ISO 19150-2:2015

ISO 19150-2:2015　地理情報−オントロジー　第２部：Webオントロジー言語（OWL）によるオントロジー開発のための規則

ISO 19150-2:2015 Geographic information — Ontology — Part 2: Rules for developing ontologies in the Web Ontology Language (OWL)

現行

履歴

対応OGC標準：なし

対応JIS規格：なし

原文URL

https://www.iso.org/obp/ui/en/#iso:std:iso:19150:-2:ed-1:v1:en

序文

基本的には、オントロジーは哲学に由来し、世界それ自体の性質の研究を指す。情報技術及び人工知能のコミュニティは、概念形成ということを明示的に示すためにこのオントロジーという用語を借用した[2]。情報技術及び人工知能の分野では、「物」の認識という文脈に応じて、現実が異なって抽象化される可能性があると考えられており、そのため、現実の同じ部分に関する複数のオントロジーが存在する可能性があることが認識されている。地理情報において、オントロジーとは、意図された意味を明示し、現象及びその相互関係を記述する定義や公理を含む、基礎となる語彙を備えた、論議領域内の現象の形式的な表現を指す[1]。オントロジーは、弱い意味論から強い意味論まで、分類法、シソーラス（類語辞典）、概念モデル、論理理論など、さまざまな方法で形式化できる[2]。

備考1）「弱い意味論」とは、表現の意味を他の表現との関係（推論関係）によって捉える立場、「強い意味論」とは、意味の問題を言語表現とその表現を用いる状況との関係で捉える立場を指す。

オントロジーは、セマンティックWebにおけるセマンティックの相互運用性の基本的な概念であり、データの意味を定義し、マシン及び応用システムが読み取れる形式でデータを説明する。そのため、データを使用する応用システムは、それに関連付けられたオントロジーを通じて、そのデータ固有のセマンティクスにもアクセスできる。したがって、オントロジーは、異なるコミュニティによって収集された異種のデータを、意味的類似性に基づいて関連付けることで統合することができる。W3Cは、Web上で形式的意味論を特徴とするオントロジーを作成するための知識表現言語であるWebオントロジー言語（OWL）ファミリーを提示している[4,11]。

セマンティクスは地理情報の分野における重要な話題である。地理情報の意味は、地理情報の発見、共有、統合、使用に不可欠である。地理情報標準では、応用スキーマの規則に関する標準（ISO 19109）及び地物カタログ化の方法論（ISO 19110）[7]でこの事実が認識されており、どちらも一般地物モデル（GFM）に基づいている。基本的に、セマンティクスは、概念を介して現象及びそれを表すために使用される記号（つまりデータ）を関連付ける。通常、概念はオントロジーと呼ばれるリポジトリーで管理される。

ISO地理情報標準では、現実の事柄の抽象化の形式的表現のために概念モデリング言語UML[10,12]を選択した。さらに、ISO/TS 19150-1:2012で導入されたように、セマンティックWebを利用可能するには、OWLで現実の事柄の抽象化の形式的表現を提供する必要がある。したがって、ISO 19150 のこの部では、セマンティックWeb上の地理情報の相互運用性を向上させ、支援するために、地理情報及び応用スキーマの UML 静的ビューを OWL オントロジーに変換するための規則を定義する。これらの規則は、次の場合に必要となる：

— オントロジー記述の完全性確保。

— 地理情報用の OWL オントロジー集合の一貫性確保。

— UML ダイアグラムから OWL オントロジーへの変換の一貫性確保。

— UML モデルとオントロジー間の結合性及び統一性の確保。

これらの規則はOMGのオントロジー定義メタモデルに基づき、それを拡張している[11]。OWLオントロジーはUMLの静的ビューを補完するものであり、さまざまな目的を果たす。

適用範囲

ISO 19150 のこの部では、セマンティックWeb上の地理情報の相互運用性を向上させるためのオントロジーの開発に関する規則及び指針を定める。オントロジー作成のためにはWeb オントロジー言語 (OWL) を採用する。

