ISO 19150-4:2019

ISO 19150-4:2019　地理情報−オントロジー　第４部：サービスオントロジー

ISO 19150-4:2019 Geographic information — Ontology — Part 4: Service ontology

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:-4:ed-1:v1:en

序文

セマンティックWebによって、データのWebが導入されてきた。データのWebは、基本的に、文書ではなく、機械処理可能なデータに重点を置いたWebの拡張である。これは、人々が実世界の現象及び出来事について独自の視点、理解、又は抽象化に基づいて問い合わせを実行し、人々が互いに通信する際に正確で詳細かつ適切な回答を得ることができる、世界規模の巨大なオープン データベースと見ることができる。このアプローチには、オントロジーに基づく推論機能が含まれる。この規格ではセマンティックWebが、地理情報の分野に新しい機会をもたらし、地理情報のセマンティックな相互運用を実現するために、新しい世代の標準を策定する。

基本的に、オントロジーは哲学に由来し、世界そのものの本性の研究を指す。情報技術及び人工知能の分野では、明示的な概念化仕様を示すためにオントロジーという用語を借用した[2]。地理情報において、オントロジーは、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及び公理を含む、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]。情報技術及び人工知能では、「物事（things）」の認識という文脈において、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。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、さまざまな形で形式化できる[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。

セマンティックWebでは、オントロジーはデータの意味を定義し、機械や応用システムが読み取れる形式でデータを説明する。データを使用する応用システムも、それに関連付けられたオントロジーを通じて、その固有の意味にアクセスできる。オントロジーは、異なるコミュニティによって取得された様々な種類のデータを、意味の類似性に基づいて関連付けることで統合できる。そのために、W3Cは、Web上で形式的な意味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) ファミリーを提案した [3][36]。この規格は ISO/TS 19150-1 によって導入されたものであり、特に、Web 上のデータ処理を目的とした地理情報サービス コンポーネント及びその動作の記述に貢献し、ISO 19101-1 で特定されているオントロジーを通じてセマンティック Web のメリットを享受し、支えるための ISO 地理情報標準の策定に役立つ。

地理情報 Web サービスは、Web を構成する重要なコンポーネントである。セマンティック Web は、地理情報 Web サービスのオントロジーを導入することで、それらの間の情報交換を容易にすることに役立つ。地理情報 Web サービスを支援して、人間の介入を最小限に抑えながらシームレスな、機械の相互運用を可能にするために、それらの検出、構成、及び呼び出しを自動化することが可能である。オントロジーを通じて、機能、選択、アクセス、構成、及び呼び出しの観点から地理情報サービスのセマンティックな注解は、セマンティックWeb上の地理情報Webサービスの相互運用性を支援するために必要である[24]。したがって、この規格は、地理情報サービスオントロジーの枠組み及びOWLでの地理情報ウェブサービスの規定を示す。

備考2）「注解」とは、ここでは、データにタグやメタデータを付加して、データを説明することを指す。

適用範囲

この規格は、地理情報サービスオントロジーの枠組み及び、Web オントロジー言語 (OWL) による地理情報 Web サービスの記述法を定める。

OWL は、オントロジーに採用されている言語である。

この規格では、必要に応じてサービスメタデータ (ISO 19115-1) 及びサービス定義 (ISO 19119) を使用する。

この規格では、セマンティクス演算子及びオントロジーのための規則は定義されておらず、応用オントロジーも提示していない。

ISO 19101-1:2014, 6.2（備考1）との関連のもとで、この規格では、ISO地理情報参照モデルの次の目的を定義するとともに形式化する:

— Web 上でのデータ処理を目的とした地理情報サービスコンポーネントとその動作、及び

— セマンティック Web の長所を享受し、セマンティック Webを利用可能にするために ISO/TC 211 標準を役立てる（cast）ためのOWLオントロジー。

ISO 19101-1:2014, 8.3（備考2）との関連のもとで、この規格は ISO地理情報参照モデルの Meta:Service 基盤を規定している。

備考1）ISO 19101-1:2014, 6.2は" Scope in the ISO geographic information standards"、つまり「ISO地理情報規格の適用範囲」について記述している箇条である。

備考2）ISO 19101-1:2014, 8.3は"Reference model - semantic foundation"というタイトルをもつ箇条であり、参照モデルのセマンティックな階層、つまりMeta-meta、Meta、Application、Instance の各レベルでの参照モデルについて記述している。

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, Geographic information — Conceptual schema language

ISO 19115-1, Geographic information — Metadata — Part 1: Framework

ISO 19119, Geographic information — Service

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

用語、定義、略語、及び名前空間

この規格では、次に示す用語と定義が適用される。ISOとIECは、規格化に使用する用語データベースを次のアドレスにおいて維持・公開している。

— IEC Electropedia: http://www.electropedia.org/

— ISO オンライン閲覧プラットフォーム: http://www.iso.org/obp

3.1  用語及び定義

3.1.1

aggregation

集成

<UML> 集成体（aggregate）（全体）とその構成要素（部分）間の、全体−部分関係を規定する関連（3.1.2）の特別な形式

注記1：<UML>合成（3.1.8）を参照。

[ISO 19103:2015 4.1を引用]

