ISO 21127:2023 情報と文書 — 文化遺産情報の交換のための参照オントロジー | ページ 7

8.2.1 一般

図 1 は、モデルの中心的なパターンである「何が起こったか」を文書化するための、このドキュメントの最小限のプロパティを示しています。まず、モデルの正式な最上位クラスであるクラス E1 エンティティについて考えます。これは主に、モデルの存在論的に意味のある概念を集約するという技術的な目的を果たします。ただし、モデルの一般的な妥当性と明確な特徴という 2 つの重要な特性が宣言されています。 P1 は、範囲 E41 Appellation の によって識別され、特定の同一性と識別子の間の基本的な存在論的区別を行い (7.1 を参照)、実際には次のことが可能です。名前の歴史的な曖昧さを解決し、複数の識別子を調整することについての議論を説明します。プロパティP2 の type はE55 Type の範囲で、8.3.1 で詳しく説明されているように、用語によってクラスを絞り込むための実用的なインターフェイスを構成しますが、多くの場合揮発性です。

図 1 — ISO 21127 の高レベルのプロパティとクラス

Key

	直接のサブクラス
	間接サブクラス
	プロパティ.プロパティ

図 1 のすべてのクラスは E1 Entity の直接的または間接的なサブクラスですが、読みやすくするために、E2 Temporal Entity からのリンクの「サブクラス」のみを示しています。後者は、自然時間次元のあるタイムスパン (E52 タイムスパン) にわたって継続的に発生する現象で構成されますが、その中には婚姻状況など、特定の領域に限定されないものもあります。さらに特殊化すると、E4 期間は、物理空間の特定の領域内でさらに発生する現象で構成されます。これは、範囲 E53 の場所で発生した P7によって指定できます。 E4 期間のインスタンスは、戦国時代、ローマ時代、包囲戦、または単に署名を作成するプロセスなど、任意の規模にすることができます。さらに特殊化すると、E5 イベントは、プロセスの種類に特徴的な方法で E77 永続アイテムの特定のインスタンスに関与し影響を与える現象で構成されます。これは、の存在下で発生するプロパティ P12によって指定できます。この存在の概念は非常に強力です。これは、関与するものの存在を指定された時間内のそれぞれの場所に拘束し、受動的または能動的関与と相互影響の可能性を暗示します。存在を介して、イベントは、時間の経過とともにさまざまな場所でさまざまな組み合わせで会合するもののネットワーク内のノードを表します。

この文脈における E77 永続アイテムの最も重要な特殊化は次のとおりです: E39 アクター、意図的なアクションが可能なもの、E18 物理的物、物質的形状の相対的な安定性に結び付けられたアイデンティティを持つ、E28 概念オブジェクト、認識できる理想化された物ただし、特定のキャリア上での実現とは独立したアイデンティティを持っています。の存在下で発生したプロパティ P12 には36 の直接的および間接的なサブプロパティがあり、これらと E5 Event および E77 Persistent Items のさらに多くのサブクラスに関連しています。 ISO 21127 オントロジー互換のナレッジ ベースがこれらのプロパティのみを使用して作成されたか、より多くの表現力豊かな専門化を使用して作成されたかに関係なく、図 1 の 5 つの高レベル プロパティをクエリすると、「誰が、いつ、どこで、何を」に対する答えが得られます。 How 」は疑問を投げかけ、人、場所、時間、物事についての潜在的に豊かに精緻に練り上げられたストーリーを検索できるようにします。

この「出会い」のパターンは、E5 イベントのさらに 2 つのサブクラスによって補完されます。E63 存在の始まりと E64 存在の終わりは、存在するだけでなく、空間と時間における物や人の存在の終点を、多くの場合明示的に暗示します。他者との存在や相互作用は、生産や消費、あるいはただ目撃することによって因果関係を持ちます。モデルは複数のインスタンス化をサポートしていることに注意してください。結果として、特定のイベントは、これらのクラスと他のクラスの組み合わせのインスタンスとなり、複数の性質の緊密に統合されたプロセスを記述することができます。存在、存在の始まりと終わりによって出来事に関連するものを表現することは、歴史研究における年代学に関する推論の主要な形式であるポストクオとアンテクオという用語の論理を説明するのに十分です。

上記の概念を適用する単純で実際の例として、この文書は芸術の歴史に関連する歴史的な出来事を紹介します。ヨハン・ヨアヒム・ヴィンケルマン（ドイツの学者）は、1755 年にローマのバチカンでいわゆるラオコーン・グループを見ました（コルティーレ デル ベルヴェデーレに展示)彼は 1764 年に『古代美術史』の中で自身の印象を述べています (ギリシャ美術、ギリシャ美術、ローマ美術の違いを初めて明確に述べ、ギリシャ美術を有名な言葉「…高貴な簡素さ、静かな壮大さ」で特徴づけています) ）。この彫刻はヘレニズム様式の「ペルガメンバロック」様式^{[ 20] [33]} で、紀元前 27 年から紀元後 68 年の間に（ローマの委託を受けて）ギリシャのオリジナル (これ以上は公開されていない) から複製されたものであると広く考えられている。ヨハン・ヨアヒム・ヴィンケルマンは、マルティン・ヴィンケルマンとアンナ＝マリア・マイヤーの子として1717年に生まれ、1768年にトリエステで亡くなった。

