Praktischer Einsatz von Ontologien

Präsentation zum Thema: "Praktischer Einsatz von Ontologien"—  Präsentation transkript:

1 Praktischer Einsatz von Ontologien
Referat zu 'Towards the Semantic Web' Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

2 Hintergrund Wissenmanagement Thema für viele Unternehmen und Einrichtungen Wissensinformationen vorhanden in Netzen z.B. Intranet, Internet aber: ungenaue, falsche oder doppeldeutige Suchergebnisse sind möglich Menschen müssen suchen und auswerten schlecht wartbar Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

3 Aufgabe von Ontologien
Ursprung in AI formal definiertes System von Konzepten und Relationen zur Wissensrepräsentation vielseitig einsetzbar, u.a. im Wissensmanagement (Knowledge Management: KM) "a shared and common understanding of a domain that can be communicated between people and apllication systems" Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

4 Rollen von Ontologien Ontologie-Tools müssen verschiedene Bereiche abdecken: Knowledge Acquisition: Informationsakquise, Generierung von Ontologien Knowledge Maintenance: Speichern und Pflege von Ontologien Knowledge Use: Suchen und Finden von Informationen Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

5 KM: Architektur (1) Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

6 KM:Tools (1) Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

7 Ontologie Sprache: OWL (historisch: OIL/DAML)
historisch: OIL/DAML ->OWL generelle Anforderungen an eine Ontologiesprache: intuitiv nutzbar für den Menschen formale Semantic und 'Reasoning' basierend auf Description Logics Kompatibilität/Verwandschaft sowohl mit XML als auch mit RDF(S) Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

8 Ontology Management Speicherung und Pflege von Ontologien
Ausrichtung (Ontology Alignment) und Verlinkung in Bezug auf Wiederverwertbarkeit Integration Problematik: unterschiedl. Modelle, Sprachlevel, unterschiedl. Autoren, Stile etc. Umgang mit Änderungen bezüglich Domain, Konzept oder Spezifikation z.B. zwei verschiedene Institutionen werden vereinigt, der Blickwinkel ändert sich Beispiele Änderung Konzept: Beispiel Brücke: Hindernis für Boot, Verbindung für Fahrradfahrer Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

9 Ontology Management: Alignment of Ontologies
Beispiel: RDFT Mapping Meta-Ontology (Klein et al.): RDF Transformation (RDFT) bildet XML DTDs und RDF Schema ab durch Überbrückung zwischen Quell- und Ziel-Konzept die Brückenelemente werden in 'Maps' gesammelt, die wiederverwendbar sind Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

10 Ontology Management: Alignment
Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

11 Ontology Management: Storing & Maintaining Ontologies
Ontology Library Systems Idee: Gruppierung, einfacher Zugriff, effiziente Wiederverwendung, Standardisierung Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

12 ideales Ontology Library System
Management: Speicherung (Zugriff:Client/Server, P2P) Identifikation Klassifizierung Versionierung von Ontologien Zugang: ausgereifte Suche Editierbarkeit (kolaborativ) Evaluation 'Reasoning' (Schlussfolgerungen sind möglich) Standardisierung Zusammenwirken mit Repräsentations- und Ontologysprachensprachen (RDFS, XMLS etc) Zusammenpassen mit Upper-Level-Ontologien Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

13 bestehende Systeme im Bereich OLS
Client/Server basiert: WebOnto Ontolingua DAML Ontology Library Zugriff via www SHOE IEEE SUO ( Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

14 SESAME Middleware ermöglicht die dauerhafte Speicherung von RDF und RDF Schema Informationen die Informationn können mit RQL abgefragt werden Grundlage relationale DB, kann aber via eines 'Repository Abstraction Layers (RAL)' auf verschiedene DBMS aufgesetzt werden Server-basiert (auch Remote einsetzbar) verschiedene Protokolle (und damit auch clients) möglich daher sehr flexibel einsetzbar, kombinierbar mit vielen Tools Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

15 Sesame Architektur Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

16 RQL? Sesame hat RQL Version in seinem Abfrage-Modul
deklarative Abfragesprache Abfrage auf semantischen Level ein Satz von Kernqueries, Filtern und die Möglichkeit durch Komposition und Iteration neue Abfragen zu bauen allerdings bei der Anwendung in Sesame keine Unterscheidung von Datentypen Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

17 Ontology Middleware (1)
administrative Software Infrastruktur zur einfacheren Integration von verschiedenen Softwaremodulen zur Erleichterung der Einbindungen in andere Anwendungen Plattform zur Entwicklung Management Pflege Nutzung implementiert als Erweiterung der Sesame Architektur Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

18 Ontology Middleware (2)
enthält mindestens: Repository Support für Reasoning Modules Zugriff für verschiedene User und Applikationen (Multi-protocol client access) Wissenskontollmechanismus Versionierung/Änderungsverfolgung Zugriffskontrolle Meta-Informationen Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

