RDFスキーマ -- リソース表現の語彙定義

RDFスキーマとは

RDFはリソースのプロパティやリソース間の関係を記述するモデル[RDF-C]を提供しますが、そこで使われるプロパティそのものについては直接定義しません。creator, date, channelといったプロパティ（リソース記述の語彙）は、RDFのスキーマ[RDFS]を用いて別途定義し、それをURIで参照します。

RDFスキーマは、これらのプロパティや一般的なリソースのカテゴリを定義するための基本的なメカニズムを提供します。仕様で用意される基本クラス、基本プロパティなどを用いて、必要なクラスを定義し、そのインスタンスやサブクラスを導いていく方法は、オブジェクト指向言語になぞらえて理解することもできます。

RDFスキーマは、語彙を定義するもっとも基本的な仕組みです。知識を表現するためのより詳細な語彙や関係性の定義のためには、このスキーマのツールをもとに、オントロジー言語[WEBONT]などを設計し、利用していくことになります。

基本クラスと基本プロパティ

RDFスキーマでは、主として次に示す4つの基本クラスと7つの基本プロパティを用いて語彙を定義していきます。以下、rdf:はRDFモデル構文の名前空間、rdfs:はRDFスキーマの名前空間を表すものとします（仕様書で示されている全クラス、プロパティは、本稿の最後に一覧で示します）。

クラスとサブクラスの定義

簡単なクラス派生の例を見てみましょう。まず最初にMusicクラスを、rdfs:Classタイプのリソースとして定義します。次に、このMusicクラスを元にして、SymphonyとConcertoという2つのサブクラスを導いてみます。スキーマの名前空間をex:で表すことにすると、これらのクラスの派生関係のモデルは、次のようなものです。

RDFのXML構文を用いると、このクラス定義のスキーマは次のように記述することができます。

<!DOCTYPE rdf:RDF [
 <!ENTITY rdf 'http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#'>
 <!ENTITY rdfs 'http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#'>
 ]>
<rdf:RDF xmlns:rdf="&rdf;" xmlns:rdfs="&rdfs;">

 <rdf:Description rdf:ID="Music">
  <rdf:type rdf:resource="&rdfs;Class"/>
 </rdf:Description>

 <rdf:Description rdf:ID="Symphony">
  <rdf:type rdf:resource="&rdfs;Class"/>
  <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Music"/>
 </rdf:Description>

 <rdf:Description rdf:ID="Concerto">
  <rdf:type rdf:resource="&rdfs;Class"/>
  <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Music"/>
 </rdf:Description>

</rdf:RDF>

ここで、それぞれの主語となるリソースは「クラス」ですから、すべてrdf:typeプロパティがrdfs:Classであるという文も合わせて記述されています。このスキーマが名前空間ex:で定義されているとして、これらはex:Musicなどとして参照利用することができるわけです。

 <rdfs:Class rdf:ID="Symphony">
  <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Music"/>
 </rdfs:Class>

プロパティの定義

プロパティは、rdf:Propertyクラスのインスタンスとして定義します。プロパティがどんな性質を持つかを定めるために、rdfs:domainとrdfs:rangeで、関連づけるリソースの型情報を与えます。

ここでは例として、音楽の作曲家というプロパティを定義してみます。rdfs:domainとrdfs:rangeのイメージを具体的にするために、上記のMusicクラスがhttp://kanzaki.com/ns/example#で定義されているものとし、さらに同じ名前空間で人物を示すPersonクラスも定義されているものとします。

<!DOCTYPE rdf:RDF [
 <!ENTITY rdf 'http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#'>
 <!ENTITY rdfs 'http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#'>
 <!ENTITY ex 'http://kanzaki.com/ns/example#'>
 ]>
<rdf:RDF xmlns:rdf="&rdf;" xmlns:rdfs="&rdfs;" xmlns:ex="&ex;">

 <rdf:Description rdf:about="&ex;composer">
  <rdf:type rdf:resource="&rdf;Property"/>
  <rdfs:domain rdf:resource="&ex;Music"/>
  <rdfs:range rdf:resource="&ex;Person"/>
 </rdf:Description>

</rdf:RDF>

ここでは、composerというプロパティを用いた文は、主語がMusicクラスのインスタンス、目的語がPersonクラスのインスタンスであることを示しています。さらに、このプロパティがDublin Coreのdc:creatorプロパティを精密化するものであると考えれば、

[例4] <rdfs:subPropertyOf rdf:resource="&dc;creator"/>

また、例2と同様の短縮構文を用いて、rdf:Description要素をrdf:Propertyで置き換えることも可能です。

[例5] <rdf:Property rdf:about="&ex;composer">

リソースの記述とプロパティ定義の関連

ここで定義したプロパティを、簡単なリソースの記述に利用し、それぞれの関係がどのようになるのかRDFのグラフで確認してみましょう。

<rdf:RDF xmlns...>
 <rdf:Description rdf:about="urn:isbn:0-393-09770-8">
  <ex:composer>
   <rdf:Description>
    <ex:name>Igor Stravinsky</ex:name>
   </rdf:Description>
  </ex:composer>
  <dc:title>Petrushka</dc:title>
 </rdf:Description>
</rdf:RDF>

