Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии ВведениеВведение Всероссийская научная конференция «Электронные. - презентация

1 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии ВведениеВведение Всероссийская научная конференция «Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии, электронные коллекции» - RCDL2009, Петрозаводск, Россия, 2009 Ахлёстин А.Ю., Козодоев А.В., Козодоева Е.М., Лаврентьев Н.А., Привезенцев А.И., Фазлиев А.З. RCDL-2009

2 Содержание Горизонтальная иерархия предметных областей Ресурс. RFC 2396 Логическая теория Постановка задачи Модель спектроскопии атмосферных газов (0- и 1-ое приближение) Источники данных, содержащие решения задач спектроскопии Проблема достоверности решений задач молекулярной спектроскопии Индивиды прикладной онтологии (структуры индивидов) Статистика утверждений по задачам и приближениям Классы прикладной онтологии (проблема достоверности (формальные ограничения и проверка опубликования)) Проверка ограничений на опубликование. Декомпозиция составных источников данных для молекулы воды ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии RCDL-2009

3 Горизонтальная иерархия предметных областей ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Климат и погода Атмосферная радиацияАтмосферная химия Атмосферная спектроскопия Вещество DIS (H 2 O), DIS (CO 2 ), green-house gases RCDL-2009

4 ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии ИВС по климату ( ТГУ, ИВТ СО РАН ) Распределенная ИВС по атмосферной радиации Распределенная ИВС по молекулярной спектроскопии Распределенные ИВС института оптики атмосферы СО РАН RCDL-2009

5 Virtual Atomic and Molecular Center ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии RCDL-2009 Name of the coordinating person: Professor M.L. Dubernet, LPMAA/CNRS FP7 – e-Infrastructure Program Project 15 legal partners - 21 institutes or departments France, UK, Austria, Italia, Sweden, Germany, Serbia Russian Federation (Insititute of Spectroscopy AN, Institute of Atmospheric Optics SB RAS, Institute of Astronomy RAS, Institute of Technical Physics) Venezuela Duration 1 July 2009 – 31 December 2012

6 Ресурс. RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии RFC 2396: Ресурс: Ресурсом может быть все то, что идентифицировано. Типичным примером является электронный документ, изображение, сводка погоды и коллекция иных ресурсов. Не все ресурсы достижимы по сети, но корпорации, бытие человека, книги в библиотеке тоже можно рассматривать как ресурсы. Ресурс является концептуальным отображением в сущность или набор сущностей, не обязательно той сущности, которой соответствует данное отображение в любой частный момент времени. Т.о., ресурс может быть неизменным, даже тогда, когда его содержание --- сущности которым он соответствует --- изменяется во времени, что обеспечивается тем фактом, что концептуальное отображение не изменяется в процессе.

7 Логическая теория. RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Термины и высказывания в науке объединяются в комплексы. В логической теории научных знаний обычно рассматриваются такие из них, которые образуются по правилам логического следования и замены терминов и называются теориями. Теории будем обозначать символами Th, Th1, Tk2,.... Тот факт, что Y получается из высказывания теории Th по упомянутым правилам, будем записывать символом Th Y. Пусть каким-то образом задана область исследования и строятся или в принципе могут быть построены высказывания Х1,..., Xn, относящиеся к этой области исследования. Пусть t1,..., tm суть термины, фигурирующие в этих высказываниях. Пусть, далее, Y1,..., Yk есть некоторая совокупность определений и универсальных высказываний, образованных из общих терминов, а t1,..., tl - фигурирующие в них термины. D1. Y1,..., Yk образуют теорию относительно X1,..., Xn, если и только если Y1*...* Yk X1, …, Y1*...* Yk Xn. Зиновьев А.А., Основы логической теории знаний, М., Наука, 1967, 260с.

