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Slides from SEAD's workshop on the Virtual Archive. This took place on Jun 30, 2014 in Bloomington, IN.

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Preservation, Publishing, and People: A SEAD View Preservation, Publishing, and People: A SEAD View Presentation Transcript

  • Preservation, Publishing, and  People: a SEAD View Beth Plale Director, Data To Insight Center Indiana UniversityIU Scholarworks
  • Publishable results of computationally‐based science rarely  takes form of single data file or homogeneous collection.  More often bundle: primary results, metadata describing the  generated data, software used, configuration parameters used  with the software, input data sources, …. We call these bundles Research Objects Bechhofer, S., Buchan, I., De Roure, D., Missier, P., Ainsworth, J., Bhagat, J., … &  Goble, C. (2011). Why linked data is not enough for scientists. Future Generation  Computer Systems, 29(2), 599–611.
  • Data lifecycle • Research occurs over months to years. Praveen Kumar study of  Mississippi River Basin flood of late April, early May 2011.   • Arrange funding, define objectives (2011)  • Data gathering:  sample flood plain at designated locations, take  pictures, obtain satellite data, contract with independent organization to  fly over the area with Lidar • Data cleaning and analysis • Publish 2‐3 papers (2014) • Decide what data to package for publishing alongside publications • Publish the datasets • Each published package we call a Research Object
  • Publish‐reuse window • We focus on one window in time in lifecycle of research data  : starts when researcher is ready to make data publically  available … through to its first case of use by unrelated party  (reuse). “publish‐reuse window” • Why this window? • Repository services have to be self‐documenting to  achieve reproducibility.  I derive new object from object in  SEAD VA, I revise object in SEAD VA – these are different  actions, by different people, with different implications. 
  • Publish reuse window and important actors •Data in shared  file system, or  other project  space Researcher  brings together,  organizes,  cleans, and  analyzes data Researcher  brings together,  organizes,  cleans, and  analyzes data •Package up into  Research  Object Researcher  organizes  and preps  data for  publishing Researcher  organizes  and preps  data for  publishing Researcher  initiates  submission  for deposit  Researcher  initiates  submission  for deposit  •Data curator  examines  object,  augments, and  approves SEAD VA  unpacks RO  and  processes for  deposit to IR SEAD VA  unpacks RO  and  processes for  deposit to IR •Download RO,  new object  created Data  scientist uses  published RO  in his/her  research Data  scientist uses  published RO  in his/her  research Publish‐reuse window Actors: Data  creator Curator Data  scientist
  • Research Object: what the RO is • The Research object (RO) is an aggregation of resources that can be  transferred, produced, and consumed by common services across  organizational boundaries. The RO encapsulates digital knowledge  and provides a mechanism for sharing and discovering re‐usable  research.  • ROs are a bundle of primary results, metadata describing the  generated data, software used, configuration parameters used with  the software, input data sources, … • An RO can and will likely have multiple manifestations.  • Research object is the publishable object. 
  • Why is Research Object view important? • Addresses weaknesses in existing solutions:  The hierarchical “belongs to”  organization of information is extremely inadequate for all but simplest  cases.  • Facilitates reproducibility: We can no longer look just at data products:   software is critical for reproducibility (even if repeatability is not the goal.)  • Allows for uniform handling:  Research object is dropped into a BagIT bag  (1 bag = 1 RO).  SEAD VA accepts bags of all colors, but all are bags.   Lifecycle of ROs tracked in SEAD VA • Just makes sense:  When is the result of a scientific dissertation a uniform  collection of files with fixed directory structure?  <answer: never> 
  • Research Object, Components of • Identity : unique ID  • Entities : core data or software objects themselves • Properties : Aggregation : “belongs to” relationship, used to aggregate  within Research Object • Properties : Relationships : “related to” relationship • Properties: Descriptive/Annotative : metadata • Properties: Provenance : “derived from”, “versioned from” relationship as  well as others • Properties: Agents : data creator (author list), curator, data scientist • State : external to the RO
  • Research  Object
  • Research Object State Transition An RO  in one of three states: LO, PO, and CO as follows:  • Live object (LO) – a work in progress.  Data creator assembling content for  publication • Curation object (CO) – an object after creator signaled intention to publish.   Curator works on the curation object; changes are selective.  • Publication object (PO) ‐ a final version ready to be disseminated widely.  Published Objects (PO’s) are mutable under certain conditions only. RO described by model: RO = {s, dm, c} Where s is state of an RO at any point in time, dm is its descriptive metadata, and c is the entities (core content) and relationships amongst entities
  • RO = {s, dm, c} Where s is state of an RO at  any point in time, dm is its  descriptive metadata, and c is the resources and  relationships amongst  resources.  State transition  graph
  • Architectural implications of RO model SEAD Virtual Archive User Interface (GWT web application) Ingest workflow (Data Conservancy) Komadu Provenance  System VA Registry RO Subsystem Matchmaker
  • RO model implemented in SEAD VA SEAD Virtual  Archive Ingest workflow (Data Conservancy) Komadu Provenance  System VA Registry RO Subsytem Matchmaker Extended ingest  workflow to  seamlessly:  ‐ Extract RO  from BagIT bag ‐ Transition  from RO to  SIP model of  Data  Conservancy  model User Interface (GWT web application)
  • RO model implemented in SEAD VA SEAD Virtual  Archive Ingest workflow (Data Conservancy) Komadu Provenance  System VA Registry RO Subsytem Matchmaker Extended SEAD  VA with registry  and  provenance  tracking to  implement RO  lifecycle.   Modular  functionality  (built outside  DC for  portability) User Interface (GWT web application)
  • People: Data Creator, Curator,  and Data Scientist
  • Each of Data Creator, Curator, and Data Scientist are  related to one another, and their relationship is through  the Research Objects that they create, work on, and  use. This relationship information exists in  form of provenance in SEAD VA.   Future work is to capture these  nuanced relationships in the SEAD  Research Network as well.