図 2 は、ISO 21127 の概念を使用した、上で説明したこのイベントのセマンティック グラフを示しています。わかりやすくするために、上記の括弧内の事実は省略されています。クラスのインスタンスは、識別子の代わりに情報ラベルによって表され、ボックス内にインスタンス ラベルの上にクラス ラベルが表示されます。プロパティは、プロパティ ラベルが付いた矢印として表されます。クラス ラベルとプロパティ ラベルの後に、図 1 のそれぞれのスーパークラスとスーパープロパティの識別子が括弧内に示されており、これらの概念のみを使用してストーリーを表現およびクエリできることを示しています。また、概念の特殊化によって一般性を失うことなく表現力がどのように向上するかも示しています。注目に値するのは、ギリシア語の原本からコピーへ、ヴィンケルマンの心へ、そして彼の著作への情報の伝達が、さまざまな会議に存在するこの一連の事柄によってのみ理解できるということである。また、事実が現実であると信じられる度合いは、事実を説明するための ISO 21127 概念の選択や、モデルの基礎となる現実概念には影響を与えないことにも注意してください。

図 2 — ISO 21127 エンコーディングの例 — Laocoön を見る Winckelmann

図 2 は、ISO 21127 のもう 1 つのトップレベル プロパティを示しています。P67 は を参照しており、情報オブジェクトが識別可能なアイテムを参照しているという証拠に基づいた事実を記述しています。

上で述べたように、ISO 21127 の中心的な概念は、時空の中でさまざまな組み合わせで会合するもののネットワークとして近似できる現実の一部を表現することです。上記と同じ例を使用して、図 3 はこの概念を別の記号表現で示しています。それは、過去の人や物が時空の中でほとんど未知の軌跡をたどっており、既知の歴史的事実が、ある限られた期間における彼らの居場所の可能性を、既知または未知の場所で一緒にいたということに制約しているという考えを表現することを目的としています。

この文書では、考古学で時間の経過に伴う時代や文化の空間的進化を説明するために使用される、空間の一次元表現と垂直時間軸を使用します。この文書は、既知のイベント間の相対的な不確実性を表現するために、物や人の軌跡をイベント間のあいまいな線として象徴しています。生き物ではないものは転送されなければ静止していますが、人は自ら動き回ることがあります。この文書では、イベントを曖昧な楕円形としてシンボル化し、空間と時間におけるイベントの曖昧な境界を表現します。この表現では、一般的なパターンとして、物事がイベントから「生き残る」、イベントから出現する、またはイベントで終了する可能性があることに注意してください。存在の始まりと終わりは、因果関係のある出来事に追加の時間的順序を課し、それは明示的な日付よりも強力になる可能性があります。この文書は、出来事でもある人や物の、知られざる存在の終焉を、その軌跡の先にある点で象徴している。

図 3 —空間と時間の進化としての「ラオコーンを見るウィンケルマン」の象徴的表現

8.2.2 では、ISO 21127 の空間的および時間的関係のシステムの概要が示されています。これは、ISO 21127 が過去の正確な文書化のための重要なツールを構成しており、概要で理解する必要があるある程度の複雑さがあるためです。

8.2.2.1 空間関係の文書化

ドキュメンテーションと歴史研究の主要な分野は、何が起こったのか、それに関係する事柄を空間内で位置づけること、およびそれぞれの空間的関係について推論することを中心としています。 ISO 21127 がこの情報をモデル化するために提供するキー クラスは E53 Place です。 E53 Place は、物や出来事の実際の位置または考えられる位置を含む物理空間内の幾何学的範囲を文書化するために使用されます。 E53 Place を中心とする ISO 21127 の上位レベルのプロパティとクラスにより、以下の文書化が可能になります。 場所間の関係。場所を定義または近似する幾何学的表現とその意味機能を記録する。物理的オブジェクトの位置の履歴を追跡する。個人またはグループがいたwhere を特定する。物理的オブジェクト上の場所と、特定の時間的エンティティの空間範囲を識別します。

8.2.3.1 時間的関係の文書化

過去に関する歴史的および科学的言説は、年代学に組み込まれる出来事とその時間的順序に関するさまざまなレベルの知識を扱います。年代学は社会史と自然史を理解するための基礎であり、時間的関係と因果関係についての推論は直接関係しています。膨大な量の物理的観察により、時間的関係を推測することができ、またその逆も可能です。既知の日付に関してだけでなく、歴史的なタイムライン内の相対的な位置に従っても一時性を文書化できることが重要です。時間エンティティに関連する ISO 21127 のトップレベル プロパティは、タイムスパンまたは次元としての日付、時間エンティティ間のメレオロジー関係、およびトポロジー関係の完全なスイートの文書化をサポートします。

8.3.1 種類

事実上、博物館のオブジェクトのすべての構造化された説明は、一意のオブジェクト識別子とオブジェクトの「タイプ」に関する情報で始まり、多くの場合、「分類」、「カテゴリー」、「オブジェクトのタイプ」、「オブジェクト名」などの名前を持つ一連のフィールドに含まれます。これらすべてのフィールドは、オブジェクトがアイテムの特定のカテゴリに属する​​ことを宣言する用語に使用されます。クラス E55 Type 用語によって示される概念で構成されます。 ISO 21127 クラスのインスタンスに名前を付けるために使用される Appellation のインスタンスとは対照的に、E55 Type のインスタンスは概念 (普遍) を表します。

この目的のために、この文書では、大部分の情報システムにおける現在の慣行に対応する、用語による分類を説明する 2 つの基本的なプロパティを提供します。クラス E1 Entity は、範囲 E55 Type を持つプロパティP2 has type (is type of)のドメインです。したがって、ISO 21127 のすべてのクラスは、E59 プリミティブ値を除き、プロパティP2 has type (is type of) を継承します。これは、外部の語彙ソース、シソーラス、分類スキーマ、またはオントロジーにリンクすることにより、ISO 21127 インスタンスの分類をあらゆる詳細レベルに特化するための一般的な代替メカニズムを提供します。