8 Логическая теория. RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии D2. Высказывания, входящие в данную теорию, разделяются на исходные (первичные) и производные. Исходные просто принимаются как нечто данное, производные же выводятся посредством исходных. В число исходных утверждений теории могут включаться: 1) утверждения, которые могут быть получены (и получаются) и проверены независимо от построения данной теории и от прочих ее утверждений (в частности, это могут быть результаты наблюдений); в частности, в число исходных утверждений теории могут входить какие-то из X1,... 2) утверждения, представляющие собою трансформации определений первичных терминов; 3) допущения. D3. Термины, фигурирующие в данной теории, точно также разделяются на исходные (первичные) и производные. Исходные термины суть термины, не определяемые друг через друга и фигурирующие в исходных утверждениях, а производные термины, определяемые через исходные. Зиновьев А.А., Основы логической теории знаний, М., Наука, 1967, 260с.

9 Постановка задачи ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Создать прикладную онтологию информационных ресурсов по молекулярной спектроскопии воды 1.Построить распределенную информационную систему по молекулярной спектроскопии, содержащую решения задач молекулярной спектроскопии и свойств этих решений 2.Создать открытую вычислимую логическую теорию свойств решений задач молекулярной спектроскопии 3.Сформировать A-box, содержащий полный набор опубликованных решений выбранных задач спектроскопии воды RCDL-2009

10 ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Задача нахождения уровней энергии изолированной молекулы (T1) Задача вычисления коэффициентов Эйнштейна(Т6) Задача нахождения параметров спектральных линий (ET) Измерение спектров (E) Задача приписывания квантовых чисел (T5) Задача нахождения частот перехода изолированной молекулы (T2) Задача нахождения уровней энергии изолированной молекулы (T1) Задача нахождения параметров спектральной линии молекулы (T3) Задача нахождения спектральных функций (T4) Прямые задачи Обратные задачи В качестве модели предметной области выбраны две цепи задач. Модель спектроскопии атмосферных газов (процедурная предметная область, 0-ое приближение) RCDL-2009

11 ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Задача нахождения уровней энергии изолированной молекулы (T1) Задача вычисления коэффициентов Эйнштейна(Т6) Задача нахождения параметров спектральных линий (ET) Задача приписывания квантовых чисел (T5) Задача нахождения частот перехода изолированной молекулы (T2) Задача нахождения уровней энергии изолированной молекулы (T1) Задача нахождения параметров спектральной линии молекулы (T3) Задача нахождения спектральных функций (T4) Прямые задачи Обратные задачи Модель спектроскопии атмосферных газов (процедурная предметная область, 1-ое приближение) Среднеквадратические отклонения RCDL-2009

12 От неструктурированной модели данных к логической теории От неструктурированной модели данных к логической теории ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии RCDL-2009

13 ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Элементарное решение спектроскопической задачи Характеристики источника данных Характеристики источника данных молекула – H 2 O список физических величин – уровни энергии E (cm -1 ), квантовые числа (v 1 v 2 v 3 J K a K c ), поправки к значению уровня энергии dE (см -1 ), число переходов, использованных при определении уровня публикация - Schwenke D.W., New H 2 O Rovibrational Line Assignments. // Journal of Molecular Spectroscopy, 1998, v. 190, no. 2, p данные - ……………………………………………………………… Составные решения задач молекулярной спектроскопии HITRAN, GEISA, …. Источники данных, содержащие решения задач спектроскопии RCDL-2009

14 Проблема достоверности решений задач молекулярной спектроскопии ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Формальные ограничения Тип данных – квантовые числа – натуральные числа, интенсивность, полуширина, частота, уровни энергии – положительные действительные числа, …. Интервал изменения – 0 < частота < cm -1, cm/mol < интенсивность

15 ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Properties for solution of spectroscopic problem Т6 Модель спектроскопии атмосферных газов (процедурная предметная область, 0-ое приближение) RCDL-2009

16 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Модель спектроскопии атмосферных газов (процедурная предметная область, 1-ое приближение)

17 Индивидыприкладнойонтологии RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

