1.はじめに
近年，Linked Dataが情報流通の仕組みとして普及しつつある．ヨーロッパや米国では，すでに新しい情報公開・共有の仕組みとして認知されつつあり，我が国でも様々な研究や活動が行われている[ 1 ]. Linked Dataのもつ柔軟なデータ共有の仕組みは，多様な情報の連携に大きな威力を発揮するが，その取り組みの状況は分野によって濃淡があり，生物学分野内においてもそのような傾向が見て取れる.本研究では，生物学の中でも生物多様性の分野に焦点をあてた．この分野は，現在，生物多様性の損失や保全など，地球環境問題の１つとして社会問題にもなっている[ 2 ][ 3 ].これらの問題を解決するには，対象生物のみではなく，地球規模の親測から人間活動まで様々な情報を横断的に利用できる基盤が必要である．しかし，生物の種名や分布，各種の特徴や保全状況といった生物的な情報でさえ，現状では形式や公開場所が分散しており関連が弱い.そこで,本研究では, Linked Dataの技術を用いて,分散的に公開されている生物多様性の情報を統合的に利用できるようにすることを考えた.
2.生物多様性情報基盤整備の現状
生物には，分子レベルから生態系レベルまで多層のレイヤーが存在し，生物多様性もこうした多層レイヤーから構成されている.本研究は，中でもその中核をなす種の多様性に着目する。このレイヤーでは，主に個体や種の名称・特徴といった情報が扱われ，大きく分けて(1)生物名の目録の情報（種名情報） (2)標本や観察記録などの情報（分布情報） (3)それぞれの生物種の特徴を示す情報（種情報）からなる．このようなデータを情報技術により保存・解析・活用することを目的とした横断的分野は，生物多様性情報学(biodiversity informatics）とよばれる[ 4 ].生物多様性情報は,生物分類学の研究成果として, 18世紀より紙媒体に蓄積されてきたが，情報技術が発達した現在では，膨大な情報を扱うデータベースに重要な情報ストレージとして蓄積されている．その例としては，グローバルなものとして地球規模生物多様性情報機構（ The  Global  Biodiversity Information Facility : GBIF,種名・分布情報), Encyclopedia of Life (EoL,種情報), Catalogue of Life (CoL,種名情報), Barcode of Life Data Systems (BOLD, DNA・標本情報)などが，国内では国立科学博物館が運営するサイエンスミュージアムネット（S-Net，標本情報，GBIFと連携）が挙げられる．生物多様性情報は,様々なデータベースを通じて,データの種別や目的に特化した形式で公開されている．そのため，ある課題の解決のためには，複数の異なるWebサイトにわたる検索やデータの統合が必要であり，その統合には多かれ少なかれ摺り合わせが必要である．実際，同一種の情報であっても，異なるWebサイトに掲載されている場合，同一の検索キーでは，それぞれから適切な検索結果を得られないことがある．このため，相互運用性の確保は生物多様性情報学分野で最重要な課題の1つにされている[ 5 ]. Linked Dataは，そのような多様な情報の相互運用性の担保に有効だが，生物多様性情報学分野で実際に用いられているリソースは，国内では存在しない．海外では，Linked Dataを提供しているプロジェクトとしてGeoSpeciesがあるものの，まだ発展途上の研究プロジェクトであり，実用化には至っていない.
3. LODACプロジェクト
筆者が所属する情報・システム研究機構　新領域融合研究センターは，機構を構成する国立情報学研究所，国立極地研究所，統計数理研究所，国立遺伝学研究所の4研究所の分野を超えた研究を活性化するために設立された．LODAC（Linked Open Data for ACademia）プロジェクトとは，センターのプロジェクトの1つである「異分野研究資源共有・協働基盤の構築（略称：サイエンス3.0基盤構築）」プロジェクトのサププロジェクト「学術リソースのためのオープン・ソーシャル・セマンティックWeb基盤の構築」の通称である．LODACプロジェクトは，広く学術に関する情報・データを共有する仕組みをLinked Dataで構築することを目標に, 2010年４月に開始し，2010年12月には博物館情報を対象としたWebサイトを公開した[６][７][８].その後，関連する美術館等のデータを拡充し，現在も活動を継続している[９][１０].本研究では，LODACプロジェクトでこれまで構築してきた情報基盤について,分野を超えて拡張し,生物多様性情報をLinked Data化して提供することにより，将来，生物情報基盤として活用できることを目指す.
