Доменні словники, онтології та одиниці
Наукові термінології, концептуальні схеми, онтології та словники одиниць, що використовуються для опису сутностей предметної області, методів, властивостей, процесів та кількісних значень.
Цей ресурс допомагає дослідникам та розпорядникам даних визначати авторитетні семантичні ресурси та застосовувати їхні терміни, ідентифікатори та одиниці у структурованих метаданих досліджень.
Словники предметної області підтримують точний науковий опис, тоді як зіставлення з міждисциплінарними метаданими зберігають можливість виявлення та сумісність між репозиторіями, каталогами та дослідницькими інфраструктурами.
Інформація про ресурс
Тип ресурсу: Керівництво семантичними ресурсами
Рівень ресурсу: Наукова область, метод, інструмент, рівень властивості та вимірювання
Основна аудиторія: Дослідники, розпорядники даних, експерти з предметної області, фахівці з метаданих, менеджери репозиторіїв та розробники дослідницького програмного забезпечення
Основне використання: Анотація наборів даних, розробка профілів метаданих, семантичний пошук, інтеграція даних, валідація та машинний обмін
Семантичні ресурси: Керовані словники, таксономії, тезауруси, онтології, класифікації та системи одиниць
Моделі представлення: SKOS, OWL, RDF, JSON-LD, постійні концептуальні URI та машинозчитувані коди одиниць
Останній перегляд: липень 2026 р.
Мета та сфера застосування
Доменні словники та онтології надають спільні концепції для опису наукового значення даних. Вони можуть представляти матеріали, хімічні речовини, організми, явища навколишнього середовища, методи дослідження, інструменти, змінні, властивості та процеси.
Словники одиниць надають однозначні ідентифікатори та коди для величин, розмірів та одиниць вимірювання. Вони дозволяють автоматично перевіряти, порівнювати та конвертувати значення.
Ці семантичні ресурси розширюють загальні словники метаданих. Вони не повинні дублювати спільні елементи, такі як тип ресурсу, роль учасника, статус доступу або ліцензія.
Важливо: використовуйте підтримуваний спільний словник коли такий існує. Місцевий термін слід вводити лише тоді, коли необхідне поняття не представлено належним чином.
Типи семантичних ресурсів предметної області
Контрольований словник
Підтримуваний набір авторизованих термінів або кодів, що використовуються послідовно в метаданих та інформаційних системах.
Таксономія або тезаурус
Упорядковує концепції за допомогою бажаних позначок, синонімів та ширших, вужчих або пов'язаних термінів.
Онтологія
Формально представляє класи, властивості, зв'язки та обмеження в науковій області.
Словник одиниць
Визначає величини, розміри, одиниці вимірювання, символи та машинозчитувані коди.
Вибір відповідної семантичної моделі
| Семантичний ресурс | Типова структура | Використовувати, коли |
|---|---|---|
| Список кодів | Скінченний набір дозволених значень та кодів | Поле метаданих приймає лише невелику кількість чітко визначених значень. |
| Контрольований словник | Авторизовані терміни з визначеннями та ідентифікаторами | Потрібна узгоджена термінологія без складної ієрархії. |
| Таксономія | Ієрархічна організація ширших та вужчих понять | Ресурси мають бути класифіковані та переглядані за темою або типом. |
| Тезаурус | Бажані терміни, синоніми та семантичні зв'язки | Потрібні індексація, багатомовний пошук та розширення запитів. |
| Онтологія | Класи, властивості, аксіоми та формально визначені зв'язки | Потрібна інтеграція даних, автоматизований висновок або детальне моделювання предметної області. |
| Словник одиниць | Величини, розміри, одиниці, символи та співвідношення перетворення | Числові значення повинні бути представлені та оброблені однозначно. |
Що описують семантичні ресурси предметної області
Наукові сутності
Матеріали, речовини, зразки, організми, місця розташування, структури та інші об'єкти дослідження.
Методи та процеси
Експерименти, моделювання, вимірювання, перетворення та аналітичні процедури.
Властивості та змінні
Виміряні або розраховані характеристики, спостережувані величини, параметри та показники якості.
Величини та одиниці вимірювання
Числові значення, розміри, одиниці вимірювання, невизначеності та правила перетворення.
