Classification, Facets, and Metaproperties

de Martin Frické

Résumé par Simon Côté-Lapointe

Référence : Frické, M. (2010). Classification, Facets, and Metaproperties. Journal of Information Architecture, 2(2), 43-65.

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Résumé

[Traduction du résumé de l’article]

Le présent article soutient que les propriétés de second ordre, aussi appelées méta-propriétés  [« metaproperties » [1]], sont essentielles pour la classification et la navigation de l’information, par exemple pour la classification et la navigation à facettes qu’elles génèrent. L’article signale que les méta-propriétés ne sont pas intégrées correctement dans des schémas standards tels que  Z39.19, la logique de la description [« description logics (DLs) »], et les ontologies formelles OWL, BFO et DOLCE.

Plan du texte

1. Introduction

2. Some Semi Formal Notation

3. Some Kinds of Classification

3.1. Standard Aristotelian Linnaean Classification Hierarchy
3.2. Polyhierarchies
3.3. Basic and Advanced Synthetic Classification
3.4. Ersatz and Real Faceted Classification
3.5. Instantiation Classification using Higher Order Types

4. Catalogs Versus Prodaedias

5. The Approach of some Common Systems for Classification

5.1. Z39.19 Thesaurus Standard
5.2. Description Logics (DLs) and OWL
5.3. Basic Formal Ontology (BFO) and Descriptive Ontology for Linguistic and  Cognitive Engineering (DOLCE)

6. Conclusions

Références sélectionnées

 

1. Introduction

̶            Classifier l’information dans le but de : consulter, parcourir et cueillir.

̶            On peut améliorer la classification en utilisant les notions de :

• Particularité (ou item, instance ou marque [« item or instance or token »]);
• Propriété (ou universel, concept ou type [« universal or concept or type]);
• Relations : « est un sous-type de », « est une instance [2] de », « est une partie de ».

̶            Cet article se concentre sur la relation « est une instance de » :

̶            Deux types d’instanciation :

1. Instanciations de premier ordre [« first order [3] instantiation »] :

• Il s’agit d’appliquer une propriété (le type) à un item.

1. Instanciations de deuxième ordre [« second order instantiation »] :

• Les types de premier ordre [« first order types »] peuvent avoir des propriétés appliquées à eux-mêmes :
  • Par exemple, la propriété « être un tigre » a en elle-même la propriété d’« être une espèce »;
    • Donc « tigre » est une instance de second ordre d’« espèce ».
• Parfois le mot « méta-propriété » est utilisé pour désigner les propriétés de deuxième ordre.

̶            La classification requiert des propriétés d’ordre supérieur ou des propriétés de second ordre ou des méta-propriétés.

̶            Exemples :

1)      Propriétés d’ordre supérieur : Ex : Les concepts de genres et espèces, fondations de la classification d’Aristote et de Linné.

2)      Propriétés de second ordre : Ex : En bibliothéconomie, les points d’entrée tels que « Chercher par forme littéraire ».

̶            Dans le cas de la classification à facettes :

• Il est usuel de catégoriser, en utilisant les propriétés de deuxième ordre, les concepts ou types pour obtenir les facettes et les catégories.
• Dans chaque facette, il y a la notion d’énumération (linéaire, hiérarchique ou en arbres ordonnés) de pôles nécessaire pour construire les index.
• La notion d’une séquence (ou énumération de pôles ou concepts) est issu du deuxième ordre.
• Lorsque les utilisateurs utilisent les facettes dans leur recherche, les processus de navigation et de consultation se basent sur les propriétés de deuxième ordre.
• Cependant, pour plusieurs schémas modernes servant aux ressources numériques et à la conservation des données, l’importance des propriétés de deuxième ordre n’est pas reconnue.

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2. Some Semi Formal Notation

̶            « Abstraction intensionnelle » [« intensional abstraction »] de George Bealer : permet de transformer les propriétés et les relations en termes et de leur ajouter subséquemment plus de propriété.

̶            Ainsi : Nous pouvons utiliser le prédicat [4] suivant : Tiger(x) ou T(x) pour exprimer que « X est un tigre ».

̶            Puis utiliser l’abstraction familière ou la compréhension ou la « set builder notation [5] » pour construire une abstraction intentionnelle (ou type).