  • And onto … SEAD VA Workshop Agenda  and Resources http://bit.ly/sead‐va‐workshop063014
  • Data Creator in SEAD VA Inna Kouper
  • Overview The Data Creator collects data and, once done with a study, gathers materials that support  the study and submits them for publication and preservation in institutional repositories. Example: A dissertation that is based • images from USGS • spreadsheets with numbers and calculations • computing scripts • videos of experiments In VA a data creator can: • Upload research objects (ROs) • Preview, review and download ROs • Check status of ROs in queue to IR
  • Background : SEAD Services • SEAD Research Network • Project Spaces • Packaging and Mapping
  • Research Network • Network of data creators, curators and re‐use scientists across disciplines • Rich ontology to support links to data, projects and publications • Visualizations of co‐authorship and co‐citation
  • ORCiD / SEAD Research Network Integration • Create empty profile in VIVO • Execute harvester • Ingest data
  • Project Spaces • 15 project spaces (incl. an open demo space and an internal testing  space) • Thousands of collections in active curation • Once a collection is marked for publication, it can be ingested into  Virtual Archive
  • Project Space = Active Content Repository (ACR)
  • Packaging and Mapping (BagIT / ORE) • BagIt format • standardized “envelopes” (bags) • no requirements for “knowing” internal semantics • 3 elements: a bag declaration (bag.txt), a manifest file (manifest‐ <algorithm>.txt, folder with content (data) • Tools available for bagging • SEAD BagIt service • LOC Bagger tool (http://sourceforge.net/projects/loc‐xferutils/files/loc‐ bagger/2.1.2/)
  • Resource Maps • OAI/ORE standard • Exposes rich content • Captures semantic of relationships among RO items • Identifies aggregations • SEAD VA OAI/ORE relationship classes:  • Aggregation • Description • Authorship • Copyright / rights • Modification • Derivation • Citation • Processing (calculation, computation, etc.)
  • OAI‐ORE Example Resource  Map Aggregation _readme spread sheet image Image  2.0 spread sheet  1.1 describes aggregates describes wasDerivedFrom wasModifiedFrom aggregates Aggregation 2.0 wasDerivedFrom
  • OAI/ORE Map Example <rdf:RDF … <rdf:Description rdf:about=URI>  <!‐‐ data item‐‐> <ore:isAggregatedBy>ID</ore:isAggregatedBy> <dcterms:identifier rdf:datatype=URI>ID</dcterms:identifier> <dcterms:title rdf:datatype=URI>Vortex_Mining.xlsx</dcterms:title> <dcterms:source rdf:datatype=URI>test_bag/data/Vortex_Mining.xlsx</dcterms:source>  <!‐‐ A related resource from which the described resource is derived. ‐‐> </rdf:Description> ….. </rdf:RDF>
  • Demo / Hands on [Data creator role]
  • Download Test Research Objects Or go to https://iu.box.com/sead‐va‐test‐bags
  • Register / Sign In • Go to http://seadva‐test.d2i.indiana.edu:5672/sead‐access/ • Click LOG IN and fill your login information (or click SignUp below)
  • Upload Research Object • On the Upload Data tab, click “Choose File” • Select a test dataset in the dialog window • Click upload Upload Data Tab
  • Review Research Object • Check that the object is correct • Change project name and  description • Agree to the license terms • Click “Submit Dataset for  Review”
  • Status and Success Messages
  • Trace Activity • Go to activity tab • See all actions performed by you • Click on the dataset  name to see  details Activity tab
  • View Research Object Details
  • Receive Notification • After the next part of the tutorial, check your inbox for email from  SEAD VA
  • Curator in SEAD VA Kavitha Chandrasekar
  • Overview The Curator works on Research Objects created and submitted by Data  Creators:  reviews submission, modifies metadata, and takes action to  move submission to their Institutional Repository In VA curator can: • Select Item for review from curation queue • Enhance Metadata • Deposit to Institutional Repository
  • “Under the Hood” IR Recommendation and IR Description
  • Automatic IR Recommendation (SEAD VA  Matchmaker) • Matches RO’s to compatible  Institutional Repository • Recommends best Institutional Repository match for RO • Facilitates transfer and deposit of heterogeneous ROs
  • IR Recommendation Flow Submit •User‐initiated Deposit •RO received  by SEAD VA Stage •For decision  making Execute Rules •Rules engine Send to Curator  queue •Workflow‐ initiated IR Matchmaker Add to IR queue based on  match found – eg: IU Scholarworks or Ideals