18 Индивид «information source 2006_BaTeHaTo_c_H2O» V3_T1_102_T1-InputData_MD hasAtomicMass /j x hasBasicWaveFunction /j x hasPotentialEnergyFunction /j x V3_T1_102_T1-OutputData_MD hasQuantumNumber_MD V3_T1_102_QuantumNumbers_MD_for_BT2 hasEnergyLevel_MD V3_T1_102_EnergyLevel_MD V3_T1_102_QuantumNumbers_MD_for_BT2 hasQuantumNumberType BT2 hasNumberOfNonuniqueQuantumNumbers 0 hasNumberOfUnlabeledQuantumNumbers 0 hasNumberOfUniqueQuantumNumbers hasTotalMaxAngularMomentum 50 hasTotalMinAngularMomentum 0 V3_T1_102_EnergyLevels_MD hasUnit cm-1 hasNumberOfEnergyLevels hasMinEnergyLevel 0 hasMaxEnergyLevel V3_T1_102_2006_BaTeHaTo_c_H2O hasMethod DVR3D hasSubstance H2O hasInputData_MD V3_T1_102_T1-InputData_MD isSolutionOf T1 hasOutputData_MD V3_T1_102_T1-OutputData_MD date :18:00 publisher faz comment Quantum numbers - BT2 label 2006_BaTeHaTo_c_H2O hasReference R.J.Barber, J. Tennyson, G.J. Harris, R.N. Tolchenov, A High Accuracy Computed Water Line List - BT2. // Mon. Not. R. Astron. Soc., 2006, v. 368, p RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

19 Субъектно-предикатная структура «information source 2006_BaTeHaTo_c_H2O» 25 высказываний 2006_BaTeHaTo_c_H2O InputData_MDOutputData_MD EnergyLevels_MD QuantumNumbers_ MD_for_BT2 RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

20 Индивид «information source 2002_BrToDu_H2O_ucl» V3_T6_349_T6-OutputData_MD hasQuantumNumber_MD V3_T6_349_Transitions_MD_for_NormalModes hasEinsteinCoefficient_MD V3_T6_349_EinsteinCoefficient_MD hasWavenumbers_MD V3_T6_349_Wavenumbers_MD V3_T6_349_2002_BrToDu_H2O_ucl hasMethod UNDEFINED hasSubstance H2O isSolutionOf T6 hasOutputData_MD V3_T6_349_T6-OutputData_MD date :50:44 publisher vss label 2002_BrToDu_H2O_ucl hasReference L. R. Brown, R. A. Toth and M. Dulick, Empirical Line Parameters of H2(16)O near высказываний V3_T6_349_Transitions_MD_for_NormalModes hasSpectralBand V3_T6_349_for_NormalModes_v1UP_v2UP_v3UP_v1LOW_v2LOW_v3LOW _SpectralBand hasQuantumNumbersType NomalModes hasNumberOfRejectedTransitions 0 hasNumberOfValidWaterTransitions 2757 hasNumberOfInvalidWater-C2V-Transitions 14 hasNumberOfValidWater-C2V-Transitions 2745 hasNumberOfInvalidWaterTransitions 2 hasNumberOfValidTransitions 2759 hasNumberOfInvalidIdentifications 0 hasNumberOfValidIdentifications 2759 hasNumberOfAllInvalidIdentifications 16 hasNumberOfAllValidIdentifications 2743 hasNumberOfUnassignedTransitions 0 hasNumberOfUniqueTransitions 2528 hasNumberOfNonuniqueTransitions 231 hasTotalMaxAngularMomentum 15 hasTotalMinAngularMomentum 0 V3_T6_349_for_NormalModes_v1UP_v2UP_v3UP_v1LOW_v2LOW_v3LOW_SpectralBand hasBandType v1UP_v2UP_v3UP_v1LOW_v2LOW_v3LOW hasNumberOfSpectralBands 16 V3_T6_349_EinsteinCoefficient_MD hasUnit s-1 hasUncertainty false isPresented false V3_T5_279_ Wavenumbers_MD hasUnit cm-1 hasUncertainty false IsVacuumWavenumber true hasMaxWavenumber hasMinWavenumber hasNumberOfWavenumbers 2759 RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

21 Субъектно-предикатная структура «information source V3_T6_349_2002_BrToDu_H2O_ucl» 40 высказываний V3_T6_349_2002_BrToDu_H2O_ucl OutputData Einstein Coefficient WavenumbersTransitions NormalModes Spectral Band RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