̶            Explication de l’abstraction :

• Ex 1) : {x:Cheveux(x)&Roux(x)}
  • Syntaxiquement : c’est un terme (c’est-à-dire un nom).
  • Sémantiquement : c’est une propriété ou notion, ou concept, ou type, dans ce cas-ci « cheveux roux ».
• Ex 2) : L’abstraction {x: Tigre(x)} (ou, plus condensé, {x: T(x)}) peut être interprétée comme « la propriété du tigre » ou « le type de tigre ».
  • Ces abstractions sont des termes, donc des prédicats peuvent y être appliqués et des déclarations d’identités peuvent être formés entre eux et d’autres termes.
  • Donc : Espèces({x: T(x)}) or E({x: T(x)}) exprime que le prédicat « Espèces » est appliqué à l’abstraction « Tigre ».
  • t={x: T(x)} exprime une identité entre le terme « t » et l’abstraction. Alors E(t) ou Espèces(t) est une application de la propriété de deuxième ordre ou du prédicat « est une espèce » au type « Tigre ».
  • Donc : T(s)& S({x:Tx}) ou T(s)& (t= {x:Tx}) & S(t) pour symboliser que « Shere Khan est un tigre et le tigre est une espèce d’animal ».

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3. Some Kinds of Classification

̶            Les trois principales relations analytiques de classification sont :

• « est un sous-type de »;
• « est une instance de »;
• « est une partie de ».

̶            Cet article ce concentre sur l’usage des deux premières dans les hiérarchies de sous-types et de super-types.

3.1. Standard Aristotelian Linnaean Classification Hierarchy

Classification aristotélicienne et linnéenne hiérarchique standard

̶            Schématiquement, voici un fragment de ce type de classification (figure 1) :

̶            Montre que certains types sont en relations entre eux.

̶            Les arbres sont des graphes connectés et acycliques.

̶            Notion de « niveau », qui est la distance entre l’animal et la racine. Chaque niveau a habituellement un nom (ex : genres, espèces, familles, etc.).

̶            Dans la hiérarchie aristotélicienne, ce sont les « feuilles », les extrémités de l’arbre, qui vont devenir les contenants de la classification dans lesquels classer les objets.

̶            Classification requiert et exprime 5 propriétés :

• Exhaustivité, Exclusivité, Principe de division, Complète et Du plus général au particulier :
  • Exhaustive et exclusive : Chaque objet est l’instance d’exactement une feuille dans la classification.
  • Principe de division : concerne l’élément de séparation, la condition de différentiation ou différentiateur. Chaque nœud doit avoir un seul principe de sous-division.
  • Richesse : une classification est complète si elle n’exclut aucuns niveaux. Des schémas riches contiennent leur pleine mesure de niveaux pour exprimer le plus d’information possible.
  • Du plus général au particulier : racine, nœuds, feuilles. Chaque enfant d’un nœud n’aura jamais plus d’instances que son parent.

̶            Exemples de hiérarchies (VOIR article pages 48-49)

̶            La navigation dans une classe de hiérarchie peut être verticale et aussi horizontale à travers les niveaux (genres, espèces, etc.). Le bibliothécaire peut ainsi demander à un usager : « Quel forme de littérature vous intéresse ? ». À la lumière de ce type de recherche, permettre la navigation horizontale est important pour l’architecture de l’information et le design web.

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3.2. Polyhierarchies

Polyhiérarchies

̶            Il peut y avoir des schémas de relations entre les types, où ces types peuvent avoir plus qu’un super-type immédiat (appelé héritage multiple [« multiple inheritance »]).

̶            Caractéristiques :

• La structure classificatoire n’est pas un arbre, car elle est cyclique;
• La notion de niveaux est difficile à définir, car un type peut être la somme de différents niveaux dans différentes hiérarchies.

Exemple :

̶            L’héritage multiple des feuilles peut provenir de m’importe quel nœud.

̶            Composé de plusieurs cycles :

• Exemple d’un cycle (voir figure 2) : [volt – redVolt – red – primary- green – greenVolt – volt]

̶            Une vraie polyhiérarchie a besoin que ses hiérarchies individuelles soient indépendantes ou orthogonales :

• Elles devraient être indépendantes les unes des autres, c’est-à-dire permettre que toutes les combinaisons entre elles soient possibles et acceptables (si elles ne sont pas orthogonales ceci ne sera pas possible);
• Chaque composante d’une hiérarchie a un différentiateur qui détermine les niveaux;
• Les types d’une hiérarchie ne doivent pas être utilisés comme différentiateur d’une autre hiérarchie.

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3.3. Basic and Advanced Synthetic Classification

Classification synthétique de base et avancée

̶            Autre moyen pour faire des polyhiérarchies : utiliser simultanément et en parallèle deux schémas classificatoires séparés ou plus.