19 Generierung von Ontologien: OntoBuilder
OntoBuilder= Ontoextract + OntoWrapper OntoExtract: Extrahieren von unstrukturiertem Text analysiert natürliche Sprache bezieht bereits vorhandenes Wissen aus einem zentalen Data Repository (SESAME) ein verwendet RQL, RDF und RDFS OntoWrapper and TableAnalyser: Informationen aus strukturierten Quellen liest strukturierte Infomationen und Tabellen aus Webresourcen RDF Templates werden generiert, die Inhalte aus den Quellen entsprechend der Templates generiert und in SESAME gespeichert Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

20 Ontology Editing: Zusammenarbeit
Ontologien sind sehr komplex Zusammenarbeit mehrerer Personen oft notwendig Notwendigkeit einer Ontology Entwicklungs- und Zusammenarbeits-Umgebung Beispiel: OntoEdit, unterstützt Ontologie-Entwickler in verschiedenen Phasen der Ontologie-Erstellung Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

21 OntoEdit (1) Kick Off-Phase:
kollaboratives Entwickeln von Spezifikationen Semi-formale Beschreibung von Ontologien (Methoden: z.B. Fragen an Experten) Mind2Onto: Brainstorming Tool zu Ontologien Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

22 OntoEdit (2) Zusammenarbeit in der 'Refinement' Phase
Semi-formale Beschreibungen werden zu richtigen Ontologien typischweise werden hier Beziehungen zwischen Informationseinheiten und Unterbereiche verfeinert Unterbereiche können gesperrt werden, um ungestörtes Arbeiten eines Projektteams zu ermöglichen Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

23 OntoEdit(3) Evaluation: Herausfinden, ob die Ontologie den definierten Anforderungen entspricht Test Cases Fehlerfindung, Fehlerlokalisierung Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

24 Suchtechnologien Notwendigkeit, Informationen in Relation zu setzen: manche Information wird überhaupt erst im Kontext bedeutend dafür braucht man bestimmte Zugriffstools Beispiel: QuizRDF Index aus RDF Resourcen und Volltext Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

25 Prinzip Index QuizRDF Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

26 Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz
(aus: Towards the Semanric Web)

27 Content Präsentation Problematik: Semantic Web Applikationen haben eine hohe Qualität in den Informationen, aber diese schlägt sich nicht in den Userinterfaces nieder Beispiel: Spectacle Präsentation von Informationen entsprechend den Bedürfnissen der User (in Inhalt und Form) gibt Informationen als Hypertext und als Visualisierung aus Komplexe Domain Ontologien werden als Taxonomie abgebildet (Taxonomien= Klassifikation in Gruppen) Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

28 Abb Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz
(aus: Towards the Semanric Web)

29 Content Presentation: Spectacle: Prozedur
Indentifikation relevanter Informationseinheiten (Produkt? Dokument?) Mapping der Domain Ontologie auf Taxonomie Entscheidung, wie Informationseinheiten dargestellt/gerendert werden sollen (HTML? XML?) Festlegung der Pfade anhand derer der User durch die Ontologie navigieren kann Festlegung, wieviele Navigationselemente auf den unterschiedlichen Hierarchieebenen auftauchen sollen (wg. Problem des Informationsüberfluss) Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

30 Content Presentation: Spectacle:Visualisierung
Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

31 Content Presentation: Knowledge Sharing
Beispiel: OntoShare Interessen der User werden in einem Userprofil verwaltet Speicherung, Suche und Zusammenfassung der Userinteressen User können andere User über ihre Interessen informieren User können ihr Wissen mit anderen/der Community of Practice teilen Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

32 Abb Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz
(aus: Towards the Semanric Web)

33 Case Study: Swiss Life Swiss Life (Schweizer Lebensversicherung): Case Study; Skills Management: SkiM Ontologie-basiertes System zur Verwaltung von Fähigkeiten, Kenntnissen etc der Angestellten eingesetzt werden: OntoEdit: Admin schreibt Ontologien Sesame: Ontologien werden als RDFS gespeichert QuizRDF: High Recall + Precision Suche (Volltext und RDF) Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

34 Swiss Life : Architektur
Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

35 Swiss Life: Beispiel Ontologie
Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)

36 Literatur & Links Davies, John, D. Fensel, F.v. Harmelen: Towards the Semantic Web, 2003, Wiley alle Abbildungen sind Onlineversionen der Buchkapitel entnommen ("The Home of Sesame") aduna.biz (Erfinder von Sesame, Hersteller von Spectacle) Natalia Wehler: Semantic Web: Ontologien im prakt. Einsatz (aus: Towards the Semanric Web)