  • IR – SEAD VA “contract”:  the Service Level  Agreement • Service Level Agreement (SLA) is a contract of sorts between SEAD VA  and an Institutional Repository. It captures • Repository requirements and privileges • Repository services • The IR Recommendation system uses excerpts from IR’s SLA to  identify compatible pairs of datasets and repositories during RO  deposit.
  • Service Level Agreement ‐ Requirements and Privileges (summary) • RO properties – Requirements • Data contributor Institutional Affiliation  • Scientific Domain • Data Organization (e.g.: BagIt or SWORD) • Size • Versioning • Minimal Metadata • Licensing (eg: open, embargoed) • Repository privileges • Repository is free to re‐distribute the RO received from SEAD VA, except in case of  embargo. • Repository can migrate RO into other formats and re‐distribute migrate ROs. • Repository curators can annotate data collections to comply with standards or  upgrades in our policies.
  • SLA – Repository Service Guarantees • Long‐term preservation • Format Migration • Archival support • Embargo • Access  • DOI generation • Technical guarantees: • Limited Downtime • Data Ingest Time • Backup • Integrity checks
  • Excerpt from from SLA for IU Scholarworks • Institutional Affiliation • At least one author, at the time of deposit, belongs to the same institution as our  repository. • RO Size • 150 MB for items uploaded directly to IUScholarWorks, 10 GB total • 5 TB for items hosted on the SDA • Versioning • Only final PO is accepted, subsequent versions will substitute the version of record. • Scientific Domain – Curator review might be needed • ROs are associated with research in the domains of  ANY (identify specific domains or  put “sustainability science” for a broader match)
  • The IR Recommender use of an SLA • IR Recommender implements an IR’s SLA as a set of  executable rules in the Matchmaker.  The rules are executed  with a rules engine called “Drools” • Rules can be added on the fly, meaning new IR can be added  just by specifying a SLA.  • Incorporate modifications in SLA to rules at runtime • Clean mapping of SLA terms to Drools Drools rules
  • Mapping SLA to Drools rules rule "IU Scholaworks Affiliation rule” dialect "mvel” salience 20 when SeadDeliverableUnit( title != null ) //Per IU SLA collection should have title SeadDeliverableUnit($contributors:dataContributors ) eval( $contributors.size>0 ) //Creators should not be empty per IU SLA $seadPerson: SeadPerson( idType == "vivo" && getEmail(id)=="Indiana University") from $contributors; $seadDu : SeadDeliverableUnit(sizeBytes  < 10000000000 ) //Total collection size less than10 GB approximately SeadDeliverableUnit(fileNo  <  1000 ) //Total  file count less than 1000 SeadDeliverableUnit( "CC" in (rights) ) //Open access data  then addRepository("iu", 2);  //Adding IU repository to the queue of  matched repositories with priority 2 end Rule declaration Condition Execution Affiliated data  contributor found
  • Demo / Hands On [Curator role]
  • Select Item from Curation Queue Matched Institutional Repository Click on Curate Tab Assign RO to self for review  by clicking “Assign to me”
  • Download ReadMe file for Dataset under edit Unzip Bag Open data/_readme.txt
  • Enhance Metadata Click on ‘Edit’ button
  • View Research Object in Edit mode To edit, click on entities in  the bottom pane
  • Populate metadata from ReadMe file To save changes, click on  ‘Save Changes’ button
  • Save Final Curation changes Finally click on ‘Save Changes’  below After changes are saved, click on  ‘Back’ to go back to Curation  queue
  • Approve and Publish to Institutional Repository Publish
  • Trace Activity • Go to activity tab • See all actions performed by you • Click on the Research Object name  to see details Activity tab
  • View in Institutional Repository
  • Data Reuse Scientist in SEAD VA Isuru Suriarachchi
  • Overview: The Data Scientist  Data Scientist uses research objects that were created by someone else for his/her purposes and creates new research objects by modifying existing objects. Super Simple Example: Putting images in given RO 3 into a single presentation and creating a new RO Data scientist can: • Search • Download (bags) • Modify • Re‐upload
  • “Under the Hood” Provenance, Component Interaction