22 Индивид «information source 1998_ToBr_H2_17O-H2O» V3_T5_279_Transitions_MD_for_NormalModes hasSpectralBand V3_T5_279_for_NormalModes_v1UP_v2UP_v3UP_v1LOW_v2LOW_v3LOW_Sp ectralBand hasQuantumNumbersType NomalModes hasTotalMaxAngularMomentum 12 hasTotalMinAngularMomentum 0 hasNumberOfInvalidTransitions 0 hasNumberOfValidWater-C2V-Transitions 142 hasNumberOfRejectedTransitions 0 hasNumberOfUnassignedTransitions 0 hasNumberOfValidTransitions 142 hasNumberOfUniqueTransitions 142 hasNumberOfValidIdentifications 142 hasNumberOfInvalidWaterTransitions 0 hasNumberOfInvalidWater-C2V-Transitions 0 hasNumberOfInvalidIdentifications 0 hasNumberOfNonuniqueTransitions 0 V3_T5_279-T5_OutputData_MD hasBroadeningSubstance_MD V3_T5_279_BroadeningSubstances_MD_for_H2O hasWavenumbers_MD V3_T5_279_ Wavenumbers_MD hasTransitions_MD V3_T5_279_Transitions_MD_for_NormalModes hasPhysicalCondition_MD V3_T5_279_PhysicalCondition_MD hasIntensity_MD V3_T5_279_Intensity_MD V3_T5_279_BroadeningSubstances_MD_for_H2O hasBroadeningSubstance H2O hasHalfwidth_MD V3_T5_279_Halfwidth_MD_for_H2O hasPressure_MD V3_T5_279_PressureValue_MD_for_H2O hasPressureDependence_MD V3_T5_279_PressureDependence_MD_for_H2O hasShift_MD V3_T5_279_Shift_MD_for_H2O hasTemperatureDependence_MD V3_T5_279_TemperatureDependence_MD_for_H2O V3_T5_279_ Wavenumbers_MD hasUnit cm-1 hasUncertainty false hasMaxWavenumber hasMinWavenumber hasNumberOfWavenumbers 142 V3_T5_279_1998_ToBr_H2_17O-H2O isSolutionOf T5 hasMethod UNDEFINED hasSubstance H2_17O hasOutputData_MD_V3_T5_279-T5_OutputData_MD hasReference Toth R.A., Brown L.R., Self-broadened widths and frequency shifts of water vapor lines between 590 and 2400 cm -1. // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiation Transfer, 1998, v.59, p V3_T5_279_PhysicalCondition_MD hasTemperature_MD V3_T5_279_TemperatureValue_MD hasPressure_MD V3_T5_279_PressureValue_MD V3_T5_279_Intensity_MD hasUnit cm-1_molecule hasUncertainty false isPresented false V3_T5_279 _PressureValue_MD_for_H2O hasUnit atm hasFloatValue 1 V3_T5_279_Halfwidth_MD_for_H2O hasUnit cm-1_atm-1 hasUncertainty true isPresented true V3_T5_279_PressureDependence_ MD_for_H2O hasUncertainty false isPresented false V3_T5_279_Shift_MD_for_H2O hasUnit cm-1_atm-1 hasUncertainty true isPresented true V3_T5_279_TemperatureDependence _MD_for_H2O hasUncertainty false isPresented false V3_T5_279_Temperature Value_MD hasUnit K hasFloatValue 296 V3_T5_279_PressureV alue_MD hasUnit atm hasFloatValue 1 V3_T5_279_for_NormalModes_v1UP_v2UP_v 3UP_v1LOW_v2LOW_v3LOW_SpectralBand hasBandType v1UP_v2UP_v3UP_v1LOW_v2LOW_v3LOW hasNumberOfSpectralBands 1 RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

23 Субъектно-предикатная структура «information source 1998_ToBr_H2_17O-H2O» 61 высказывание RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

