EMMOntoPy

Python中表示和处理本体库。

EMMOntoPy是一个基于优秀的Owlready2的Python包，它为Python中本体的表示提供了自然直观的方式。EMMOntoPy扩展了Owlready2，并增加了额外的功能，如通过标签访问实体、使用FaCT++进行推理以及以曼彻斯特语法解析逻辑表达式。它还包含一系列工具，如从Excel表创建本体、生成本体的参考文档以及图形化地可视化本体。EMMOntoPy在GitHub和PyPI上免费提供，遵循宽松的开源BSD 3-Clause许可证。

EMMOntoPy最初是为了与Elemental Multiperspective Material Ontology（EMMO）和基于EMMO的领域本体有效地工作而开发的。
它现在有两个子包，ontopy和emmopy，其中ontopy是一个通用包，用于处理任何OWL本体，而emmopy提供了一些针对EMMO的特定功能。

Owlready2以及EMMOntoPy，在Python中将OWL类和个体表示为类和实例。OWL属性表示为Python属性。因此，它提供了一个新的dot表示法，用于将本体表示为有效的Python代码。这种表示法简单易懂，适合对OWL和Python有一定了解的人。由于Python是一种多用途的编程语言，Owlready2不仅可以表示OWL本体，还可以编程地使用它们，包括解释、修改和生成。EMMOntoPy提供的其他一些附加功能如下

通过标签访问

在Owlready2本体中，类、属性和个体通过它们的IRI的名称部分访问（即IRI最后的斜杠或井号之后的一切）。这对于像EMMO或Wikidata这样的本体来说非常不方便，这些本体通过长的数字名称来标识本体实体。例如，EMMO中Atom类的IRI名称部分是‘EMMO_eb77076b_a104_42ac_a065_798b2d2809ad’，既不适合人类阅读，也不容易书写。EMMOntoPy允许通过标签（或更准确地说，skos:prefLabel）‘Atom’访问实体，这要友好得多。

Turtle序列化/反序列化

Terse RDF Triple Language（Turtle）是表示本体的常用语法和文件格式。EMMOntoPy增加了对以turtle格式读取和写入本体的支持。

FaCT++推理

Owlready2仅支持与HermiT和Pellet进行推理。EMMOntoPy增加了对快速基于表格的[FaCT++推理器]对描述逻辑的支持。

曼彻斯特语法

尽管Owlready2的dot表示法对于了解Python的人来说既清晰又容易阅读和理解，但它是一种新的语法，对于习惯了使用Protégé的人来说可能看起来很陌生。EMMOntoPy提供了支持解析和序列化曼彻斯特语法中的逻辑表达式，这使得创建对习惯了使用Protégé的人来说更加熟悉的工作工具成为可能。

可视化

EMMOntoPy提供了一个用于本体图形可视化的Python模块。该模块不仅允许图形化表示分类法，还可以表示限制和逻辑结构。要包含在图中的类可以手动指定，也可以从分类法中推断出来（例如，所有不是其他类集的任何类的子类的给定类的所有子类）。

工具

EMMOntoPy包含一组作为Python脚本实现的命令行工具

• ontoconvert：在不同的文件格式之间转换本体。它还支持转换过程中的某些附加转换，如运行推理器、合并多个本体模块（压扁）、重命名IRI、生成目录文件以及自动注释实体及其源IRI。
• ontograph：可视化（部分）本体的垂直工具，利用上述提到的可视化功能。
• ontodoc：对本体进行文档化。
• excel2onto：从Excel文件生成基于EMMO的本体。这对于对本体知之甚少且不熟悉如Protégé等工具的领域专家非常有用。
• ontoversion：打印本体版本号。
• emmocheck：用于检查EMMO及其基于EMMO的领域本体的一致性以及它们是否符合EMMO约定的一个小型测试框架。