P2 の has type (is type of)プロパティの機能と同様に、ISO 21127 の一部のプロパティは追加のプロパティに関連付けられています。 ISO 21127 ドキュメントでは、これらに「.1」拡張子が付いた番号が付けられています。これらの特性の範囲は常に E55 タイプに該当します。プロパティのプロパティの目的は、E55 タイプのインスタンスとして宣言されたプロパティ サブタイプを使用して、そのドメイン プロパティを特殊化する代替メカニズムを提供することです。これらはプロパティ宣言の一部として含まれ、クラス宣言で参照されます。たとえば、 P62.1 の描写モード: E55 Type 、E24 物理的な人工物に関連付けられています。 P62 は、E1 エンティティを描写します (によって描写されます) 。

クラス E55 Type 文化文書で一般的に見られるカテゴリ知識に関連する一連のプロパティとしても機能します。たとえば、プロパティP125 used object of type (was type of object used in) を使用すると、この文書で「この鋳物は型を使用して製造された」などのステートメントを表現できます。これは、未知または言及されていないオブジェクト、つまり型が存在したことを意味します。実際に使われていたものです。これにより、鋳造品の特定のインスタンスを、金型として知られるタイプの製造装置全体に関連付けることができます。さらに、タイプ「モールド」のオブジェクトは、P2 has type (is type of)を介してこの用語に関連付けられます。この間接的な関係は、統合環境で未知のオブジェクトを検出するのに役立ちます。一方、一部の鋳造品は、 P16 で使用される特定のオブジェクト (に使用された) を介して既知の金型を直接参照する場合があります。したがって、特定のコレクション内のオブジェクトの数が金型で作成されているかという統計的な質問には、 P16 で使用された特定のオブジェクト (に使用されました) - P2 のタイプ (のタイプ)とP125 で使用されたオブジェクトのタイプ ()の両方のパスに従って正しく答えることができます。 ) で使用されるオブジェクトのタイプでした。カテゴリ知識のこの一貫した扱いにより、文化知識を統合する ISO 21127 の能力が強化されます。

タイプ、つまり E55 Type のインスタンスとそのサブクラスを使用すると、ISO 21127 クラスのインスタンスを特徴付け、クラスの意味を絞り込むことができます。タイプ「アーティスト」は、P2 has type (is type of)を通じて人物を特徴付けるために使用できます。一方、ISO 21127 の美術史アプリケーションでは、ISO 21127 クラス E21 パーソンをサブクラス E21.xx アーティストで拡張するだけで十分な場合があります。タイプ「アーティスト」とクラス「アーティスト」の違いは何ですか?日常的な概念的な観点からは、違いはありません。どちらも「アーティスト」という概念を表し、同じ人物の集合を識別します。したがって、この設定では、型はクラスと見なされ、型のクラスはメタクラスと見なすことができます。現在のシステムではユーザー定義のメタクラスを適切に制御できないため、ISO 21127 では、前の段落で説明した関係を使用して、E55 Type のインスタンスを詳細であるかのようにモデル化することを好みます。

ユーザーは、ISO 21127 クラス システムを拡張するサブクラスとして、または E55 タイプのインスタンスとして概念を実装することを決定できます。新しいサブクラスは、概念が十分に安定しており、その概念に固有の追加の明示的にモデル化されたプロパティに関連付けられている場合にのみ作成する必要があります。それ以外の場合は、E55 Type のインスタンスを使用すると、より柔軟に使用できます。 ISO 21127 を拡張する概念を使用して談話を説明するだけでなく、この概念自体の歴史も説明したいユーザーは、同じ概念をサブクラスとして、また同じ名前を持つ E55 Type のインスタンスとしてモデル化することを選択できます。同様に、各用語階層について、ISO 21127 クラスを改良し、このクラスと同等の用語を最上位用語として予測することは、良い実践であると見なされるべきです。例えば、Ｅ２１ Ｐｅｒｓｏｎのインスタンスの用語階層は、「Ｐｅｒｓｏｎ」で始まる場合がある。

E55 Type の役割の 1 つは、ドメイン固有のオントロジーおよびシソーラスまたはそれほど正式ではない用語体系に対する ISO 21127 のインターフェースとなることです。このような概念のセットは、この文書では E55 タイプのサブクラスとして表現され、用語の階層を形成します。つまり、P127 を介してリンクされた E55 Type のインスタンスは、より広い用語を持ちます (より狭い用語を持ちます)このような階層は、追加のプロパティで拡張できます。用語体系を記述するために使用される他の標準モデル、特により豊富なモデルも、それぞれの概念クラスを E55 タイプと同等であると宣言し、それぞれのより広義/狭義の関係をP127 と同一であるものとして宣言することにより、この文書とインターフェースすることができます。意味的に互換性がある限り、より狭い用語です) 。

E55 Type 、外部シソーラスおよび分類システムへのインターフェイスであるだけでなく、ISO 21127 の通常のクラスであり、E28 概念オブジェクトのサブクラスでもあります。 E55 Type とそのサブクラスは、このスーパークラスからすべてのプロパティを継承します。したがって、ISO 21127 クラスの E83 Type 作成と併せて、タイプが徹底的に記述され、適切な名前が付けられていることを保証する厳密な学術的または科学的プロセスを ISO 21127 内でモデル化できます。場合によっては、特に考古学や生命科学では、E83 Type 作成では次のことが要求されます。典型的な標本の特定と、適切な学術フォーラムでのタイプ定義の公表。これは生命科学の研究にとって非常に中心的なものでありここで, タイプは「分類群」、タイプの説明は「プロトローグ」、典型的な標本は「オリジナル要素」または「ホロタイプ」と呼ばれます。

