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Verbinden von Ontologien
 

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    Verbinden von Ontologien Verbinden von Ontologien Presentation Transcript

    • Leitfaden für das Verbinden von Ontologien Präsentation auf dem YIP Day 2009 im Rahmen der 61. DGI-Jahrestagung Evelyn Dröge evelyn.droege@uni-duesseldorf.de Heinrich-Heine Universität Düsseldorf
    • Übersicht ● 1. Ontologien im Semantic Web ● 2. Nutzen durch das Verbinden von Ontologien ● 3. Verbindungsprozess ● Vorüberlegungen – Probleme ● Verbindungsarten ● Vorgehensweisen ● 4. Fazit 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 2
    • 1.Ontologien im Semantic Web ● Semantic Web = WWW + Grundlage aus maschinenlesbaren Metadaten ● Grundlage bestehend aus Ontologien ● Ontologiebestandteile ● Klassen ● Instanzen ● Relationen Berners-Lee (2001) 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 3
    • 1.Ontologien im Semantic Web Vorteile von Ontologien ● Ontologien sind... ● detailliert ● maschinenlesbar ● alle Arten von Relationen sind möglich + + große Ausdrucksstärke große Ausdrucksstärke -- kleines Wissensgebiet kleines Wissensgebiet 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 4
    • 1.Ontologien im Semantic Web Beispiel einer Ontologie istRegisseurVon Film Personen hatRegisseur Spielfilm Dokumentation Regisseur Darsteller I I I I I I Komödie Thriller I I I I I I = Instanzen (hier: Filmtitel, Personennamen) Weller (2007) 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 5
    • 1.Ontologien im Semantic Web Keine Realisierung des Semantic Web Keine Realisierung des Semantic Web ohne das Verbinden von Ontologien! ohne das Verbinden von Ontologien! ● Ontologien = Pfeiler des Semantic Web ● einzelne Ontologien bilden keine Grundlage ● nur über verbundene Ontologien können automatische maschinelle Interaktionen zu sinnvollen Ergebnissen führen 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 6
    • 2.Nutzen durch das Verbinden ● (Domain) Ontologien decken unverbunden nur kleine Wissensgebiete ab ● erleichterter Zugang zu maschinenlesbaren Informationen ● vereinfachte Suche über mehrere Quellen ● Vermeiden von Inkonsistenzen 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 7
    • 3.Verbindungsprozess Vorüberlegungen ● Welche Ontologien sollen verbunden werden? ● Art der Ontologien ausmachen – Domain Ontology, Upper Ontology, ... ● Überschneidungen ausmachen ● Sollen nur bestimmte Ontologien verbunden werden? ● Aufbau über gleiche Methodologien – z.B. METHONTOLOGY, Cyc, KACTUS ● Aufbau mit gleichen Sprachen – z.B. OWL, RDF(S), KIF 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 8
    • 3.Verbindungsprozess Ontologiearten - Beispiel ● Vergleich Domain und Upper Ontologie Sowa's Ontologie DOLCE (Domain Ontologie) (Upper Ontologie) präzise, kleines Wissensgebiet allgemein, großes Wissensgebiet Beverage Entity Endurant Perdurant Quality Abstract nonAlcoholic sparkling alcoholic Physical Temporal Endruant Event Quality Region madeFrom madeFrom ... ... ... ... hot caffeinic Grapes Grain Amount of Matter ... Sowa (2003), Masolo et al. (2003) 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 9
    • 3.Verbindungsprozess Vorüberlegungen - Heterogenitätsprobleme ● strukturelle Probleme ● unterschiedliche Benennungen ● unterschiedliche Komplexitätsgrade, fehlende Werte ● unterschiedliche Datentypen ● semantische Probleme ● unterschiedliche Einheiten ● Inkonsistenzen ● unterschiedliche Sichtweisen 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 10
    • 3.Verbindungsprozess Verbindungsarten ● Verbindungsarten Matching Merging Mapping ● Merging: O1 und O2 werden fest verbunden, es entsteht eine neue Ontologie ● Mapping: zwischen O1 und O2 entstehen lose Mappings, die Ausgangsontologien bleiben unverändert 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 11