ISO 19150 のこの部は、ISO地理情報標準で使用される UML静的ビュー モデリング要素の、OWL への変換を定義する。さらに、ISO 19109 で定義された一般地物モデルに基づく応用スキーマを OWL に記述するための変換規則も定義する。

ISO 19150 のこの部では、セマンティクス演算子、サービス オントロジーの規則は定義されておらず、オントロジーを開発するわけでもない。

引用規格

次に示す規格は、その内容の一部又は全てがこの規格の要件を構成する形で、本文中で参照されている。日付が記載された文献については、引用された版のみが適用される。日付のない参照については、引用規格の最新版（修正を含む）が適用される。

ISO 19103:2015, Geographic information — Conceptual schema language

ISO 19107:2003, Geographic information — Spatial schema

ISO 19108:2002, Geographic information — Temporal schema

ISO 19109:—2), Geographic information — Rules for application schema

ISO 19112:2003, Geographic information — Spatial referencing by geographic identifiers

ISO 19115-1:2014, Geographic information — Metadata — Part 1: Fundamentals

ISO 19123:2005, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions

ISO 19156:2011, Geographic information — Observations and measurements

ISO 19157:2013, Geographic information — Data quality

W3C OWL 2, OWL 2 Web Ontology Language: Structural Specification and Functional-Style Syntax (W3C Recommendation 27 October 2009)

W3C OWL 2 RDF, OWL 2 Web Ontology Language RDF-Based Semantics (W3C Recommendation 27 October 2009)

W3C SKOS, SKOS Simple Knowledge Organization System Reference (W3C Recommendation 18 August 2009)

IETF RFC 5234, Augmented BNF for Syntax Specifications: ABNF

IETF RFC 3986, Uniform Resource Identifier (URI): Generic Syntax

用語、定義、略語及び名前空間

4.1 用語及び定義

4.1.1

aggregation

集成

<UML> 集成体（aggregate）（全体）とその構成要素（4.9）（部分）間の、全体−部分関係 を規定する関連（4.1.6）の特別な形式

注記1：<UML>合成（4.1.12）を参照。

[ISO 19103:2015 4.1を引用][翻訳はJIS X 4170:2009 JC.12, JC.13を参照]

4.1.2

annotation

注釈

<OWL> オントロジー、実体、公理に関連付けられた追加情報

[OWLを引用]

[+}

4.1.3

annotation property

注釈特性

<OWL>オントロジー (4.1.29)、公理、又は IRI のテキスト注釈 (4.1.2) を提供するために使用される要素

[OWLを引用]

[+]

4.1.4

application ontology

応用オントロジー

応用スキーマ (4.1.5) 内の概念及び関係を表すオントロジー (4.1.29)

4.1.5

application schema

応用スキーマ

一つ以上の応用システムによって要求されるデータ (4.1.16) のための概念スキーマ(4.1.14)

[ISO 19101‑1:2014 4.1.2を引用][翻訳はJIS X 7109:2009 4.2を引用]

4.1.6

association

関連

<UML> 型付けされたインスタンス間で発生する可能性があるセマンティックな関係 

注記1：一対一関連（binary association）とは、正確に2つの分類子（4.8）間の関連である（分類子からそれ自体への関連の可能性を含む）。

[OMG UML, Superstructure, version 2.4.1, 7.3.3を引用]

4.1.7

attribute

属性

<UML> 分類子のインスタンスが保持する値域を記述する分類子内における素性

[ISO 19103:2015 4.5を引用]

備考1）定義中の「素性」は、UMLで使用される用語としての"feature"の訳語である。UMLの用語であることを明確にするために、JIS X 4170:2009 JC.79に倣い「素性」（そせい）をあてた。なお、JC.79における定義は次のとおりである。「操作又は属性のような特性。インタフェース、クラス、又はデータ型のような分類子中にカプセル化されている。」

4.1.8

cardinality

基数

<UML> 集合の要素数

注記1：多重度は可能な要素数の値域を示すという意味で、基数とは異なる。

[ISO 19103:2015 4.6を引用]

4.1.9

class

クラス

<OWL> 個物(4.1.20)の集合

[OWLを引用]

[+]