最後に、E55 Type または適切なサブクラスのインスタンスは、新製品または製品バリアントごとに生産者自身によって定義および公開される工業製品の名前やタイプなど、シソーラスやオントロジーで整理されていないタイプ システムからのユニバーサルを記述することができます。

8.3.2.1 一般

歴史、考古学、地質学などの過去を扱う科学では、層序やその他の観察から、また事象間の因果関係の考察から時間的な位相関係を導き出すのが特徴です。このため、ISO 21127 はバージョン 1 で、Allen の時相論理の時間関係のセット全体 (現在は非推奨になっているプロパティP114 to P120 ) を導入しました。当時、これは文化史的言説に関連する時空間現象の時間的位相関係を扱うのに十分に正当化され、網羅的で十分な理論であると考えられていました。アレンの時相論理は、相互に排他的な関係の網羅的なセットによって記述される、既知の時間間隔 (タイムスパン) の正確な終点の仮定に基づいています。

多くの時間的関係は、その原因となる事実、たとえば、人と他の人との意図的な相互作用の前に必然的に発生する出生、または絶対時間を知ることなく物的証拠の観察から推測できるため、時間的関係は ISO 21127 に関連します。 E2 時間的実体ではなく、絶対時間の知識を必要とするタイムスパンではありません。絶対時間がわかっている場合、アレンの関係の演繹は自動化された微積分の単純な問題であり、中核モデルとしての ISO 21127 が関心を寄せている種類の主要な科学的洞察ではありません。しかし、それらの適用は実際には問題があることが判明しました。理由:

第一に、時間的関係の原因となる事実は、多くの場合、アレンの関係の選言 (論理または条件) を必要とする表現をもたらします。たとえば、子供が死産するかもしれません。古い歴史資料では通常のように妊娠時の状態を無視すると、誕生は死と等しいか、死に遭遇するか、あるいは死の前である可能性があります。ただし、ISO 21127 で選択された知識表現形式では、クエリ内を除いて論理和を指定することはできません。したがって、 P134 continueなど、時間的順序を暗示する ISO 21127 の単純なプロパティは、それらが暗示する時間的関係のサブプロパティとして宣言することはできません。この場合、それは次のようになります。 by, contains, finishes, finished-by, equals, during, overoverped by」（ P174 が の終了前に始まるを参照）。

第二に 、 自然は時点の平等を観察することを許しません。この事実には 3 つの解釈が可能です。 3 つの解釈すべてに共通するのは、曖昧な境界の観点から説明できることです。ここで提案されているモデルは、これら 3 つの解釈すべてと一致しています。

• a)年代を特定できる観察可能な現象はすべて、存在しない状態から確実に存在する状態、そして存在しない状態へと徐々に移行するあいまいな境界を持つ自然な時間的範囲を持っています。
• b)これらのあいまいな境界は、説明されている現象を完全に知っていても、この現象がすでに進行しているかどうか、またはまだ進行中かどうかについて専門家が同意できない可能性がある時間間隔として解釈することもできます。
• c) 3 番目の解釈では、E2 時間的実体のインスタンスが進行中であるという事実は、あいまいな境界内では観察できません。

たとえば、出産を考えてみましょう。時間単位で無視できない限られた期間にわたって広がり、徐々に始まり、徐々に終わります (a) が、開始点と終了点については別の科学的定義を与えることができます (b)、どちらもそれほど正確に決定することはできません分単位のスケールより小さい (c)曖昧な境界は、不完全または不正確な知識と現実との関係を説明するものではありません。時間の粒度が最も低いと仮定することは役に立ちません。なぜなら、考慮される現象のタイプに応じて、文化的推論においてさえ、関連するあいまいさの程度が膨大なスケールで変化するからです。唯一の正確な一致は、任意に宣言された時間間隔の間です。たとえば、年の終わりが次の年の初めと等しい、または「初期ミノア」が「中期ミノア」の開始時に正確に終了するなど、そのような場合は常に一致します。したがって、この文書では、次の特性を持つ新しい一連の「時間関係プリミティブ」を紹介します。

• これは、開始点と終了点によって指定される 2 つの時間間隔間のすべての可能な関係を、直接または後者の結合 (論理と条件) によって指定できるプロパティの最小セットです。
• 開始点と終了点は、上で説明したように「太い」あいまいな境界として解釈されます。
• 端点の等しい条件は、ファジー境界が重なる条件まで緩和されます。したがって、ファジィ関数の形状に関する知識は必要ありません。
• アレンのすべての関係は、直接またはこれらの特性の組み合わせによって表現できます。
• ファジー境界がない、または無視できるほど短い時間間隔の場合、アレンの関係はすべて、これらの特性を適切に結合することによって正確に記述することができます。

他の関係の逆に等しい関係はありません。逆数は、ドメインと範囲の役割を交換することによって指定されます。

8 Introduction to the basic concepts

8.1 General

This subclause explains the most general logic of this document. ISO 21127 is a formalized representation of historical discourse, a formal ontology. In this capacity, it is meant to support the (re)presentation of fact based, analytic discourse about what has happened in the past in a human understandable and machine-processable manner. It achieves this function by proposing a series of formalized properties (relations) and classes. The formalized properties support the making of semantically explicit statements relating classes of things. Their formal definition logically explicates the classes of things to which they may pertain. ISO 21127 properties thus enable a formal, logically explicit description of relations between individual, real world items, classified under distinct ontological classes. Encoding analytic data pertaining to the past under such a system of statements provides a standard representation for data and allows the uniform application of reasoning to large sets of data.