Елементи словникового поняття
| Елемент | Мета |
|---|---|
| URI поняття | Забезпечує стабільний машинозчитуваний ідентифікатор, незалежний від відображеного формулювання. |
| Бажана мітка | Забезпечує авторизований термін, який читається людиною, певною мовою. |
| Альтернативна мітка | Записує синоніми, скорочення, варіанти написання або історичні терміни. |
| Визначення | Пояснює концепцію та відрізняє її від пов'язаних концепцій. |
| Ширша концепція | Визначає більш загальну концепцію в тій самій ієрархії. |
| Вужча концепція | Визначає більш конкретну концепцію в тій самій ієрархії. |
| Супутня концепція | З'єднує семантично пов'язану концепцію поза межами прямої ієрархії. |
| Зіставлення | Зв'язує концепцію з точною, близькою, ширшою, вужчою або спорідненою концепцією в іншому словнику. |
| Статус | Вказує, чи є концепція активною, запропонованою, застарілою або заміненою. |
| Інформація про версію | Визначає випуск словника, в якому концепція використовувалася. |
Вибір словника предметної області або онтології
1. Визначте концепцію
Визначте, чи метадані описують сутність, метод, процес, властивість, змінну або кількість.
2. Пошук ресурсів спільноти
Перегляньте реєстри, репозиторії предметних областей та семантичні ресурси, що використовуються відповідною дослідницькою спільнотою.
3. Оцінка словника
Перевірка покриття, управління, постійних ідентифікаторів, версій, ліцензії та машинозчитуваного доступу.
4. Зафіксування рішення
Задокументуйте вибрані концепції, версію словника, локальні обмеження та зіставлення.
Критерії відбору
Релевантність предметній області: ресурс представляє необхідні наукові концепції з належним рівнем деталізації.
Впровадження спільнотою: його використовують визнані репозиторії, інфраструктури, проекти або дослідницькі спільноти.
Управління: розробники, процедури внесення внесків та обов'язки задокументовані.
Постійні ідентифікатори: концепції ідентифікуються за допомогою стабільних та розв'язуваних URI.
Машиночитаний доступ: підтримуються структуровані завантаження, API, SPARQL або узгодження контенту.
Версіонування: випуски, застарілі терміни та заміни документуються.
Визначення: концепції мають точні, некруглі та зрозумілі визначення.
Відображення: відповідності з пов'язаними семантичними ресурсами доступні або можуть бути створені.
Ліцензія: умови повторного використання дозволяють реалізацію в запланованій системі метаданих.
Пошук словників та онтологій предметної області
| Сервіс | Покриття | Рекомендоване використання |
|---|---|---|
| FAIRsharing | Стандарти метаданих, формати, термінологія, схеми ідентифікаторів, бази даних та політики | Знайдіть стандарти спільноти та дослідіть їхні зв'язки з репозиторіями та політиками. |
| NCBO BioPortal | Онтології біомедичних та біологічних наук | Шукайте терміни, перевіряйте ієрархії онтологій та отримуйте доступ до біомедичних семантичних ресурсів. |
| Сервер словника NERC | Колекції морських, океанографічних та екологічних концепцій | Використовуйте постійні концепції SKOS для змінних, інструментів, платформ та морських спостережень. |
| MatPortal | Онтології матеріалознавства та інженерії | Шукайте, переглядайте та порівнюйте семантичні ресурси для даних про матеріали. |
Приклади семантичних ресурсів домену
| Домен | Семантичний ресурс | Типові концепції |
|---|---|---|
| Сільське господарство та харчування | AGROVOC | Сільськогосподарські культури, організми, сільськогосподарські системи, харчові продукти, процеси та екологічні концепції |
| Навколишнє середовище | GEMET | Екологічні теми, політика, процеси, речовини, ризики та географічні концепції |
| Морський наука | Сервер словника NERC | Спостережувані властивості, інструменти, платформи, пристрої для відбору проб та терміни обробки даних |
| Хімія та хімічна біологія | ChEBI | Атоми, молекули, іони, хімічні речовини, структурні класи та біологічні ролі |
| Молекулярна біологія та генетика | Онтологія генів | Молекулярні функції, біологічні процеси та клітинні компоненти |
| Матеріалознавство | EMMO, PMDco та пов'язані онтології | Матеріали, процеси, властивості, вимірювання, моделювання та робочі процеси характеристики |
| Вимірювання | QUDT та UCUM | Величини, розміри, системи одиниць, символи та коди одиниць |
Сільське господарство, довкілля та морська наука
AGROVOC
Багатомовна концептуальна схема ФАО, що підтримує організацію сільськогосподарських знань та сумісність.
GEMET
Багатомовний екологічний тезаурус, що використовується для спільної екологічної термінології в Європі.