̶            Exemples :

• Vedettes-matières avec une ou plusieurs Tables auxiliaires (périodes, subdivision géographique, ect.).
• Courant dans plusieurs schémas de classification en bibliothéconomie : Decimal Classification (UDC), Bliss, Dewey Decimal Classification (DDC), Library of Congress Subject Headings (LCSH), Library of Congress Classification (LCC).

̶            Synthèse de base :

• Consiste en l’addition (intersection) des types de composants.
  • EX :

 {x:NineteenthC(x)}

{x:French(x)}

{x:Drama(x)}

 

Version synthétisée (composants additionnés) :

 {x:NineteenthC(x)&French(x)&Drama(x)}

 

• Produire des classifications synthétiques (de base) en utilisant la logique symbolique est aisé. Le point de départ est une liste de prédicats ou de conditions.
• Chacun des types (ou abstractions intentionnelles) est formé par une synthèse logique (grammaire) de ces prédicats pour produire une phrase qui exprime l’abstraction intentionnelle.
• Chaque condition a des méta-propriétés (par exemple Périodes et Places) qui les organisent.

̶            Logique symbolique :

• Permet de faire plus que la synthèse de base, ne se contente pas de juste additionner les composants.
• Toutes les opérations booléennes sont permises.
• Ex :

{x:NineteenthC(x)&

~French(x)&

Drama(x)&

∃y∃z(~(y=z)&Wrote(y,x)&Wrote(z,x) }

Est une entrée synthétique pour la requête « 19th Century non-French Drama, written by at least two authors ».

̶            Synthèse avancée :

̶            La synthèse avancée nous permet d’aller plus loin que les polyhiérarchies.

̶            Explications :

• Dans une polyhiérarchie, les classes, habituellement les feuilles, sont non-élémentaires (ou non-atomiques).
• Les concepts ou types comportent deux ou plus conditions qui sont héritées de différentes hiérarchies (par exemple : Voiture rouge, conditions = est rouge + est une voiture). Ces sont des instances héritées de chacune des racines des hiérarchies.
• On parle alors de classes surimposées [« superimposed class »] (Ranganathan).

̶            Classes surimposées :

• Instances de la classe « Voiture rouge » sont : une « Voiture » qui est aussi « Rouge ».

̶            Classes non-surimposées :

• Il y a aussi des classes non-élémentaires qui ne sont pas des classes surimposées.
• Par exemple : Ventes de voiture, Prix des voitures, Voyages en voiture.
• C’est-à-dire : la classe « Voyages en voiture » n’est pas un « Voyage » qui est aussi une « Voiture ».

̶            Problème des classes non-surimposées :

• Dans le cas d’une recherche sur un site web, certaines instances de « Voiture » sont « Prix », « Vente » et « Voyage », mais l’important est qu’elles réfèrent à « Voiture ».
• Ces composantes ne peuvent être exprimées dans les polyhiérarchies, car elles ne sont pas surimposées.
• Elles peuvent être cependant synthétisées :
  • Ex :

{x: $y(Voiture(y)&x=Voyage(y)} ou

{x:x=Voyage(Voiture)}

̶            On peut aussi ajouter de l’information sémantique ou hiérarchique supplémentaire, chose que l’on ne peut pas faire dans les hiérarchies aristotéliciennes et les polyhiérarchies.

̶            Ces types de composantes non-surimposées utilisent des fonctions au lieu des logiques booléennes habituelles pour construire les classes.

̶            En somme, la synthèse avancée généralisée, en particulier la synthèse logique centrée sur la construction d’abstraction intensionnelles, peut nous mener très loin dans la classification.

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3.4. Ersatz and Real Faceted Classification

̶            La classification à facettes est une sorte de classification synthétique.

̶            Il y a les vraies classifications à facettes (de sujets, concepts, types ou étiquettes [« tags »]) et les ersatz de classification à facettes (de choses, ou attributs de choses).

̶            Ersazt :

• Ou classification de base ou simple;
• Moyen plus facile et meilleur pour construire des polyhiérarchies;
• Utilise deux classifications ou plus combinées;
• Chaque schéma résultant est une facette.

̶            Vraie :

• Va plus loin que les polyhiérarchies (dans le même sens que la synthèse avancée va plus loin que la synthèse de base).

̶            Dans le cas où les facettes peuvent être conçues comme des classifications simultanées et parallèles, la propriété de deuxième ordre du niveau redevient définie. Il y a une propriété de deuxième ordre valable pour chacune des facettes individuellement.