Grounding this high-level logic is a hierarchical system of classes and relations, that provide basic ontological distinctions by which to represent historical discourse. Familiarity with the basic ontological distinctions made in the top level of the class hierarchy provides the basic entry point to understanding how to apply ISO 21127 for knowledge representation.

The highest-level distinction in this document is represented by the top-level concepts of E77 Persistent Item, equivalent to the philosophical notion of endurant; E2 Temporal Entity, equivalent to the philosophical notion of perdurant and, further, the concept of E92 Spacetime Volume.

As an event-centric model, supporting historical discourse, this document firstly enables the description of entities that are themselves time-limited processes or evolutions within the passing of time using E2 Temporal Entity and its subclasses. Their basic function is to capture the fact of something having happened over time. In addition to allowing the description of a temporal duration, the subclasses of E2 Temporal Entity are used to document the historical relations between objects, similar to the role of action verbs in a natural language phrase. The more specific subclasses of E2 Temporal Entity enable the documentation of events pertaining to individually related/affected material, social or mental objects that have been described using subclasses of E77 Persistent Item. This precise documentation is enabled through the use of specialized properties formalizing the manner of the relation or affect. Examples of specific subclasses of E2 Temporal Entity include E12 Production, which allows the representation of events of making things by humans, and E5 Event which allows the documentation, among other things, of geological events and large-scale social events such as a war. Each of these subclasses have specific properties associated to them which allow them to function to represent the specific, real-world connection between instances of E77 Persistent Item, such as the relation of an object to its time of production through P108i was produced by (E12) or the relation of a place to a geological phenomenon through P7i witnessed (E5). The entities that E2 Temporal Entity documents, being time limited processes/occurrences, are such that their existence can be declared only on the basis of direct observation or recording of the event, or indirect observation of its material outcomes. Evidence of such entities may be preserved on material objects that are permanently changed because of them. Likewise, events may have been recorded in text or remembered through oral history. E2 Temporal Entity and its subclasses are central to this document and essential for almost all modelling tasks (e.g. in a museum catalogue one cannot consider an object outside its production event).

The real-world entities, which the event centric modelling of this document aims to enable the accurate historical description of, are captured through E77 Persistent Item and its subclasses. E77 Persistent Item is used to describe entities that are relatively stable in form through the passage of time, maintaining a recognizable identity because their significant properties do not change. Specific subclasses of E77 Persistent Item can illustrate this point. E22 Human-Made Object is used for the description of discrete, physical objects having been produced by human action, such as an artwork or monument. An artwork or monument is persistent with regards to its physical constitution. So long as it retains its general physical form, it is said to exist and to participate in the flow of historical events. E28 Conceptual Object is also used to describe persistent items, but of a mental character. It is used to describe identifiable ideas that are named and form an object of historical discourse. Its identity conditions rely in having a carrier by which it can be recalled. The entities described by E77 Persistent Item are prone to change through human activity, biological, geological or environmental processes, but are regarded to continue to exist and be the same just as long as such changes do not alter their basic identity (essence) as defined in the scope note of the relevant class.

The notion of identity is key in the application of ISO 21127. The properties and relations it provides are designed to allow the accurate historical description of the evolution of real-world items through time. This being the case, classes and properties are created in order to provide a definition, which will allow the accurate application of the classes or properties to the same real-world items by diverse users. Identity, in the sense of ISO 21127, therefore, means that informed people are able to agree that they refer to the same, single thing in its distinction from others, both in its extent and over its time of existence. The criteria for such a determination should come from understanding the scope note of the respective ISO 21127 class this thing is regarded to be an instance of, because communication via information systems may not leave space for respective clarifying dialogues between users. For example, the Great Sphinx of Giza may have lost part of its nose, but there is no question that people are still referring to the same monument as that before the damage occurred, since it continues to represent significant characteristics and distinctness from an overall shaping in the past, which is of archaeological relevance. Things lacking sufficient stability or differentiation, such as atmosphere, soil, clouds, waves, are not instances of E77 Persistent Item, and not suited for information integration. Discourse about such items may be documented with concepts of ISO 21127 as observations in relation to things of persistent identity, such as places.

Learning to distinguish and then interrelate instances of E77 Persistent Item (endurants) and instances of E2 Temporal Entity (perdurants) using the appropriate properties is key to the proper understanding and application of ISO 21127 in order to formally represent analytic historical data. In the large majority of cases, the distinction this provides, and the subsequent elaboration of subclasses and properties is adequate to describe the content of database records in the cultural and scientific heritage domain. In exceptional cases ここで, there is a need to consider complex combinations of changes of spatial extent over time, the concept of spacetime (E92 Spacetime Volume) also needs to be considered. E92 Spacetime Volume describes the entities whose substance has or is an identifiable, confined geometrical extent in the material world that may vary over time, fuzzy boundaries notwithstanding. For example, the built settlement structure of the city of Athens is confined both from the point of view of time-span (from its founding until now) and from its changing geographical extent over the centuries, which may become more or less evident from current observation, historical documents and excavations. Even though E92 Spacetime Volume is an important theoretical part of the model, it can be ignored for most practical documentation and modelling tasks.

The key to the proper understanding of this document comes through the appropriation of its basic divisions and the logic these represent. It is important to underline that ISO 21127 is not intended to function as a classification system or vocabulary tool. The basic class divisions in this document are declared in order to be able to apply distinct properties to these classes and, in so doing, formulate precise, analytic propositions that represent historical realities. The expressive power of ISO 21127 comes not from the application of classes to classify entities but in the documenting the interrelation of individual historical items through well-defined properties. These properties characteristically cover subjects such as relations of identifying items by names and identifiers; participation of persistent items in temporal entities; locations of temporal entities and physical things in space and time; relations of observation and assessment; part-decomposition and structural properties of anything; influence of things and experiences on the activities of people and their products; and reference of information objects to anything.