EMMOntoPy的一些用法示例包括

• 从您的应用程序中访问和查询基于RDF的本体。这包括几种不同的RDF版本（OWL、Turtle（ttl）等）。

• 从您的应用程序中访问和查询基于EMMO的本体。

• 通过新的领域或应用程序本体扩展EMMO。这可以通过静态的易于阅读的Python代码或在您的应用程序中动态地完成。

• 生成本体的图表和文档。EMMOntoPy包括ontodoc：为此目的的专用命令行工具。您可以在tools/子目录中找到它。

• 检查基于EMMO的领域或应用程序本体是否遵循EMMO的约定。

• 在Python解释器中交互式地探索本体，例如IPython。Tab补全使探索变得简单快捷。以下是一个IPython会话示例，其中我们使用emmopy.get_emmo函数检查EMMO中Matter的关系

  In [1]: from emmopy import get_emmo
  
  In [2]: emmo = get_emmo()
  
  In [3]: emmo.Matter
  Out[3]: physicalistic.Matter
  
  In [4]: emmo.Matter.is_a
  Out[4]:
  [physicalistic.Physicalistic,
    physical.Physical,
    mereotopology.hasPart.some(physicalistic.Massive),
    physical.hasTemporalPart.only(physicalistic.Matter)]
  

文档和示例

Owlready2文档是一个好的起点。EMMOntoPy包也有它自己的专用文档。

这包括一些示例和演示

• demo/vertical展示了如何使用EMMO实现垂直互操作性的示例。文件define-ontology.py提供了一个很好的示例，说明了如何用Python定义基于EMMO的应用程序本体。

• demo/horizontal展示了如何使用EMMO实现水平互操作性的示例。此演示还展示了如何使用EMMOntoPy使用低级元数据框架DLite来表示您的本体。除了实现互操作性外，如演示所示，DLite还允许您根据本体自动生成C或Fortran代码库。

• examples/emmodoc展示了如何使用ontodoc工具生成EMMO的文档。

安装

使用以下命令安装

pip install EMMOntoPy

所需依赖项

• Python 3.7或更高版本。
• Owlready2 v0.23或更高版本。

可选依赖项

• Graphviz：需要用于图形生成。支持为测试和自动生成文档（ontodoc）生成pdf、png和svg图。

• pandoc：仅用于将markdown文档生成格式化的html或pdf。已与v2.1.2版本测试。

• pdfLaTeX或XeLaTeX和upgreek LaTeX包（包含在基于RetHat的发行版的texlive-was和Ubuntu的texlive-latex-extra中），用于生成pdf文档。如果您的本体包含奇特的Unicode字符，我们建议使用XeLaTeX。

• Java。需要用于推理。

• 可选Python包

  • graphviz：生成文档和图形。
  • PyYAML：使用 pandoc 生成文档所需的。
  • blessings：为 emmocheck 提供干净的输出。
  • Pygments：为 emmocheck 提供彩色输出。
  • rdflib：用于 ontoversion-tool。
  • semver：用于 ontoversion-tool。
  • pydot：用于生成图形。将被弃用。
  • pyparsing：用于解析曼彻斯特语法。

有关如何构建 Docker 镜像的说明，请参阅 docs/docker-instructions.md。

已知问题

• 无效的 turtle 序列化：由于 rdflib 问题 #1043，如果您的本体包含使用科学记数法（小数部分不含点）的实数文字，则 ontoconvert 可能会生成无效的 turtle 输出。此问题在 rdflib 5.0.0 版本发布后已修复。因此，如果您需要将数据序列化为 turtle 格式，请从 PyPI 安装最新版本的 rdflib（pip install --upgrade rdflib）或直接从源代码仓库：[GitHub](https://github.com/RDFLib/rdflib)。

致谢和贡献者

EMMOntoPy 由 EMMC-ASBL 维护。它主要是由 SINTEF 开发的，具体如下：

• Jesper Friis (jesper-friis)
• Francesca L. Bleken (francescalb)
• Casper W. Andersen (CasperWA)
• Bjørn Tore Løvfall (lovfall)

贡献项目

• EMMC-CSA；资助协议号：723867

  EMMC-ASBL 组织承担了继续和扩展 CSA 工作的努力。

• MarketPlace；资助协议号：760173

• OntoTrans；资助协议号：862136

• BIG-MAP；资助协议号：957189

• OpenModel；资助协议号：953167