4. Linked Data化のプロセス
生物多様性情報のLinked Data化では，1）基本となるデータの選定，2）データ公開のための構成の決定，3）関連データとのリンクと公開，4）対象データの拡張の順で作業を行った.
4.1データの選定
本研究で対象とする生物多様性のデータは，様々な組織から複数のWebサイトで公開されており，分類群，データの種類が多岐にわたっている．本研究では，まず，対象分類群として蝶類を選定した．その理由として，パイロット研究に適当な種数であること，一般によく知られており科学的データをはじめとした様々な情報がリッチであり， Linked Dataの利用が様々な場で期待できること，基本情報がデータベースの形で公開されていること,分類学者とも連携可能なことがあげられる.様々な多様性情報をリンクする最も重要な要素は生物の名前，すなわち種名である．そこで，本研究ではまず種名情報の整備を目標とし，ソースとして日本産蝶類和名学名便覧を選択した[１１].日本産蝶類全種にあたる327種・亜種について，所属分類群・学名・和名などが記されたもので，専門家が最新の知見に基づいて編纂しているため，基本となるデータとして適当であると判断した.
4.2データの構成
蝶類の種名データは，分類体系を構成する要素，すなわち分類群に関する項目（界名・門名・綱名・目名・科名・亜科名・族名・亜族名・属名・亜属名・種小名）と種を表現する要素，すなわち種名に関する項目  (学名・著者・出版年・和名・和名の別名)に大別できる．そこで，データを公開するために，分類体系を表現することと種名に関する情報を表現することを考えた.まず，分類体系を表現するために，各分類群名に対してURIを定義し，さらに分類体系の階層性を表現するため，木構造の根にあたる界名以外の分類群名に項目については，上位階層の分類群を指し示すURIにリンクした．分類に関するデータについて，図 1にLepidoptera鱗翅目（チョウ目）の例を示す.次に，種に関する情報を表現するために，学名にURIを定義し，和名，著者，出版年に加え，所属する分類群を指し示すURIにリンクした．種に関するデータについて，図 2にPapilio xuthusアゲハ(ナミアゲハ）の例を示す.本 1分類に関するデータ（Lepidopteraの例）
4. 3
関連するデータとのリンク
蝶類に関する多様性情報リソースは数多く，前述したGBIF, EoL, CoL, BOLD, S-Net, GeoSpeciesなどに保存されているほか，DBpediaやFreebaseなど既存のLinked Dataリソースにも蝶に関する情報が存在する.そこで,これらのWebサイトに対して,分類名と学名をキーに検索し，該当したWebページへのリンクを作成した.図1,図2で付与されているのは，GoogleRefineを用いて変換したRDF (Resource Description Framework)であり, BOLD, DBpedia,  Freebaseのデータに対してはGoogleRefine上でリンクを生成できた.その他のWebサイトに対しては，Webサイト毎にスクリプトを記述してスクレイピングを行い，必要な情報を取得した．このうち，S-Netのデータは，各博物館の所蔵標本情報である．そのため，S-Netのデータには，標本を所蔵する博物館の情報が含まれていたため，その情報を活用してLODACの博物館情報にリンクした．また，標本は１種に対して複数存在するので，各標本データにURIを定義し,種の情報へリンクした. Linked Data化したS-Netの標本情報について，図3にPapilio xuthusの例を示す.
データの拡張
4.4
データを拡張する対象として，国立極地研究所に収蔵されている彝苔類の標本データについて，同様にLinked Data化することを考えた.標本データには,蝶類データの項目以外に，亜綱名，亜種名，ID，採集日，採集者，緯度・経度，地域番号，地域名，収蔵場所，分布していた状況，標高，採集者，（掲載標本集: CBM,  HIRO,  HIRU,  HYO,  KOCH,  NICH, NIPR, TNS)といった情報が記されている.そこで,前節までと同様のプロセスで分類に関するデータ,種に関するデータ，標本に関するデータについて， Linked Data化を行った.