The document explains these concepts with the help of graphical representations in the next sections.

8.2.1 General

Figure 1 illustrates the minimal properties in this document for documenting “what has happened”, the central pattern of the model. First, consider the class E1 Entity, the formal top class of the model. It primarily serves a technical purpose to aggregate the ontologically meaningful concepts of the model. It declares however two important properties of general validity and distinct features of the model: P1 is identified by, with range E41 Appellation, makes the fundamental ontological distinction between the identity of a particular and an identifier (see 7.1), and in practice allows for describing a discourse about resolving historical ambiguities of names and reconciliation of multiple identifiers. The property P2 has type, with range E55 Type, constitutes a practical interface for refining classes by terminologies, being often volatile, as detailed in 8.3.1.

Figure 1 — High level properties and classes of ISO 21127

Key

	direct subclass
	indirecte subclass
	property

All classes in Figure 1 are direct or indirect subclasses of E1 Entity, but for better readability, only the “subclass of” link from E2 Temporal Entity is shown. The latter comprises phenomena that continuously occur over some time-span (E52 Time-Span) in the natural time dimension, but some of them may not be confined to specific area, such as a marriage status. Further specializing, E4 Period comprises phenomena occurring in addition within a specific area in the physical space, which can be specified by P7 took place at, with range E53 Place. Instances of E4 Period can be of any size, such as the Warring States Period, the Roman Period, a siege or just the process of making a signature. Further specializing, E5 Event comprises phenomena involving and affecting certain instances of E77 Persistent Item in a way characteristic of the kind of process, which can be specified by the property P12 occurred in the presence of. This concept of presence is very powerful: it constrains the existence of the involved things to the respective places within the specified time and implies the potential of passive or active involvement and mutual impact. Via presence, events represent nodes in a network of things meeting in various combinations in the course of time at different places.

The most important specializations of E77 Persistent Item in this context are: E39 Actor, those capable of intentional actions, E18 Physical Thing, having an identity bound to a relative stability of material form, and E28 Conceptual Object, the idealized things that can be recognized but have an identity independent from the materialization on a specific carrier. The property P12 occurred in the presence of has 36 direct and indirect subproperties, relating these and many more subclasses of E5 Event and E77 Persistent Item. Regardless whether an ISO 21127 ontology-compatible knowledge base is created with these properties only or with their much more expressive specializations, querying for the five high-level properties in Figure 1 will provide answer to all “Who-When-Where-What-How” questions, and allow for retrieving potentially richly elaborated stories of people, places, times and things.

This pattern of “meeting” is complemented by two more subclasses of E5 Event: E63 Beginning of Existence and E64 End of Existence, which imply not only presence, but constitute the endpoints of existence of things and people in space and time, often in explicit presence and interaction with others, be they causal by producing or consuming or just witnessing. Note that the model supports multiple instantiation. As a consequence, particular events can be instances of combinations of these and other classes, describing tightly integrated processes of multiple nature. The representation of things connected in events by presence, beginning and end of existence is sufficient to describe the logic of termini postquos and antequos, a major form of reasoning about chronology in historical studies.

As a simple, real example of applying the above concepts this document presents a historical event, relevant for the history of art: Johann Joachim Winckelmann (a German Scholar) has seen the so-called Laocoön Group in 1755 in the Vatican in Rome (at display in the Cortile del Belvedere). He described his impressions in 1764 in his “History of the Art of Antiquity”, (being the first to articulate the difference between Greek, Greco-Roman and Roman art, characterizing Greek art with the famous words “…noble simplicity, silent grandeur”). The sculpture, in Hellenistic"Pergamene baroque" style^[20][33] is widely assumed to be a copy, made between 27 BC and 68 AD (following a Roman commission) from a Greek (no more extent) original. Johann Joachim Winckelmann was born 1717 as child of Martin Winckelmann and Anna-Maria Meyer and died in 1768 in Trieste.

Figure 2 presents a semantic graph of this event, as described above, using ISO 21127 concepts. The facts in parentheses above are omitted for better clarity. Instances of classes are represented by informative labels instead of identifiers, in boxes showing the class label above the instance label. Properties are represented as arrows with the property label attached. After class labels and property labels, the identifiers of the respective superclasses and superproperties from Figure 1 are shown in parenthesis, in order to demonstrate that the story can be represented and queried with these concepts only. It also shows how concept specialization increases expressiveness without losing genericity. It is noteworthy that the transfer of information from the Greek original, to the copy, to the mind of Winckelmann and into his writings can be solely understood by this chain of things being present in different meetings. Note also that the degree to which a fact is believed to be real does not affect the choice of ISO 21127 concepts for description of the fact, nor the reality concept underlying the model.

Figure 2 — ISO 21127 encoding example — Winckelmann seeing Laocoön

Figure 2 represents in addition one more top-level property of ISO 21127: P67 refers to, which describe an evidence-based fact that an information object makes reference to an identifiable item.

As mentioned above, the central concept of ISO 21127 is the representation of a part of reality that can be approximated as a network of things meeting in various combinations in spacetime. Using the same example from above, Figure 3 illustrates this concept via an alternative symbolic representation. It aims at rendering the idea that people and things in the past have performed mostly unknown trajectories in spacetime, and the historical facts known constrain their possible whereabouts for some limited time-spans to having been together at some known or unknown place.