  • Provenance • What is Provenance?  • Provenance is information about entities, activities, and people involved in  producing a piece of data or thing, which can be used to form assessments  about its quality, reliability or trustworthiness • Also called “Lineage” or “Pedigree” • Advantages of provenance for preservation • Derive ownership • Asses quality and trustworthiness • Reproducibility • Validation • Failure Tracing Not used in Preservation  Provenance
  • Provenance in Repositories • The provenance important here is provenance of a Research Object  • Why important? • For the data scientists in “Search” • To check ownership of RO • To asses quality and trustworthiness of RO • For the Curators  • To check curation history  • Provenance role in “Publish ‐ Reuse window” • Published Object (PO) Provenance • Curation Object (CO) Provenance
  • Provenance Capture in SEAD VA • Uses Komadu provenance system • Captures activity in real time, assembles new activity into internal  representation as provenance graphs  • W3C PROV spec compliant • Terminology • Activity : Some Processing Event in SEAD VA • Entity : A Research Object (in CO or PO state) • Agent : Data Creator, Curator, Data Scientist
  • Provenance among Published Objects Create  RO Publish  RO Downlo ad RO Upload  RO’ Publish  RO’ Data Creator Curator Data  Scientist Curator Data  Scientist Provenance captured between these 2 published RO’s  (RO and RO’).  Provenance relationship is: Derivation: if Data Creator =/ Data Scientist.    Revision:    if  Data Creator same as Data Scientist
  • Maintaining Provenance among Published  ROs • Two identifiers maintained: DOI and Internal Identifier. • Why two identifiers?  • DOI: each RO has a unique DOI.  • Internal Identifier: lineage maintained through internal  identifier which maintains the relationship between  original object and derived object 
  • Provenance among Published Objects • At first publish of RO, a DOI and Internal Identifier are added to  oaiore.xml • At Re‐upload
  • Provenance among Published ROs • Provenance relationships captured in Komadu • Entity‐Entity (derivation) : When the second publish is done • This RO provenance capture continues up to any number of  publish:download:re‐upload cycles • At second publish (RO’), “wasDerivedFrom” element is added in the  oaiore.xml referring to the original Internal Identifier
  • Usage of Published Object Provenance • Data scientist can see lineage graph of her new RO’. This helps her assess  the collection and is useful if original object changes (forward provenance). 
  • Curation Time Provenance Capture Create  RO Publish  RO Creator Curator Provenance within Curation 
  • Curation Time Provenance Capture • Curation Activities • Curation‐Edit‐Event • Publish‐Event • Provenance relationships captured in Komadu • Agent‐Activity : When some Agent triggers one of above Activities • Activity‐Entity : When an Activity Generates (Updates) a Research Object • Example Scenario • Curator X edits metadata on research object Y • Agent‐Activity relationship (association) between X and Curation‐Edit‐Event • Activity‐Entity relationship (generation) between Curation‐Edit‐Event and Y
  • Usage of Provenance at Curation time • Curator can see all actions he/she performed on a particular Research  Object
  • Component Interaction SEAD VA Workflow Local ID  Generation Local ID  Generation Persist  RO Persist  RO DOI  Generation DOI  Generation Publish  to IR Publish  to IR RO Subsystem RO Subsystem APIRO Subsystem API SEAD VA Registry SEAD VA Registry Komadu Provenance Server Komadu Provenance Server Metadata/Provenance  Processor Metadata/Provenance  Processor REST APIREST API WS APIWS API SEAD VA UI Upload Bag/ Publish RO Curate/ Provenance Match Maker Match Maker
  • Demo / Hands On [as a data scientist]
  • Register / Sign In • Go to http://seadva‐test.d2i.indiana.edu:5672/sead‐access/ • Click LOG IN and fill your login information (or click SignUp below)
  • Search for Data
  • Find data Filter
  • Browse data collection
  • Request Data Download
  • Receive data download email
  • Download Data Modify Data
  • Re‐Upload data
  • Access Curation Queue
  • Approve and Publish Publish
  • Check Activity • Go to activity tab • See activities performed (Curation  time provenance) • Click on the Research Object name  to see details Activity tab
  • Check Provenance Graph Provenance between 2  published objects (derivation)
  • Thank You