    • 3.Verbindungsprozess Beispiel Ontologienmapping Ontologienmapping mit dem Protégé-Plugin Prompt 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 12
    • 3.Verbindungsprozess Vorgehensweisen - Matchingmethoden ● Matching: Finden von Paaren in Ontologien ● erster Schritt im Verbinden über Merging oder Mapping ● zwei Mappingansätze: ● Elementebene: gleiche/ähnliche Klassen oder Instanzen ausmachen ● Strukturebene: Vergleich von ganzen Ontologieschemata ● syntaktisch, semantisch oder mit Zugriff auf externe Ressourcen ● Mischen von Methoden ist möglich Euzenat et al. (2007) 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 13
    • 3.Verbindungsprozess Vorgehensweisen - Matchingmethoden ● Sprachbasiertes Matching ● syntaktisch (Klassen, Instanzen) ● Vergleich von Wörtern oder Wortteilen (z.B. über n-Gramm Methode) ● Matching mithilfe linguistischer Ressourcen ● Zugriff auf externe linguistische Ressourcen (z.B. WordNet) ● Auffinden von Synonymen und Homonymen ● oft kombiniert mit syntaktischen Ansätzen (Klassen, Instanzen) 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 14
    • 3.Verbindungsprozess Vorgehensweisen - Matchingmethoden ● Matching auf Basis vorangegangener Matchings ● Wiederverwendung von zuvor gesetzten Relationen zwischen Klassen und Instanzen ● umgeht Anfangsschwierigkeiten im Matching ● Graphenbasiertes Matching ● Ontologieschema werden als gewichtete Graphen repräsentiert ● Berechnung der Ähnlichkeiten zwischen Knoten 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 15
    • 3.Verbindungsprozess Vorgehensweisen - Matchingmethoden ● Matching 2.0 ● einfache Matchings nach dem Frage-Antwort Prinzip erstellen lassen ● meist syntaktisch (Klassen, Instanzen) ● ansprechende und einfach zu bedienende Umgebung für ungelernte Nutzer ● Richtigkeit der Matchings durch Wisdom of the Crowds 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 16
    • 4.Fazit ● viele verschiedene Ansätze ● automatische Verfahren sind noch zu fehlerbehaftet ● bessere Matchings durch die Kombination verschiedener Methoden ● Verbinden birgt noch zu viele Probleme, Semantic Web ist an dieser Stelle also noch nicht realisierbar 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 17
    • Literatur ● Berners-Lee, T. und Hendler, J. (2001). Publishing on the semantic web: The coming internet revolution will profoundly affect scientific information. Nature, (410):1023–1024. ● Berners-Lee, T., Hendler, J. und Lassila, O. (2001). The semantic web: A new form of web content that is meaningful to computers will unleash a revolution of new possibilities. Scientific American, (May 2001):96–101. ● Euzenat, J. und Shvaiko, P. (2007). Ontology matching. Springer, Berlin, Heidelberg. ● Fensel, D., Hendler, J., Lieberman, H., und Wahlster, W., editors (2003). Spinning the semantic web: bringing the world wide web to its full potential. The MIT Press, Cambridge, Massachusetts. ● Gómez-Pérez, A., Fernández-López, M., und Corcho Oscar (2004). Ontological engineering. Springer, London. ● Lanzenberger, M. und Sampson, J. (2008). Making ontologies talk: Knowledge interoperability in the semantic web. IEEE Intelligent Systems, Seiten 72–85. ● Mascardi, V., Cordi, V., und Rosso, P. (2007). A comparison of upper ontologies. Genova, Italien. ● Masolo, C., Borgo, S., Gangemi, A., Guarino, N., Oltramari, A. und Schneider, L. (2003). The WonderWeb Library of Foundational Ontologies. Preliminary Report. WonderWeb Deliverable D17. ● Noy, N. (2005). Order from chaos: Will ontologies help you structure your semistructured data? QUEUE, 3(8):42–49. ● Noy, N. (2009). Ontology mapping. In Staab, S. und Studer, R., editors, Handbook on Ontologies, International Handbooks on Information Systems, Seiten 573–590. Springer, Berlin, Heidelberg. ● Sowa, J.F. (2003). Ontology. http://www.jfsowa.com/ontology/ [Okt. 2009] ● Weller, K. (2007). Theoretische Informationswissenschaft. Vorlesungsfolien. 17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 18