This document uses a one-dimensional representation of space, as used in archaeology to describe the spatial evolution of periods or cultures over time, and a vertical time axis. This document symbolizes the trajectories of things and people as fuzzy lines between events in order to render their relative indeterminacy between known events. Non-animate things use to be stationary if not transferred, whereas people may move around on their own. This document symbolizes events as fuzzy ovals to render the fuzzy boundaries of events in space and time. Note that in this representation, as a general pattern, things may “survive” events, emerge from events or end in events. Beginning and ending of existence impose an additional temporal order on events of causal nature, which can be stronger than explicit dates. This document symbolizes the unreported ends of existence of people and things, which are also events, by a dot at the end of the trajectory.

Figure 3 — Symbolic representation of"Winckelmann seeing Laocoön" as an evolution in space and time

In 8.2.2, an overview of the system of spatial and temporal relations in ISO 21127 is presented, because it constitutes an important tool for precise documentation of the past and has a certain complexity that needs to be understood in a synopsis.

8.2.2.1 Documenting spatial relations

A major area of documentation and historical research centres around positioning in space of what has happened and the things involved, as well as reasoning about respective spatial relations. The key class ISO 21127 provides for modelling this information is E53 Place. E53 Place is used to document geometric extents in the physical space containing actual or possible positions of things or happenings. The higher-level properties and classes of ISO 21127 that centre around E53 Place allow for the documentation of: relations between places; recording the geometric expressions defining or approximating a place and their semantic function; tracing the history of locations of a physical object; identifying the places where an individual or group have been located; identifying places on a physical object and the spatial extent of certain temporal entities.

8.2.3.1 Documenting temporal relations

Historical and scientific discourse about the past deals with different levels of knowledge regarding events and their temporal ordering that feed into chronology. Chronology is fundamental to understanding social and natural history, and reasoning about temporal relations and causality is directly related. An immense wealth of physical observations allows for inferring temporal relations and vice-versa. It is important to be able to document temporality both with regards to known dates but also according to relative positioning within a historical timeline. The top-level properties of ISO 21127 relating to temporal entities support the documentation of: dates as time-spans or dimensions, mereological relations between temporal entities as well as a complete suite of topological relations.

8.3.1 Types

Virtually all structured descriptions of museum objects begin with a unique object identifier and information about the “type” of the object, often in a set of fields with names like “classification”, “category”, “object type”, “object name”, etc. All these fields are used for terms that declare the object belongs to a particular category of items. The class E55 Type comprises concepts denoted by terms. Instances of E55 Type represent concepts (universals) in contrast to instances of Appellation which are used to name instances of ISO 21127 classes.

For this purpose, this document provides two basic properties that describe classification with terminology, corresponding to what is the current practice in the majority of information systems. The class E1 Entity is the domain of the property P2 has type (is type of), which has the range E55 Type. Consequently, every class in ISO 21127, with the exception of E59 Primitive Value, inherits the property P2 has type (is type of). This provides a general alternative mechanism to specialize the classification of ISO 21127 instances to any level of detail, by linking to external vocabulary sources, thesauri, classification schemas or ontologies.

Analogous to the function of the P2 has type (is type of) property, some properties in ISO 21127 are associated with an additional property. These are numbered in the ISO 21127 documentation with a ‘.1’ extension. The range of these properties of properties always falls under E55 Type. The purpose of a property of a property is to provide an alternative mechanism to specialize its domain property through the use of property subtypes declared as instances of E55 Type. They are included as part of the property declarations and referred to in the class declarations. For example, P62.1 mode of depiction: E55 Type is associated with E24 Physical Human-Made Thing. P62 depicts (is depicted by): E1 Entity.

The class E55 Type also serves as the range of properties that relate to categorical knowledge commonly found in cultural documentation. For example, the property P125 used object of type (was type of object used in) enables this document to express statements such as “this casting was produced using a mould”, meaning that there has been an unknown or unmentioned object, a mould, that was actually used. This enables the specific instance of the casting to be associated with the entire type of manufacturing devices known as moulds. Further, the objects of type “mould” would be related via P2 has type (is type of) to this term. This indirect relationship can help in detecting the unknown object in an integrated environment. On the other side, some casting may refer directly to a known mould via P16 used specific object (was used for). So, a statistical question to how many objects in a certain collection are made with moulds could be answered correctly following both paths through P16 used specific object (was used for) - P2 has type (is type of) and P125 used object of type (was type of object used in). This consistent treatment of categorical knowledge enhances ISO 21127’s ability to integrate cultural knowledge.

Types, that is, instances of E55 Type and its subclasses, can be used to characterize the instances of an ISO 21127 class and hence refine the meaning of the class. A type ‘artist’ can be used to characterize persons through P2 has type (is type of). On the other hand, in an art history application of ISO 21127 it can be adequate to extend the ISO 21127 class E21 Person with a subclass E21.xx Artist. What is the difference of the type ‘artist’ and the class Artist? From an everyday conceptual point of view there is no difference. Both denote the concept ‘artist’ and identify the same set of persons. Thus, in this setting a type could be seen as a class and the class of types may be seen as a metaclass. Since current systems do not provide an adequate control of user defined metaclasses, ISO 21127 prefers to model instances of E55 Type as if they were particulars, with the relationships described in the previous paragraphs.

Users may decide to implement a concept either as a subclass extending the ISO 21127 class system or as an instance of E55 Type. A new subclass should only be created in case the concept is sufficiently stable and associated with additional explicitly modelled properties specific to it. Otherwise, an instance of E55 Type provides more flexibility of use. Users that may want to describe a discourse not only using a concept extending the ISO 21127 but also describing the history of this concept itself, may choose to model the same concept both as subclass and as an instance of E55 Type with the same name. Similarly, it should be regarded as good practice to foresee for each term hierarchy refining an ISO 21127 class a term equivalent of this class as top term. For instance, a term hierarchy for instances of E21 Person may begin with “Person”.