4.1.10

class

クラス

<UML> 同じ属性（4.1.7）、操作（4.1.30）、メソッド、関係及び意味をもつオブジェクトの集合の記述

[ISO 19103:2015 4.7を引用] [翻訳はJIS X 4170:2009 JC.34を引用]

4.1.11

codelist

符号リスト、コードリスト

許容する値のための符号を含む、値の定義域。

[ISO 19136:2007 4.1.7を引用][翻訳はJIS X 7136:2012 4.1.7を参照]

4.1.12

composition

合成

<UML> 合成オブジェクト（全体）がその構成オブジェクト（部分）の存在と格納の責務を負う集成(4.1.1)

[ISO 19103:2015 4.10を引用]

4.1.13

conceptual model

概念モデル

論議領域(4.1.36)の概念を定義するモデル

[ISO 19101‑1:2014 4.1.5を引用]

4.1.14

conceptual schema

概念スキーマ

概念モデル（4.1.13）の形式的な記述

[ISO 19101‑1:2014 4.1.6を引用]

4.1.15

constraint

制約

<UML> 要素のセマンティクスの一部を明確にする目的で、自然言語テキストまたは機械可読言語で表現された条件又は制限

[ISO 19103:2015 4.13の引用]

4.1.16

data

データ

情報の表現であって、伝達、解釈又は処理に適するように形式化され、再度情報として解釈できるもの

[ISO/IEC 2382:2015 2121272を引用][翻訳はJIS X 0001:1994 01.01.02を引用]

4.1.17

data property

データ特性

<OWL> 個物(4.1.20) 及び型付きリテラル (4.1.21) の間のセマンティックな関連 (4.1.6)

注記1：データ特性は、記述論理では「具象的な特性」と呼ばれることもある。

[OWLを引用]

[+]

4.1.18

datatype

データ型

<OWL> 具体的なデータ (4.1.16) 値の集合を表す実体

例: xsd:string、xsd:integer、xsd:decimal

注記1：データ型は、個物(4.1.20) のクラス (4.1.9) とは異なる。後者は URI で示され、参照によって使用される場合がある。

[OWLを引用]

[+]

4.1.19

generalization

汎化

<UML> 同じ要素型のより一般的な要素とより具体的な要素の間の分類上の関係

注記 1：より一般的な要素が許可されている場合、より具体的な要素のインスタンスを使用できる。

[ISO 19103:2015 4.18を引用]

[+]

4.1.20

individual

個物

クラス（4.1.9）のインスタンス

注記1：これはクラスの外延に含まれる資源である。

[OWL Web Ontology Language Guideを参照]

備考1)indivisualの説明が、OWL Web Ontology Language Guideの3.1.2 Individualsに見られる。https://www.w3.org/TR/owl-guide/

4.1.21

literal value

literal

リテラル値

リテラル

定数として、明示的に指定された値

例："1"^^xsd:integer, "abc"^^xsd:string

注記1：これは、置換の連鎖を解決することによって決定される値(変数など)と対比される。

[ISO 19143:2010 4.15を参照]

4.1.22

localName

localName

名前空間から直接アクセスできる局所的なオブジェクトへの参照 (4.1.25)

[ISO 19103:2015 を参照–規格本文の7.5.5.1から引用]

備考1) "localName"は規格本文 のFigure 21に示されている、UMLクラス図中のクラス名なので、和訳しないでそのまま用いる。

4.1.23

metadata

メタデータ

資源についての情報

[ISO 19115‑1:2014 4.10を引用]

4.1.24

multiplicity

多重度

<UML> 集合の許容基数の範囲の仕様

[ISO 19103:2015 4.24を引用]

4.1.25

namespace

名前空間

<general> 文字列で表現される名前をもち、それをオブジェクトに対応付けることが可能になる領域

注記 1: 名前は、名前空間によって強制される局所的な制約 (4.1.15) の対象となる場合がある。

4.1.26

namespace

名前空間

<RDF> 関連する資源の集合の識別子で使用される共通の URI 接頭辞又は語幹

注記1：RDF 名前空間は localName (4.1.22) と連結され、RDF リソースの完全な URI 識別子を作成する。すべての RDF リソースは URI によって識別される。対照的に、XML 名前空間 URI はローカル XML コンポーネント名に作用するが、これらを一つの識別子文字列に結合するための規則はない。