24 Индивид «Information source V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_CorrelationPair Индивид «Information source V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_CorrelationPair » V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_2_3_1_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_0_3_3_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_3_1_1_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_0_3_3_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_4_1_0_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_4_1_0_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_3_3_0_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_3_3_0_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_v1_v2_v3_BandCorrelationPair hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_0_3_3_CorrelationBand hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_1_1_3_CorrelationBand hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_1_3_2_CorrelationBand hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_2_1_2_CorrelationBand hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_2_3_1_CorrelationBand hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_3_1_1_CorrelationBand hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_3_3_0_CorrelationBand hasCorrelationBand V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_4_1_0_CorrelationBand hasNumberOfCorrelationBands 8 V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_1_1_3_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_0_3_3_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_CorrelationPair hasCorrelationMember V3_T7_269_NaMaLeTe_D2O hasCorrelationMember V3_T1_284_ShZoPo_D2O hasPhysicalQuantity EnergyLevels hasBandCorrelationPair V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_v1_v2_v3_CorrelationBand hasTotalRMSDeviationValue hasTotalMaxDifferenceValue hasTotalNumberCorrelationLines 530 V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_1_3_2_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_0_3_3_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue V3_T1_284_ShZoPo_D2O …………. hasReference S.V. Shirin, N.F. Zobov, O.L. Polyansky, Theoretical line list of D 2 16 O up to cm -1 with an accuracy close to experimental, J. Quant. Spectr. Rad. Trans., 109 (2008) 549 V3_T7_269_NaMaLeTe_D2O ………. hasReference O.V.Naumenko, F. Mazzotti, O.M. Leshchishina, J. Tennyson and A. Campargue, Intracavity laser absorption spectroscopy of D 2 O between and cm -1. // Journal of Molecular Spectroscopy, 2007, v. 242, no. 1, p. 1-9 V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_2_1_2_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_0_3_3_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_0_3_3_CorrelationBand hasQuantumNumberBand QuantumNumbers_on_NormalModes_0_3_3_Band hasBandMaxDifferenceValue hasBandNumberCorrelationLines 45 hasBandRMSDeviationValue ( N bands ) высказываний RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

25 Индивид «information source V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_CorrelationPair Индивид «information source V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_on_NormalModes_CorrelationPair » V3_T7_269_to_V3_T1_284_by_EnergyLevels_ on_NormalModes_CorrelationPair V3_T7_269_to_V3_T1_284 NaMaLeTe_D2O ShZoPo_D2O RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

26 Статистика высказываний по задачам и приближениям Число 1467 утверждений для таксономий. Число фактов для молекулы воды (H 2 O) и ее изотопомеров: T T T T T T Факты о среднеквадратических отклонениях с полосами для H 2 O и его изотопомеров: Т1, Т ,567 Т2, Т ,515 Е3, Т ,269 Всего фактов 1,346,329 RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

27 Классыприкладнойонтологии (проблема достоверности (формальные ограничения и проверка опубликования) ) RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

28 Канонический источник информации для решения задачи нахождения уровней энергии молекулы воды (проверка формальных ограничений) Def. (OWL DL language, Для группы симметрии C 2v и C s ) (CanonicIST1T7-H2O и CanonicIST2T6-HDO) InformationSource that hasSubstance value H2O and hasOutputData_MD some ( (hasQuantumNumbers_MD min 1 QuantumNumbers_MD and hasQuantumNumbers_MD some (hasQuantumNumbersType value NormalModes and hasNumberOfNonuniqueQuantumNumbers some {0} and (hasNumberOfUnlabeledQuantumNumbers some {0} or hasNumberOfUnassignedQuantumNumbers some {0} ) and hasNumberOfInvalidQuantumNumbers some {"0"^^integer} and hasNumberOfInvalidComparedWithBT2QuantumNumbers some {"0"^^integer} ) ) ) Определение. (Естественный язык) Информационный источник является каноническим источником информации, если и только если, в решении задачи, относящейся к нему, нет ошибок в квантовых числах и это решение опубликовано. RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

