Technologien des Semantic Web und ihre Anwendung · Technologien des Semantic Web » Praktische Anwendungen. TU Dresden, 21.06.2007 Technologien des Semantic Web und ihre Anwendungen

Technologien des Semantic Web und ihre Anwendungen

Dresden, 21.06.07

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur Technische Informationssysteme

Ulrike Fischer

TU Dresden, 21.06.2007 Technologien des Semantic Web und ihre Anwendungen

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Gliederung

• Motivation

• Begriff Semantic Web

• Technologien des Semantic Web

• Praktische Anwendungen


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Probleme der gegenwärtigen Webtechnologie

• Extrahieren von Informationen

• Finden von Informationen

• Warten von Informationen

Motivation » Begriff Semantic Web » Technologien des Semantic Web » Praktische Anwendungen


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Softwareagenten

• Eingabe an den Agenten: “Buche Reise xy“• Agent führt notwendige Buchungen durch

– Fluggesellschaft / Bahn / …– Hotel– Mietwagen (der notwendigen Größe…)– Ausflüge vor Ort– …

• Agent veranlasst Finanztransaktionen• Agent trägt Termin in die Kalender der Familienmitglieder ein• Agent erstellt Routenplanung für das Navigationsgerät im PKW • Reserviert einen günstigen Platz im Flughafenparkhaus



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Begriff Semantic Web

• „Semantic Web“: Techniken, die es Maschinen ermöglichen soll– Informationen zu suchen und zu verwerten– Komplexe Aufgaben auszuführen

• Leitidee: Fülle von Informationen im Internet in maschinenverarbeitendes Format bringen

• Beschreibung der im Web vorhandenen Informationen mit Metadaten

• Konzept beruht auf Vorschlag von WWW-Begründer Tim-Berners Lee

• W3C: Gremium zur Standardisierung des WWW



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Technologien des Semantic Web

Syntax Layer

Data Layer

RepresentationVocabulary Layer

Logical Layer



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URI: Eindeutige Identifizierbarkeit

• Zeichenfolge, die eine reale oder abstrakte Ressource eindeutig identifiziert

• Unterarten: URN und URL• Syntax: <schema>:<schema-spezfischer-Teil>#<fragment>• Mehrere URIs für dieselbe Ressource möglich

http://www.example.com/mailto:[email protected]:issn:3540205683



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XML

• XML erlaubt die Definition anwendungs-spezifischer Tags

<Person> <Vorname> Andrea </Vorname> <Nachname> Walter </Nachname> </Person>

• Namespace: bezeichnet die semantische Domäne• XML-Schema: Klasse ähnlicher XML-Dokumente• Standard zum Austausch von Daten zwischen unterschiedlichen IT-

Systemen



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RDF

• Einheitliches Modell zur Repräsentation von Metadaten• Aussagen werden als Tripel beschrieben

– Subjekt: Ressource, die zu beschreiben ist– Prädikat: Eigenschaft der Ressource– Objekt: Wert dieser Eigenschaft

• Beispiel: Paris ist die Hauptstadt von Frankreich

uri:city#capitalhttp://www.paris.fr Frankreich



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RDF Schema (RDFS)

• Definiert Vokabular für eine bestimmte Domäne

• Beschreibung verwandter RDF Ressourcen und ihrer Beziehungen

• Wichtige RDF-Schema- Elemente:– rdfs:Class– rdfs:