One role of E55 Type is to be ISO 21127’s interface to domain specific ontologies and thesauri or less formal terminological systems. Such sets of concepts can be represented in this document as subclasses of E55 Type, forming hierarchies of terms, i.e. instances of E55 Type linked via P127 has broader term (has narrower term). Such hierarchies may be extended with additional properties. Other standard models, in particular richer ones, used to describe terminological systems can also be interfaced with this document by declaring their respective concept class as being equivalent to E55 Type, and their respective broader/narrower relation as being identical with P127 has broader term (has narrower term), as long as they are semantically compatible.

In addition to being an interface to external thesauri and classification systems, E55 Type is an ordinary class in ISO 21127 and a subclass of E28 Conceptual Object. E55 Type and its subclasses inherit all properties from this superclass. Thus, together with the ISO 21127 class E83 Type Creation the rigorous scholarly or scientific process that ensures a type is exhaustively described and appropriately named can be modelled inside ISO 21127. In some cases, particularly in archaeology and the life sciences, E83 Type Creation requires the identification of an exemplary specimen and the publication of the type definition in an appropriate scholarly forum. This is very central to research in the life sciences ここで, a type would be referred to as a “taxon,” the type description as a “protologue,” and the exemplary specimens as “original element” or “holotype”.

Finally, instances of E55 Type or suitable subclasses can describe universals from type systems not organized in thesauri or ontologies, such as industrial product names and types, defined and published by the producers themselves for each new product or product variant.

8.3.2.1 General

It is characteristic for sciences dealing with the past, such as history, archaeology or geology, to derive temporal topological relations from stratigraphic and other observations and from considerations of causality between events. For this reason, ISO 21127 introduced, in version 1, the whole set of temporal relationships of Allen’s temporal logic (the now deprecated properties P114toP120). It was regarded at that time as a well-justified, exhaustive and sufficient theory to deal with temporal topological relationships of spatiotemporal phenomena relevant to cultural historical discourse. Allen’s temporal logic is based on the assumption of known, exact endpoints of time intervals (time-spans), described by an exhaustive set of mutually exclusive relationships.

Since many temporal relations can be inferred from facts causal to them, e.g. a birth necessarily occurring before any intentional interaction of a person with other individuals, or from observations of material evidence without knowing the absolute time, the temporal relationships pertain in the ISO 21127 to E2 Temporal Entities, and not their Time-Spans, which require knowledge of absolute time. If absolute times are known, deduction of Allen’s relation is a simple question of automated calculus and not the kind of primary scientific insight ISO 21127, as a core model, is interested in. However, their application turned out to be problematic in practice for two reasons:

Firstly, facts causal to temporal relationships result in expressions that often require a disjunction (logical or condition) of Allen’s relationships. For instance, a child may be stillborn. Ignoring states at pregnancy as it is usual in older historical sources, birth may be equal to death, meet with death or be before death. The knowledge representation formalism chosen for ISO 21127 however does not allow for specifying disjunctions, except within queries. Consequently, simple properties of ISO 21127 that imply a temporal order, such as P134 continued, cannot be declared as subproperties of the temporal relationship they do imply, which would be, in this case: “before, meets, overlaps, starts, started-by, contains, finishes, finished-by, equals, during or overlapped by” (see P174 starts before the end of).

Secondly , nature does not allow observing equality of points in time. There are three possible interpretations to this fact. Common to all three interpretations is that they can be described in terms of fuzzy boundaries. The model proposed here is consistent with all three of these interpretations.

• a) Any observable phenomenon that can be dated has a natural temporal extent with fuzzy boundaries of gradual transition from not existing to definitely existing and then to no longer existing.
• b) These fuzzy boundaries can also be interpreted as the time intervals about which experts, even with a complete knowledge of the described phenomenon, may not agree as to whether this phenomenon is already ongoing or not, or still ongoing or not.
• c) Under a third interpretation, the fact that an instance of E2 Temporal Entity is ongoing is not observable within the fuzzy boundaries.

Consider, for instance, a birth. Extending over a limited and non-negligible duration in the scale of hours it begins and ends gradually (a), but can be given alternative scientific definitions of start and end points (b), and neither of these can be determined with a precision much smaller than on a scale of minutes (c). The fuzzy boundaries do not describe the relation of incomplete or imprecise knowledge to reality. Assuming a lowest granularity in time is an approach which does not help, because the relevant extent of fuzziness varies at a huge scale even in cultural reasoning, depending on the type of phenomena considered. The only exact match is between arbitrarily declared time intervals, such as the end of a year being equal to the beginning of the next year, or that “Early Minoan” ends exactly when “Middle Minoan” starts, whenever that might have been. Consequently, this document introduces here a new set of “temporal relation primitives” with the following characteristics:

• It is a minimal set of properties that allows for specifying all possible relations between two time intervals given by their start and end points, either directly, or by conjunction (logical and condition) of the latter.
• Start and end points are interpreted as “thick” fuzzy boundaries as described above.
• Conditions of equality of end points are relaxed to the condition that the fuzzy boundaries overlap. Therefore, knowledge of the shape of the fuzzy function is not needed.
• All of Allen’s relationships can be expressed either directly or by conjunctions of these properties.
• In case of time intervals without or with negligibly short fuzzy boundaries, all of Allen’s relationships can exactly be described by adequate conjunctions of these properties.

No relationship is equal to the inverse of another. Inverses are specified by exchanging the roles of domain and range.