29 Канонический источник информации для решений задач Т2, Т3, Т5, Т6 Def. (OWL DL language, Для группы симметрии C 2v ) (CanonicIST1T7-H2O) InformationSource that hasSubstance value H2O and hasOutputData_MD some ( hasTransitions_MD some ( (hasQuantumNumbersType value NormalModes and hasNumberOfNonuniqueTransitions some {0} and (hasNumberOfUnlabeledTransitions some {0} or hasNumberOfUnassignedTransitions some {0}) and hasNumberOfInvalidIdentifications some {0} and hasNumberOfInvalidTransitions some {0} and hasNumberOfInvalidWaterTransitions some {0} and hasNumberOfInvalidWater-C2V-Transitions some {0} and hasNumberOfRejectedTransitions some {0} ) Def. (OWL DL language, Для группы симметрии C s ) (CanonicIST2T6-HDO) InformationSource that hasSubstance value H2O and hasOutputData_MD some ( hasTransitions_MD some ( (hasQuantumNumbersType value NormalModes and hasNumberOfNonuniqueTransitions some {0} and (hasNumberOfUnlabeledTransitions some {0} or hasNumberOfUnassignedTransitions some {0}) and hasNumberOfInvalidIdentifications some {0} and hasNumberOfInvalidTransitions some {0} and hasNumberOfInvalidWaterTransitions some {0} and hasNumberOfInvalidWater-C2V-Transitions some {0} and hasNumberOfRejectedTransitions some {0} ) RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

30 Полнота A-boxa. RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

31 Проверка ограничений на опубликование. Декомпозиция составных источников данных для молекулы воды (T3, T5) L.S. Rothman, I.E. Gordon, A. Barbe, D.Chris Benner, P.F. Bernath, M. Birk, V. Boudon, L.R. Brown, A. Campargue, J.-P. Champion, K. Chance, L.H. Coudert, V. Dana, V.M. Devi, S. Fally, J.-M. Flaud, R.R. Gamache, A. Goldman, et al, The HITRAN 2008 molecular spectroscopic database. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiation Transfer, 2009, v. 110, Issue 9, p N. Jacquinet-Husson, E. Arié, J. Ballard, A. Barbe, G. Bjoraker, B. Bonnet, L. R. Brown, C. Camy-Peyret, J. P. Champion, A. Chédin, A. Chursin, C. Clerbaux, G. Duxbury, J. -M. Flaud, N. Fourrié, A. Fayt, G. Graner, et al, The 1997 spectroscopic GEISA databank. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiation Transfer, 1999, v. 62, Issue 2, p data sources (including HITRAN 2004, GEISA 1997) ~ 4000 lines WN – Intensity – Total ~ 25 lines WN Intensity – Total data sources (including HITRAN 2004, HITRAN 2008) Общее число источников данных ~ 250 остаток T decomposition ~ 10 минут RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

32 Результаты проверки достоверности источников информации о решениях задач спектроскопии воды. Задача Т1, Задача Т7Задачи Т2, Задача Т6Задачи Т3, Задача Т5 H2OH2O9(2), 30 (24) 5(0), 91 (47)5 (0), 183 (167) H 2 17 O4(0), 19 (15) 5(1), 40 (31)4 (0), 19 (16) H 2 18 O4(0), 18 (18) 5(1), 59 (35)4 (0), 29 (17) HDO1(0), 32 (28) 3(0), 83 (56)2 (0), 8 (3) HD 17 O -, 3 (3) 2(0), 3 (3)2 (0), 6 (6) HD 18 O -, 5 (4) 2(0), 6 (6)2 (0), 7 (7) D2OD2O1(1), 18 (8) 3(0), 38 (26)3 (0), 10 (7) D 2 17 O 1(0), 3 (3)2 (0), 1 (1) D 2 18 O 2(0), 6 (6)2 (0), 1 (1) 15(3),125 (100)28(2), 318 (207)26(0), 264 (225) RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

33 Веб-сервис синхронизации базы данных публикаций Веб-сервис формирования однородного массива свойств решений прямых и обратных задач в распределенной системе Веб-сервис для формирования онтологии свойств решений задач молекулярной спектроскопии Интерфейсы Интерфейс Protégé Слой данных и вычислений Слой метаданных Слой знаний Система ввода решений прямых и обратных задач спектроскопии Расчет спектральных функций Формирование составных решений задач Компьютерный логический вывод Проверка согласованности логической теории Декомпозиция решений задач по публикациям Описание не вычисляемых свойств решений прямых и обратных задач спектроскопии Расчет вычисляемых свойств решений прямых и обратных задач спектроскопии Составные решения спектроскопических задач Первичные решения обратных спектроскопических задач Первичные решения прямых спектроскопических задач БД публикаций Логическая теория свойств решений задач молекулярной спектроскопии Свойства решений задач молекулярной спектроскопии Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

34 Таксономии и факты прикладной онтологии. RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

35 Благодарю за внимание! ВведениеВведение Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Questions?

