Post on 11-Jun-2015
Leitfaden für das Verbinden von Ontologien
Präsentation auf dem YIP Day 2009im Rahmen der 61. DGI-Jahrestagung
Evelyn Drögeevelyn.droege@uni-duesseldorf.de
Heinrich-Heine Universität Düsseldorf
17.10.2009 Evelyn Dröge: Leitfaden für das Verbinden von Ontologien. YIP Day 2009. 2
Übersicht● 1. Ontologien im Semantic Web
● 2. Nutzen durch das Verbinden von Ontologien
● 3. Verbindungsprozess● Vorüberlegungen – Probleme● Verbindungsarten● Vorgehensweisen
● 4. Fazit
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1.Ontologien im Semantic Web● Semantic Web = WWW + Grundlage aus
maschinenlesbaren Metadaten
● Grundlage bestehend aus Ontologien● Ontologiebestandteile
● Klassen● Instanzen● Relationen
Berners-Lee (2001)
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1.Ontologien im Semantic WebVorteile von Ontologien
● Ontologien sind...● detailliert● maschinenlesbar● alle Arten von Relationen sind möglich
+ große Ausdrucksstärke - kleines Wissensgebiet
+ große Ausdrucksstärke - kleines Wissensgebiet
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1.Ontologien im Semantic WebBeispiel einer Ontologie
Film Personen
Regisseur DarstellerSpielfilm Dokumentation
Komödie Thriller
I I I I I
I I I I I I
Weller (2007)
istRegisseurVon
hatRegisseur
I = Instanzen (hier: Filmtitel, Personennamen)
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1.Ontologien im Semantic Web
● Ontologien = Pfeiler des Semantic Web● einzelne Ontologien bilden keine Grundlage● nur über verbundene Ontologien können
automatische maschinelle Interaktionen zu sinnvollen Ergebnissen führen
Keine Realisierung des Semantic Web ohne das Verbinden von Ontologien!
Keine Realisierung des Semantic Web ohne das Verbinden von Ontologien!
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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
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3.VerbindungsprozessVorüberlegungen
● 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
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3.VerbindungsprozessOntologiearten - Beispiel
● Vergleich Domain und Upper Ontologie
Sowa's Ontologie (Domain Ontologie)
DOLCE(Upper Ontologie)
präzise, kleines Wissensgebiet allgemein, großes Wissensgebiet Beverage
nonAlcoholic sparkling alcoholic
madeFrom madeFrom hot caffeinic Grapes Grain
Entity
Endurant Perdurant Quality Abstract
Physical TemporalEndruant Event Quality Region ... ... ... ...
Amountof Matter ...
Sowa (2003), Masolo et al. (2003)
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3.VerbindungsprozessVorüberlegungen - Heterogenitätsprobleme
● strukturelle Probleme● unterschiedliche Benennungen● unterschiedliche Komplexitätsgrade, fehlende
Werte● unterschiedliche Datentypen
● semantische Probleme● unterschiedliche Einheiten● Inkonsistenzen● unterschiedliche Sichtweisen
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3.VerbindungsprozessVerbindungsarten
● Verbindungsarten Matching
Merging Mapping
● Merging: O1 und O
2 werden fest verbunden, es entsteht
eine neue Ontologie● Mapping: zwischen O
1 und O
2 entstehen lose Mappings,
die Ausgangsontologien bleiben unverändert
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3.VerbindungsprozessBeispiel Ontologienmapping
Ontologienmapping mit dem Protégé-Plugin Prompt
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3.VerbindungsprozessVorgehensweisen - 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)
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3.VerbindungsprozessVorgehensweisen - 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)
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3.VerbindungsprozessVorgehensweisen - 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
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3.VerbindungsprozessVorgehensweisen - 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
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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
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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.
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● 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.
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● 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.