̶            Sortes de concepts :

• Ranganathan : personnalité, matière, énergie, espace et temps.
• Classification Research Group (1955) : 13 facettes.
• Catégoriser les concepts est une approche commune à beaucoup d’auteurs.
• La notion de sortes de concepts (ou catégories de concepts) découle des propriétés d’ordre supérieur, à l’opposé de classification de premier ordre d’items ou de choses.
• L’analyse par facettes moderne utilise autant de facettes que nécessaire pour le but désiré, selon la discipline analysée.

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3.5. Instantiation Classification using Higher Order Types

̶            Classifications standards :

• Verticalement, tous les éléments des nœuds sont homogènes : leur type est du même ordre.
• La relation entre les nœuds est habituellement soit de « sous-type » [« subtype »] ou de « sur-type » [6] [« supertype »].

̶            Utilisation de relation d’« ordre supérieur » :

• Plus rare dans les classifications standards.
• Dans l’exemple (voir figure 3) de hiérarchie : la relation entre le type (noeud) couleur [« colors »] et le type rouge [« red »] n’est pas de sous-type ou de sur-type, car il n’est pas vrai que toutes les choses rouges sont des couleurs (idem pour le nœud grandeurs).
• On parle alors de relation d’ordre supérieur; d’instances ou d’instanciation d’ordre supérieur.
• Ce diagramme n’est donc pas une classification entièrement hiérarchique.

̶            Utilité :

• Pour donner un accès horizontal à un élément dans une classification homogène standard;
• Superposée à cette structure, il pourrait y avoir un système de recherche par couleurs, par grandeurs.

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4. Catalogs Versus Propædias

̶            Catalogues :

• Aristote : classifier et cataloguer les choses, les entités, les éléments individuels.
• Bacon (1620) : classifier le savoir : tradition encyclopédique qui perdure jusqu’aujourd’hui.

̶            Propædias [7] :

• Accès au contenu via des index alphabétiques ou via des Arbres de la connaissance, des thèmes ou des Propædias.
• Les Propædias étaient conçues comme des cercles de connaissance en opposition aux Arbres de la connaissance.
• Ici, le terme Propædia est utilisé pour désigner n’importe quelle structure graphique-théorique-thématique de connaissance.

̶            Différences entre catalogues (choses) et Propædias (connaissance) :

• Le nombre de types, c’est-à-dire les contenants dans lesquels un élément particulier peut se classer et le nombre de fois qu’un seul et même type peut apparaître dans la schedule [8].
• Dans les ontologies naturelles, ce rapport est de un pour un, chaque élément correspond à une seule case dans la hiérarchie.
• À l’opposé, dans les Arbres de la connaissance, un élément peut être le sous-type  de plusieurs sur-types.

̶            Distinction  entre notion de discipline (domaines d’étude) et les choses ou phénomènes ou items (les objets d’études) :

• Il est possible que le même objet d’étude apparaisse dans plusieurs domaines d’études. Par exemple Tigre peut apparaître dans Zoologie et Écologie.
• Problème :
  • Dans une structure classificatoire basée sur la connaissance, la connaissance liée à un objet d’étude particulier se retrouve éparpillée.
  • Dans une structure basée sur basée sur les objets d’études, les disciplines ou domaines d’études sont éparpillés.
  • Exemple 1 : Classification décimale Dewey (DDC) : classification par discipline ou domaine : le sujet « eau » se retrouve dans plusieurs vedettes-matières.

̶            Beaucoup de sujets sont des composés de plusieurs autres termes/sujets plus petits.

̶            Question : Est-ce que le même sujet devrait apparaître à plusieurs endroits?

̶            Par exemple : Sujet comme l’Histoire économique pourrait être classé dans Économie et aussi dans Histoire.

̶            Lorsqu’un sujet apparaît à plusieurs endroits, ceci crée une structure cyclique (plutôt qu’une structure hiérarchique par arbre) qui devrait être considérée comme une poly-hiérarchie ou par facettes.

̶            Pour différentier les schedules pour les connaissances des autres schedules : savoir si les instanciations non chevauchantes sont uniques et si il y a des cycles ou des types dupliqués (doublons) à différents endroits.

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5. The Approach of some Common Systems for Classification

L’approche de quelques systèmes communs de classification.

5.1. Z39.19 Thesaurus Standard

[9]

̶            Approche par vocabulaire et termes (c’est-à-dire par mots) et non par propriétés, types, concepts ou entités abstraites.