36 Концептуализация «Формально представленное знание основано на концептуализации: объектах, концептах и других сущностях, которые предполагается существуют в некоторой интересующей нас области и отношений между ними. Концептуализация является абстракцией, упрощающей мир который мы хотим представить с некоторой целью. Каждая база знаний, система, основанная на знании или агент уровня знаний фиксирует некоторую концептуализацию, явно или неявно.» Грубер Т. Определение (Genesereth) Концептуализация является парой (D, R), где D – вселенная, а R – множество отношений на D. Предполагается, что D – множество, а R – экстенсиональные отношения. Определение (Guarino) Концептуализация для предметной области D теперь может быть определена как упорядоченная тройка C =, где Â - это набор концептуальных отношений на пространстве предметных областей. Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии

37 . RCDL-2009 Построение логической теории информационных ресурсов на примере молекулярной спектроскопии Структура первого порядка Определение Структурой первого порядка M логического языка L со словарем V является пара M=(S,I), где S=(D,R) – концептуализация и I – функция интерпретации: V - >D+R, отображающей символы словаря V в элементы предметной области или экстенсиональные отношения R. Логическая теория F предметной области, содержащая набор аксиом, является структурой первого порядка M, если все ее аксиомы истинны. В этом случае М называется моделью предметной области.

38 Онтологическое соглашение ВведениеВведение Онтологии. Точка зрения Гуарино Н. Определение Онтологическое соглашение К логического языка L со словарем V является парой K=(C,J) c C=(D, W, R) – концептуализацией и J функцией J:V ->D+R, отображающей словарные символы V в элементы вселенной и концептуальные отношения R. Понятие онтологического соглашения является связью между концептуализацией C, которая не зависит от языка и онтологией, т.е. логической теорией, выраженной в L в соответствие с K.

39 Совместимость: Логическая теория – Онтологическое соглашение ВведениеВведение Онтологии. Точка зрения Гуарино Н. Определение Модель М=(S,I) логической теории L с концептуализацией S=(D,R) совместима с онтологическим соглашением K=(C,J) c концептуализацией C=(D,W,R) если и только если 1.Существует w, принадлежащая W, такая, что для всех r из R существует по крайней мере одно p из V с r = J(p)(w) 2.Для всех постоянных символов c из V мы имеем I(c)=J(c) 3.Для всех отношений символа p из V существует по крайней мере одно p из R c J(p)=p 4.Существует w из W такое, что для всех отношений символа p из V существует по крайней мере одно p из R c I(p)=p(w) Множество I K (L) всех моделей L совместимых с K называется множеством намеренных моделей L в соответствие с K.

40 ВведениеВведение Онтологии. Точка зрения Гуарино Н. Совместимость: Логическая теория – Онтологическое соглашение Условие 1 означает, что экстенсиональные отношения R должны равняться концептуальным отношениям описываемого мира. Условие 2 требует, чтобы отображение символов констант в элементы предметной области было идентичным. Условие 3 требует, чтобы интерпретация J, определенная в онтологической фиксации, отображала каждый символ отношения p в концептуальное отношение p. Условие 4 требует, чтобы интерпретации символов отношений являлись элементами соответствующих концептуальных отношений в предметной области.

41 Онтология ВведениеВведение Онтологии. Точка зрения Гуарино Н. Определение Для данного языка L с онтологическим соглашением K онтологией O для L является логическая теория, сконструированная таким образом, что множество ее моделей как можно лучше соответствует возможному набору совместимых, т.е. намеренных моделей L, соответствующих K. Концептуализация фиксирует термины, отношения и понятия, относящиеся к предметной области, но не фиксирует интерпретируемую логику.