A Practical Guide To Building OWL Ontologies
Using Prot´eg´e 4 and CO-ODE Tools
Edition 1.3
Matthew Horridge
Contributors
v 1.0 Holger Knublauch , Alan Rector , Robert Stevens , Chris Wroe
v 1.1 Simon Jupp, Georgina Moulton, Robert Stevens
v 1.2 Nick Drummond, Simon Jupp, Georgina Moulton, Robert Stevens
v 1.3 Sebastian Brandt
The University Of Manchester
Copyright
c
The University Of Manchester
March 24, 2011
Contents
1 Introduction 7
1.1 Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 Requirements 9
3 What are OWL Ontologies? 10
3.1 Components of OWL Ontologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.1.1 Individuals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.1.2 Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1.3 Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4 Building An OWL Ontology 13
4.1 Named Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.2 Disjoint Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.3 Using Create Class Hierarchy To Create Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.4 OWL Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.5 Inverse Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.6 OWL Object Property Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.6.1 Functional Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.6.2 Inverse Functional Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.6.3 Transitive Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.6.4 Symmetric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1
4.6.5 Asymmetric properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.6.6 Reflexive properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.6.7 Irreflexive properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.7 Property Domains and Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.8 Describing And Defining Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.8.1 Property Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.8.2 Existential Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.9 Using A Reasoner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.9.1 Invoking The Reasoner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.9.2 Inconsistent Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.10 Necessary And Sufficient Conditions (Primitive and Defined Classes) . . . . . . . . . . . . 53
4.10.1 Primitive And Defined Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.11 Automated Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.12 Universal Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.13 Automated Classification and Open World Reasoning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.13.1 Closure Axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.14 Value Partitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.14.1 Covering Axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.15 Adding Spiciness to Pizza Toppings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.16 Cardinality Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.17 Qualified Cardinality Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5 Datatype Properties 76
6 More On Open World Reasoning 83
7 Creating Other OWL Constructs In Prot´eg´e 4 89
7.1 Creating Individuals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
7.2 hasValue Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2
7.3 Enumerated Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
7.4 Annotation Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
7.5 Multiple Sets Of Necessary & Sufficient Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
A Restriction Types 97
A.1 Quantifier Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
A.1.1 someValuesFrom – Existential Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
A.1.2 allValuesFrom – Universal Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
A.1.3 Combining Existential And Universal Restrictions in Class Descriptions . . . . . . 99
A.2 hasValue Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
A.3 Cardinality Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
A.3.1 Minimum Cardinality Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
A.3.2 Maximum Cardinality Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
A.3.3 Cardinality Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
A.3.4 The Unique Name Assumption And Cardinality Restrictions . . . . . . . . . . . . 101
B Complex Class Descriptions 102
B.1 Intersection Classes (u) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
B.2 Union Classes (t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
C Plugins 104
C.1 Installing Plugins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
C.2 Useful Plugins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
C.2.1 Matrix Plugin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
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Copyright
Copyright The University Of Manchester 2007
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