3.1.2

association

関連

<UML> 型付けされたインスタンス （4.20） 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）。

[UML 2を引用][翻訳はISO 19103:2015 4.4を引用]

備考1）セマンティックな関係とは、意味的に矛盾が起きない関係を指す。

備考2） [UML 2]について、現時点におけるUML 2の版はOMG UML Version 2.5.1 (2017-12-05)である。

3.1.3

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

[UML 1を引用][翻訳はJIS X 4170:2009 JC.22を参照]

備考1）UML1.4.2, 4.5.2.6によれば、定義中の「素性（feature）」は「名前付きスロット」になっており、これは、識別子をもつ記憶領域といえる。

3.1.4

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。

[UML 1を引用][翻訳はJIS X 4170:2009 JC3.1を引用]

備考1) UML 1とはISO/IEC 19501:2005のことであり、その Glossaryでは、上記の定義に"Contrast: multiplicity"（対比語：多重性）と付記しているが注記１は含まない。

3.1.5

class

クラス

<OWL> 個物(3.1.14)の集合

[OWLを引用]

備考1）ここでOWLとは、

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/>

である。この文献の4.1 Classes and instances（クラス及びインスタンス）に定義が見られる。

3.1.6

class

クラス

<UML> 同じ属性（3.1.3）、操作、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

[UML 1を引用][翻訳はJIS X 4170:2009 JC.34を引用]

3.1.7

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を引用]

3.1.8

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(3.1.1)

[UML 2を引用][翻訳はISO 19103:2015 4.10を引用]

備考1） [UML 2]について、現時点におけるUML 2の版はOMG UML Version 2.5.1 (2017-12-05)である。

3.1.9

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

[UML 2を引用]

備考1) 定義はOMG UML 2.5.1:2017 7.8.3.1を引用

3.1.10

data property

データ特性

<OWL> 個物(3.1.14) 及び型付きリテラル (3.1.15) の間のセマンティックな関連 (3.1.2)

注記1：データ特性は、記述論理において「具象特性」と言われることがある。

[OWL]

[+]

3.1.11

data type

データ型

その定義域内の値に対して許可される、操作（4.26）を伴う、値の定義域(4.37）の仕様

例: xsd:string, xsd:integer, xsd:decimal.

注記1: データ型は個物（3.1.14）のクラスとは異なり、後者はURIで示され、参照によって使用される場合がある。

[+]

3.1.12

domain

領域、分野

<ontology> 主語-述語-目的語の三つ組に関与する主語クラスを制限する制約

備考1）「三つ組」の原語は"triple"であるが、RDFでは"triplet"という。

W3C, 2014, RDF 1.1 Primer (W3C Working Group Note 24 June 2014), W3C. Available at https://www.w3.org/TR/rdf11-primer/

3.1 Triplets 参照

3.1.13

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される場合は、より具体的な要素のインスタンスを使用できる。

[UML 2]

[+]

3.1.14

individual

個物

クラス (3.1.5) 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) "individual"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/

3.1.15

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。

3.1.16

metadata

メタデータ

資源についての情報

[ISO 19115-1:2014 4.10を引用]

3.1.17

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]

3.1.18

object property

オブジェクト特性

<OWL> 個物(3.1.14)の対間のセマンティックな関連 (3.1.2)

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]

備考1）ここでOWLとは、

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/>

である。4.4 Object properties（オブジェクト特性）を参照のこと。

3.1.19

ontology

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（3.1.23）中の現象の形式的な表現

[ISO 19101-1:2014 4.1.26を引用]

3.1.20

property

特性

<RDF> 主語リソース及び目的語リソースの関係

[RDFを引用]

備考1）RDFとは、

W3C, 2014, RDF 1.1 Primer (W3C Working Group Note 24 June 2014), W3C. Available at https://www.w3.org/TR/rdf11-primer/

3.1.21

property restriction

特性制限

<OWL> 値及び基数に対する制約の定義による、特別な種類のクラス (3.1.5)の記述 

[OWLを引用]

備考1）ここでOWLとは、

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/>

である。5.2 Property Restrictions (特性制約)を参照のこと。

3.1.22

range

値域

<ontology> 主語-述語-目的語の三つ組に関与するオブジェクトのクラスを制約する制限

注1：値域制限は、関数の値又は関係の範囲に対する型制約と考えることができる。

3.1.23

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]

3.2  略語

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

3.3  名前空間

19150-4service Requirements class for the identification and description of GeoWeb services http://standards.isotc211.org/iso19150/-4/1/req/geowebServiceIdenficationAndDescription/