備考1）定義中の「語幹(stem)」とは、用言の活用語尾を取り除いた変化しない部分を指す。例えば日本語では、「着る」「着れば」「着ろ」等に変化するが「着」が語幹になる。

4.1.27

namespace

名前空間

<XML>URI参照によって識別される名前の集まり。XML文書では要素名や属性名として使用される。

[ISO/TS 19139:2007 4.1 を引用]

4.1.28

object property

オブジェクト特性

<OWL> 個物(4.1.20)の対間のセマンティックな関連 (4.1.6)

注記 1: オブジェクト特性は、記述論理では「抽象特性」と呼ばれることもある。

[OWLを引用]

[+]

4.1.29

ontology

オントロジー

意図された意味を明示して、現象とその相互関係を説明する、定義や公理を含む基礎となる語彙を伴う、論議領域（4.1.38）中の現象の形式的な表現

[ISO 19101‑1:2014 4.1.26を引用]

4.1.30

operation

操作

<UML> 名前、型（4.36）、一つ以上のパラメータ及び、関連する振る舞いを発動するための制約（4.13）を示す分類子（4.8）の、振る舞いを伴う素性

[ISO 19103:2015 4.26を引用]

4.1.31

package

パッケージ

<UML> 要素をグループ内で組織化する、汎用的な仕組み

注記1：パッケージはグループ化された要素の名前空間(4.1.27)を示す。

[ISO 19103:2015 4.27を参照]

[+]

4.1.32

property restriction

特性制限

<OWL> 値と基数に関する制約 (4.1.15) の定義による特別な種類のクラス (4.1.9) の規定

[OWLを引用]

[+]

4.1.33

qualified cardinality

限定付き基数

<OWL> 基数 (4.1.8) データ特性 (4.1.17) またはオブジェクト特性 (4.1.28) によって接続され、限定範囲 [データ型 (4.1.18) 又はクラス (4.1.9)] 内のインスタンスであるリテラル (4.1.21) 又は個物 (4.1.20) に適用される制限

[OWLを引用]

[+]

4.1.34

source document

ソースドキュメント

リソースの元の定義を含むドキュメント

[+]

4.1.35

stereotype

ステレオタイプ

<UML> 拡張されたメタクラスに使用されるものの代わり又はそれに加えて、プラットフォームまたは分野固有の用語又は表記を使用できるようにする、既存のメタクラスの拡張

[ISO 19103:2015 4.33を引用]

4.1.36

universe of discourse

論議領域

関心あるものすべてを含んだ、実世界又は仮想世界のビュー

[ISO 19101‑1:2014 4.1.38を引用][翻訳はJIS X 7109:2009 4.17を参照]

4.1.37

unqualified cardinality

非限定基数

<OWL> 基数 (4.1.7) データ特性 (4.1.17) 又はオブジェクト特性(4.1.28) によって接続されたすべてのリテラル (4.1.21) 又は個物 (4.1.20) に適用される制約

[OWLを引用]

[+]

4.2   略語

DL Description Logic　記述論理

IRI Internationalized Resource Identifier　国際化資源識別子

MOF MetaObject Facility

OMG Object Management Group

OWL Web Ontology Language (version 2)　Webオントロジー言語（第２版）

RDF Resource Description Framework

RDFS RDF Schema

SKOS Simplified Knowledge Organization System

UML Unified Modeling Language　統一モデリング言語

URI Universal Resource Identifier　統一資源識別子

XML eXtensible Markup Language　拡張マーク付け言語

XSD XML Schema Definition

4.3 名前空間

dc Dublin Core http://purl.org/dc/elements/1.1/[5]

dct Dublin Core http://purl.org/dc/terms/

owl Web Ontology Language http://www.w3.org/2002/07/owl#

rdf Resource Description Framework http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#

rdfs RDF Schema http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#

skos Simple Knowledge Organization System http://www.w3.org/2004/02/skos/core#

19150-2owl Requirements class for conversion of a UML package from the ISO/TC 211 Harmonized Model to OWL http://standards.iso.org/iso/19150-2/req/owl