音楽にURIを与えるのは難しいので、ここではストラヴィンスキー作曲の「ペトルーシュカ」について、そのスコア（楽譜）のISBNをURNとして記述しています。作曲家に例3で定義したプロパティを、作品名にDublin Coreを用いて記述しました。

例6は、domain, rangeの定義から主語はex:Musicクラス、目的語はex:Personクラスのインスタンスであることが分かります。従って、次のように書くのと同等の情報を暗黙的に持っていることになります。

<rdf:RDF xmlns...>
 <ex:Music rdf:about="urn:isbn:0-393-09770-8">
  <ex:composer>
   <ex:Person>
    <ex:name>Igor Stravinsky</ex:name>
   </ex:Person>
  </ex:composer>
  <dc:title>Petrushka</dc:title>
 </ex:Music>
</rdf:RDF>

このRDFを、グラフで示したものが次の図です。

グラフの上半分は、例1,例3のクラス、プロパティ定義（の一部）、下半分の四角で囲まれた部分が例5のリソース記述のグラフです。プロパティcomposerの主語がrdfs:domainで示したクラス（Music）、目的語がrdfs:rangeで示したクラス（Person）に対応していることが確認できます。

その他の主なプロパティなど

語彙の定義を柔軟に行うため、さらにいくつかのプロパティが仕様で用意されています。

rdfs:seeAlso

リソースについて、他の場所でさらに情報が得られることを示します。

rdfs:isDefinedBy

リソースの定義場所を示すもので、rdfs:seeAlsoのサブプロパティです。プロパティの定義にrdfs:isDefinedByを加えておけば、そのプロパティを参照するための名前空間が明確になります。

rdf:value

RDFの記述に置いて、プロパティの値が構造化されたリソースとなる場合（たとえば単位と数値の両方があるなど）に、その主たる値を示すために用います。名前空間が示すように、リソース定義よりむしろリソース記述に使われるプロパティです。

クラスとクラス外延（補足）

クラスはよく集合を用いて説明されますが、ex:PersonのようなクラスURIは、そのクラスに属するメンバー（たとえば人物）全体の集合を表すわけではありません。クラスのメンバーの集合は、クラス外延と呼ばれます。ex:Igorがex:Personのインスタンスであるということは、ex:Igorの表すリソースがex:Personのクラス外延（集合）の要素であることを意味します。CがPのサブクラスであるとき、Cの外延はPの外延の部分集合になります。

次の図ではIEXT(classURI)がクラス外延を表しています（点線でクラスリソースと外延を結んでいます）。

rdfs:Resourceが「リソース一般を表す基本クラス」でrdfs:Classが「クラスという概念を示すクラス」ということは、

• rdfs:Resourceはrdfs:Classのインスタンス（つまりクラスの一種）
• rdfs:Classはrdfs:Resourceのサブクラス（つまりクラスは全てリソース）

という、少し混乱しそうな定義を導きます。これは、

• rdfs:Resourceで表されるリソースはrdfs:Classの外延（IEXT(rdfs:Class)＝内側の集合）の要素であり、
• そのIEXT(rdfs:Class)は、IEXT(rdfs:Resource)（＝外側の集合）の部分集合である

ということを意味しています。図からその関係が分かるでしょうか。

参照文献

[RDFS]

Dan Brickley and R.V. Guha eds., RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF Schema, 2004-02-10, W3C Recommendation

<http://www.w3.org/TR/rdf-schema/>

[RDF-C]

Graham Klyne and Jeremy Carroll eds., Resource Description Framework (RDF): Concepts and Abstract Syntax, 2004-02-10, W3C Recommendation

<http://www.w3.org/TR/rdf-concepts/>

[RDF/XML]

Dave Beckett ed., RDF/XML Syntax Specification (Revised), 2004-02-10, W3C Recommendation

<http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar/>

[RDF-PRIMER]

Frank Manola, Eric Miller, RDF Primer, 2004-02-10, W3C Recommendation

<http://www.w3.org/TR/rdf-primer/>

[RDFMS]

Ora Lassila, et al., Resource Description Framework (RDF) Model and Syntax Specification, 1999, W3C Recommendation (Obsolete)

<http://www.w3.org/TR/REC-rdf-syntax>

[WEBONT]

Michael K. Smith, et al., Web Ontology Language (OWL) Guide Version 1.0, 2002-11-04, W3C Working Draft

<http://www.w3.org/TR/owl-guide/>