19150-4service-conf Conformance class for the identification and description of GeoWeb Services http://standards.isotc211.org/iso19150/-4/1/conf/geowebServiceIdentificationAndDescription/

19150-4capabilities Requirements class for the capabilities of GeoWeb services http://standards.isotc211.org/iso19150-4/req/geowebServiceIdenficationAndDescription/

19150-4capabilities-conf Conformance class for the capabilities of GeoWeb Services http://standards.isotc211.org/iso19150/-4/1/conf/GeoWebServiceCapabilitiesgeowebServiceCapabilities/

19150-4metadata Requirements class for the metadata of GeoWeb services http://standards.isotc211.org/iso19150/-4/1/req/geowebServiceMetadata/

19150-4metadata-conf Conformance class for the metadata of GeoWeb Services http://standards.isotc211.org/iso19150/-4/1/conf/geowebServiceMetadata/

19150-4owl Requirements class for the OWL ontology http://standards.isotc211.org/iso19150/-4/1/req/owl/

19150-4owl-conf Conformance class for the OWL ontology http://standards.isotc211.org/iso19150/-4/1/conf/owl/

参考文献

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

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

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

[4] ISO 639-1, Codes for the representation of names of languages — Part 1: Alpha-2 code

[5] ISO 19101-1, Geographic information — Reference model — Part 1: Fundamentals

[6] ISO 19107, Geographic information — Spatial schema

[7] ISO 19108, Geographic information — Temporal schema

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

[9] ISO 19111, Geographic information — Spatial referencing by coordinates

[10] ISO 19112, Geographic information — Spatial referencing by geographic identifiers

[11] ISO 19115-1, Geographic information — Metadata — Part 1: Fundamentals

[12] ISO 19115-2, Geographic information — Metadata — Part 2: Extensions for imagery and gridded data

[13] ISO 19116, Geographic information — Positioning services

[14] ISO 19117, Geographic information — Portrayal

[15] ISO 19118, Geographic information — Encoding

[16] ISO 19119, Geographic information — Services

[17] ISO/TR 19121, Geographic information — Imagery and gridded data

[18] ISO 19123, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions

[19] ISO 19125-1, Geographic information — Simple feature access — Part 1: Common architecture

[20] ISO 19125-2 -2), Geographic information — Simple feature access — Part 2: SQL option

[21] ISO 19128, Geographic information — Web map server interface

[22] ISO 19142, Geographic information — Web feature service

[23] ISO 19143, Geographic information — Filter encoding

[24] ISO/TS 19150-1, Geographic information — Ontology — Part 1: Framework

[25] ISO 19153, Geospatial Digital Rights Management Reference Model (GeoDRM RM)

[26] ISO/IEC 19501:2005, Information technology — Open Distributed Processing — Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2

[27] ISO/IEC 19505-2:2012, Information technology — Object Management Group Unified Modeling Language (OMG UML) — Part 2: Superstructure

[28] IETF RFC 5141, A Uniform Resource Name (URN) Namespace for the International Organization for Standardization (ISO), Available at <http://www.ietf.org/rfc/rfc5141.txt>

[29] Open Geospatial Consortium Inc, 2006, OpenGIS Web Map Server Implementation Specification, OGC 06-042, Version: 1.3.0. Available at, http://www.opengeospatial.org/standards/wms

[30] Open Geospatial Consortium Inc, 2010, OGC Web Service Common Implementation Specification, version 2.0.0, OGC 06-121r9. Available at http://www.opengeospatial.org/standards/common

[31] W3C, 2004, OWL-S: Semantic Markup for Web Services (OWL-S 1.1) (W3C Member Submission 22 November 2004). Available at https://www.w3.org/Submission/OWL-S/

[32] OWL-S, Semantic Markup for Web Services (OWL-S release 1.2). Available at http://www.daml.org/services/owl-s/1.2/overview/

[33] W3C, 2005, Semantic Web Services Ontology (SWSO) (W3C Member Submission 9 September 2005). Available at https://www.w3.org/Submission/SWSF-SWSO/

[34] W3C, 2005, Web Service Modeling Ontology (WSMO) (W3C Member Submission 3 June 2005), Available at https://www.w3.org/Submission/WSMO/

[35] W3C, 2010, WSMO-Lite: Lightweight Semantic Descriptions for Services on the Web (W3C Member Submission 23 August 2010). Available at https://www.w3.org/Submission/WSMO-Lite/

[36] 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/

[37] W3C, 2014, RDF 1.1 Primer (W3C Working Group Note 24 June 2014), W3C. Available at https://www.w3.org/TR/rdf11-primer/

[38] ISO 639-2, Codes for the representation of names of languages — Part 2: Alpha-3 code

2) 廃止（withdrawn）規格

(2025-03-11)