Словники NERC
Колекції концепцій SKOS для океанографічних змінних, інструментів, методів та платформ.
Локальні розширення домену
Концепції, специфічні для проекту, пов'язані з підтримуваними екологічними або дисциплінарними словниками.
Хімія та науки про життя
ChEBI
Ідентифікатори та класифікації молекулярних утворень, речовин та хімічних ролей.
Генна онтологія
Структуровані терміни для молекулярних функцій, біологічних процесів та клітинних компонентів.
BioPortal
Середовище пошуку та доступу до біомедичних онтологій та онтологічних зіставлень.
Онтологічні анотації
Пов'язує експериментальні сутності та значення метаданих зі стабільними ідентифікаторами концепцій онтології.
Онтології матеріалознавства
| Ресурс | Роль | Можливе використання |
|---|---|---|
| EMMO | Фундаментальна онтологічна структура для прикладних наук, матеріалів, моделювання та характеристики | Узгодження онтологій предметної області та представлення матеріалів, процесів, вимірювань та фізичних властивостей. |
| PMD Core Ontology | Онтологія середнього рівня для матеріалознавства та інженерії | Опис об'єктів, процесів, вимірювань, робочих процесів та цифрових даних про матеріали. |
| MatPortal | Середовище репозиторію та пошуку для онтологій матеріалів | Пошук існуючих онтологій перед створенням локальної термінології. |
| Визначення властивостей OPTIMADE | Стабільні визначення стандартних властивостей, що використовуються API OPTIMADE | Узгодження метаданих, що описують обчислювальні структури та властивості матеріалів. |
Приклад: семантична анотація робочого процесу з матеріалами
| Елемент робочого процесу | Ціль семантичної анотації |
|---|---|
| Матеріальна система | Матеріал, хімічний склад, кристалічна структура, фаза та концепції дефектів |
| Розрахунок DFT | Метод моделювання, фізична модель, апроксимація, програмне забезпечення та обчислювальний процес |
| Навчальні дані | Набір даних, структура, енергія, сила, напруження та концепції вибірки |
| Модель MLIP | Модель, процес навчання, параметр моделі, оцінювання та програмне забезпечення концепції |
| Моделювання молекулярної динаміки | Моделювання молекулярної динаміки, ансамблю, кроку за часом, температури та траєкторії |
| Походження | Зв'язки між входами, діями, агентами, версіями моделі та виходами |
Величини та одиниці вимірювання
Кількісне значення метаданих повинно розрізняти числове значення, вид величини, одиницю вимірювання, невизначеність та контекст вимірювання.
Числове значення
Число, записане незалежно від його відображеної одиниці вимірювання та пояснювального тексту.
Вид величини
Вимірювана властивість, така як температура, тиск, час, довжина або енергія.
Одиниця
Стандартна одиниця вимірювання, представлена машинозчитуваним кодом або URI.
Невизначеність
Невизначеність, допуск, точність або впевненість, пов'язані з повідомленим значенням.
QUDT та UCUM
| Аспект | QUDT | UCUM |
|---|---|---|
| Основне призначення | Семантичне представлення величин, одиниць, розмірів та одиниць систем | Однозначне кодування одиниць для електронного обміну даними |
| Представлення | Словники, класи, властивості та розв'язувані URI RDF | Компактні машинозчитувані коди одиниць |
| Вид кількості | Явно представлений | Перш за все, виводиться з контексту, в якому використовується код одиниці |
| Розміри та перетворення | Може бути представлений семантично за допомогою структурованих властивостей | Визначений за допомогою формальної системи кодів одиниць |
| Типове використання | Графи знань, пов'язані дані, онтології та семантичні метадані | API, лабораторні системи, клінічні дані та міжмашинний зв'язок |
Машинно-зчитуване представлення фізичної величини чи кількості
{
"property": {
"label": "temperature",
"quantityKind": "http://qudt.org/vocab/quantitykind/Temperature"
},
"value": 300,
"unit": {
"label": "kelvin",
"symbol": "K",
"uri": "http://qudt.org/vocab/unit/K",
"ucumCode": "K"
},
"uncertainty": {
"value": 0.5,
"unit": "K"
}
}
Не використовуйте: "temperature": "300 K" як єдине представлення, коли доступні структуровані поля метаданих.
Надайте перевагу: окремим полям для величини, числового значення, ідентифікатора одиниці вимірювання та невизначеності.