̶            Faiblesse dans l’illustration des propriétés de deuxième ordre ou de concepts :

• Des étiquettes nodales [« node labels »] peuvent être utilisées pour diviser un ensemble de termes liés (sous-types), mais ne sont pas utilisés comme termes d’indexation.
• Exemple:

Node labels in hierarchies

cars

by motive power

diesel cars

electric cars

by purpose

racing cars

sports cars

 

̶            2 notions à prendre en compte dans une hiérarchie :

• Même fratrie [« siblings »]: les sujets frères : « enfants » qui ont le même « parent ») [10] — ou même relation sous-type / sur-type;
• Même niveau : les sujets qui sont à la même distance de la racine de la structure hiérarchique.

̶            Problème :

• Les sujets « frères » sont sur le même niveau, mais tout ce qui est sur le même niveau n’est pas nécessairement une fratrie.
• L’utilisateur aimerait être capable de naviguer à travers un niveau, ce qui n’est pas possible avec Z39.19.
• Par exemple, un usager qui cherche de la littérature dans une bibliothèque aimerait avoir plus que juste de la Littérature anglaise.

̶            Il faut donc inclure les sujets (ou termes) « cousins »:

• Dans un système : Relations « cousines » obtenues à partir des relations affichage du système [« systemic display »] ou en regardant les termes plus larges pertinents [« relevant broader term »], ce qui listera tous les termes « frères » au même niveau que le terme recherché.
• Un programme informatique pourrait, en tenant compte de la propriété de deuxième ordre, produire ainsi une liste du même niveau des termes frères et cousins.

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5.2. Description Logics (DLs) and OWL

̶            Les logiques de description [11] (LD) sont des fragments de la Logique de premier ordre [« First Order Logic »] (voir  note 3).

̶            En pratique, l’approche est assez restreinte mais efficace pour construire des classifications qui utilisent des concepts et des relations entre ces concepts.

̶            Une caractéristique semble absente : permettre à un concept d’être l’instance d’un autre concept.

̶            Exemple : Protégé-OWL — http://protege.stanford.edu/ — (éditeur d’ontologies) n’a pas la capacité d’appliquer une propriété à une autre propriété.

̶            OWL : [« Web Ontology Language »] ne tient pas compte des propriété de deuxième ordre.

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5.3. Basic Formal Ontology (BFO) and Descriptive Ontology for Linguistic and Cognitive Engineering (DOLCE)

̶            Basic Formal Ontology (BFO) — http://www.ifomis.org/bfo — n’a pas non plus de propriétés de second ordre :

• Classification de style aristotélicienne pour la science empirique (biologie, biomédecine, biodiversité) où tous les éléments sont instanciés.

DOLCE — http://www.loa.istc.cnr.it/DOLCE.html — ontologie pour la linguistique et l’ingénierie cognitive.

Ontologie appliquée a à un domaine précis.

Problème : universaux utilisés pour organiser et caractériser, mais pas eux-mêmes organisés et caractérisés (par des méta-propriétés) alors qu’il faudrait qu’ils le soient.

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6. Conclusions

̶            La prémisse était que les propriétés de deuxième ordres sont utiles pour l’architecture et la recherche d’information.

̶            La classification synthétique à facettes [« synthetic faceted classification »] est l’approche de classification la plus puissante et complète :

• Pour construire une telle classification, il faut qualifier, catégoriser ou donner un type aux concepts composants la base structurelle (par exemple : Personnalités, Énergies, Périodes, Places, Processus, etc.).
• Cette catégorisation est l’application de propriétés de second ordre.

̶            La recherche d’information est conditionnée par cette architecture :

• Par exemple, chercher par Périodes c’est faire le choix entre des propriétés de second ordre.
• Les accès horizontaux dans une classification hiérarchique (par exemple, par Forme littéraire) invoquent aussi les propriétés de second ordre (les « frères », « cousins », espèces ou niveaux).

̶            Les propriétés de second ordre sont nécessaires, mais pas très souvent utilisés. Plusieurs systèmes d’information les sous-estimant : Protégé-OWL et BFO construisent des catalogues plutôt que des Propædias.

̶            Les catalogues classifient les choses, mais ne répondent pas au besoin de classifier les sujets (Arbres de la connaissance et Propædias).

̶            Les Propædias sont plus abstraits que les catalogues, construire et naviguer à travers eux sont les bénéfices des propriétés de second ordre.

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Références sélectionnées

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