod`les conceptuels e Plus de r´activit´ des informaticiens face aux besoins de la e e communaut´ en ´cologie : plus facile de faire ´voluer des e e e mod`les que des codes e I.Mougenot, M.A. Laporte, E. Garnier Transformation de mod`les et ontologie centr´e traits e e