19150-2owl-conf Conformance class for conversion of a UML package from the ISO/TC 211 Harmonized Model to OWL http://standards.iso.org/iso/19150-2/conf/owl

19150-2app Requirements class for formalization of an application schema in OWL http://standards.iso.org/iso/19150-2/req/applicationSchema

19150-2app-conf Conformance class for formalization of an application schema in OWL http://standards.iso.org/iso/19150-2/conf/applicationSchema

iso19150-2 Base ontology elements required for formalization of UML models and application schemas in OWL http://def.isotc211.org/iso19150-2/2012/base#

exPk Generic prefix for examples for UML and conceptual schema language rules http://def.isotc211.org/example/aPackage#

exPkCode Generic prefix for examples of code-lists for UML and conceptual schema language rules http://def.isotc211.org/example/aPackage/code/

myapp Dummy prefix for examples, representing an application schema namespace

xsd XML Schema Definition http://www.w3.org/2001/XMLSchema#

gfm ontology describing the General Feature Model (ISO 19109:―2))

参考文献

[1] Brodeur J. et al., Revisiting the Concept of Geospatial Data Interoperability within the Scope of a Human Communication Process. Trans. GIS. 2003, 7 (2) pp. 243–265

[2] Daconta M.C., Obrst L.J., Smith K.T., The Semantic Web: A Guide to the Future of XML, Web Services, and Knowledge Management. Wiley Publishing, Inc, 2003

[3] Gruber T.R., A translation approach to portable ontologies. Knowl. Acquis. 1993, 5 pp. 199–220

[4] Hitzler P., Krötzsch M., Rudolph S., 2010, Foundations of Semantic Web Technologies (Chapman &Hall/CRC (Taylor & Francis Group)).

[5] IETF RFC 5013, The Dublin Core Metadata Element Set, Available at <http://www.ietf.org/rfc/rfc5013.txt >

[6] ISO 8601:2004, Data elements and interchange formats — Information interchange — Representation of dates and times

[7] ISO 19110, Geographic information — Methodology for feature cataloguing

[8] ISO 19136, Geographic information — Geography Markup Language (GML)

[9] ISO/TS 19139, Geographic information — Metadata — XML schema implementation

[10] Object Management Group, 2011, OMG Unified Modeling Language (OMG UML), Superstructure (Version 2.4.1) (Object Management Group), http://www.omg.org/spec/UML/2.4.1/Superstructure.

[11] Object Management Group, Ontology Definition Metamodel, formal/2009-05-01. OMG, Needham, MA, 2009

[12] Rumbaugh J., Jacobson I., Booch G., The Unified Modeling Language Reference Manual. Addison-Wesley Professional, Second Edition, 2005

[13] W3C, 2008, Cool URIs for the Semantic Web, W3C. Available at <http://www.w3.org/TR/cooluris/>

[14] W3C, 2012, OWL 2 Web Ontology Language Primer (Second Edition) W3C Recommendation 11 December 2012, W3C. Available at <http://www.w3.org/TR/owl-primer/>

[15] W3C, 2013, SPARQL 1.1 Query Language, W3C Recommendation 21 March 2013, W3C. Available at <http://www.w3.org/TR/sparql11-query/>

[16] W3C, 2014, RDF 1.1 Concepts and Abstract Syntax, W3C Recommendation 25 February 2014, W3C. Available at <http://www.w3.org/TR/rdf11-concepts/>

[17] W3C, 2014, RDF 1.1 TriG, W3C Recommendation 25 February 2014, W3C. Available at <http://www.w3.org/TR/trig/>

[18] W3C RDF/XML, RDF/XML Syntax Specification (W3C Recommendation 10 February 2004)

[19] W3C Turtle, Terse RDF Triple Language (Working Draft 10 July 2012)

[20] ISO/IEC 2382:2015, Information technology — Vocabulary

1) 近日公開 (ISO/TS 19103:2005の改訂版) これはISO 19103:2015である。

2) 近日公開 (ISO 19109:2005の改訂版) これはISO 19109:2015である。

(2025-02-26)