Як зареєструвати концепцію домену
{
"value": "silicon carbide",
"conceptUri": "https://example.org/concept/silicon-carbide",
"vocabulary": "Example materials ontology",
"vocabularyVersion": "1.0",
"language": "en",
"mapping": [
{
"targetUri": "https://example.org/another-concept",
"mappingType": "closeMatch"
}
]
}Значення: бажана мітка, що відображається користувачам.
URI концепції: стабільний ідентифікатор концепції.
Словник: авторитетний семантичний ресурс.
Версія: випуск, що використовується під час створення метаданих.
Зіставлення: зв'язок з концепцією в іншій схемі.
Мапінг між семантичними ресурсами
| Властивість зіставлення SKOS | Значення | Використовуйте обережно |
|---|---|---|
skos:exactMatch |
Ці концепції зазвичай можна використовувати взаємозамінно в різних схемах. | Не використовуйте лише тому, що дві мітки ідентичні. |
skos:closeMatch |
Ці концепції достатньо схожі для багатьох застосувань, але не є повністю еквівалентними. | Збережіть відмінність у високоточному науковому використанні. |
skos:broadMatch |
Відображене поняття в цільовій схемі є ширшим. | Під час експорту може бути втрачена деяка специфічність домену. |
skos:narrowMatch |
Відображене поняття в цільовій схемі є вужчим. | Перевірте, чи вужче значення підтримується даними. |
skos:relatedMatch |
Поняття семантично пов'язані, але не еквівалентні. | Це не слід розглядати як правило заміщення. |
Реалізація словника предметної області
Визначте поле
Вкажіть, яку наукову концепцію або величину представляє елемент метаданих.
Виберіть схему
Визначте дозволений словник, онтологію або систему одиниць та її версію.
Обмежити значення
Визначити дозволені гілки, концепції, одиниці, типи даних та потужності.
Перевірити запис
Перевірити ідентифікатори, приналежність до словника, одиниці та семантичну сумісність.
Рекомендовані поля профілю
| Поле | Приклад вмісту |
|---|---|
| Назва словника | Назва тезауруса, онтології або словника одиниць |
| URI словника | Постійне посилання на семантичний ресурс |
| Версія словника | Номер або дата випуску |
| URI концепції | Постійний ідентифікатор вибраної концепції |
| Бажана мітка | Термін, зрозумілий для людини, вказаною мовою |
| Локальна мітка | Мітка інтерфейсу або перекладена мітка, що використовується локально |
| Відношення зіставлення | Точна, близька, широка, вузька або пов'язана відповідність |
| Дата вибору | Дата додавання концепції до профілю |
| Концепція статус | Активний, застарілий або замінений |
Перевірка понять та одиниць предметної області
Перевірка ідентифікатора
Перевірте синтаксис URI, розв'язуваність та очікуваний тип поняття.
Перевірка схеми
Підтвердьте, що поняття належить до дозволеного словника або онтології.
Наукова перевірка
Переконайтеся, що термін точно відображає сутність, метод, властивість або процес.
Перевірка одиниць вимірювання
Перевірте сумісність одиниць вимірювання, розміри, діапазони значень та необхідний вид кількості.
Поширені помилки реалізації
Запис лише мітки терміна: базову концепцію неможливо надійно ідентифікувати між мовами та системами.
Вибір онтології лише за назвою: її охоплення, управління та якість реалізації не оцінюються.
Використання найширшого доступного терміна: науково важлива специфічність втрачається.
Використання надто специфічного терміна: метадані стверджують інформацію, яка не підтримується набором даних.
Поєднання кількох концепцій в одному значенні: окремі концепції неможливо індексувати, зіставити або перевірити.
Створення локальних синонімів як нових понять: вводяться дублікати понять та конфліктуючі ідентифікатори.
Зберігання одиниці всередині текстового рядка: автоматизована перевірка та перетворення стають ненадійними.
Ігнорування застарілих понять: метадані продовжують використовувати терміни, які замінив розробник словника.
Припускаючи, що ідентичні мітки означають ідентичні поняття: семантичні відображення стають науково некоректними.
Як користуватися цим ресурсом
1. Визначте потребу
Визначте наукову сутність, метод, властивість, процес або кількість, яка потребує стандартизації.
2. Знайдіть ресурс
Пошукайте у стандартах спільноти, семантичних реєстрах та відповідних репозиторіях доменів.
3. Запис ідентифікаторів
Зберігайте URI, мітки, назви словників, версії та коди одиниць концепцій окремо.
4. Переглядайте та підтримуйте
Моніторингуйте нові релізи, застарілі концепції та зміни у зіставленнях.