5. Linked Data化の結果
本研究で，生物多様性の情報についてLinked Data化を行った結果，图４に示すように，関連する情報を一覧で提供できるようになった．また，リンクした他の生物多様性情報のWebページをインラインフレーム（iframe）によって表示することで，関連する情報の俯瞰が可能になった．さらに，種情報のWebページにDBpediaの画像を表示することで，掲載情報が利用者の探している蝶の種類かどうかを特定できるようになった.また，本研究では，Linked Data自体の外部インターフェースとしてSPARQL Endpointを公開した．これにより，複合的，横断的な検索が可能になった．
6.おわりに
本研究では，生物情報基盤構築に向けて，生物関連データのLinked Data化を行った．これにより，分類体系・種名・種の特徴・標本に関する情報を柔軟に組み合わせて閲覧できるようになった.本システムが生物多様性分野に与えるインパクトとして，以下の2点があげられる．1点目は，既存のシステムで困難だった複雑な検索が可能となったこと，2点目は，分野横断型の情報システム作成を可能にする基盤が構築できたことである.これらは,生物多様性情報学の課題である相互運用性の向上ともつながっている.今後は，更なるデータの拡充を考え，データを容易に追加できる仕組みや，目的に応じて利用しやすいインターフェースを備えたアプリケーションの開発を目指す.情報とシステムを整備することで，本研究の成果が，社会問題として生物多様性保全問題を扱う際に不可欠な情報基盤になると期待される.本研究は，LODACプロジェクトでの議論を経て遂行した.プロジェクトチームの全員に感謝の意を表します.また,国立遺伝学研究所の菅原秀明先生,国立科学博物館の松浦啓一先生には，本研究を支援していただいた．そして，日本産蝶類和名学名便覧の編纂メンバーである猪又敏男氏，植村好延氏，矢後勝也氏，上田恭一郎氏には，データ利用の快諾をいただいた．東京大学の食島治氏には，本稿に有益なコメントをいただいた．みなさまに感謝の意を表します.なお，本プロジェクトに関するGBIF日本ナショナルノードの活動は，JSTおよび文部科学省のナショナルバイオリソースプロジェクト(NBRP)の支援を受けている. [ 1 ] 武田英明,嘉村哲郎,加藤文彦,大向一輝,武田英明,高橋徹,上田洋:日本におけるLinked Dataの普及にむけて，2011年度人工知能学会全国大会，人工知能学会, 2011.6. [ 2 ]   UNEP CBD, Convention on  Biological Diversity, (1992) [ 3 ] 環境省，生物多様性国家戦略2010,  (2010) [ 4 ] Bisby, F.A.: The quiet revolution: biodiversity informatics and the Internet, Science, Vol. 289, No. 5488, pp. 2309-2312, (2000) [ 5 ] Edwards, J.L., Meredith A.L., and Nielsen E.S.: Interoperability of Biodiversity Databases: Biodiversity Information on Every Desktop. Science, Vol. 289, No. 5488, pp. 2312-2314, (2000) [ 6 ]深見嘉明,小林巌生,嘉村哲郎,加藤文彦,大向一輝,武田英明,高橋徹,上田洋: Linked Open Dataとコミュニティが拓くオープンガバメント,第３回知識共有コミュニティワークショップ，情報社会学会， 2010.12. [ 7 ] 嘉村哲郎,加藤文彦,大向一輝,武田英明,高橋徹,上田洋: LOD.AC: Linked Open Dataによるミュージアム情報の結合，第３回知識共有コミュニティワークショップ，情報社会学会, 2010.12. [8]嘉村哲郎,加藤文彦,大向一輝,武田英明,高橋徹,上田洋: Linked Open Dataによる多様なミュージアム情報の統合，人文科学とコンピュータシンポジウムじんもんこん2010，情報処理学会, 2010.12. [ 9 ]深見嘉明,小林巌生,嘉村哲郎,加藤文彦,大向一輝,武田英明,高橋徹,上田洋: Linked Open Dataによるボトムアップ型オープンガバメントの試み，情報処理学会研究報告. DD, 2011-DD-79(1), 1-8, 2011.1. Kamura T., Takeda H., Ohmukai I., Kato F., [ 1  0 ] Takahashi T., Ueda H.: Building Linked Data For Cultural Information Resources In Japan, Demonstration at Museum and the Web 2011, 2011.4猪又敏男，植村好延，矢後勝也，神保宇嗣，上[ 1  1 ]田恭一郎: 日本産蝶類和名学名便覧. http://binran.lepimages.jp (2010)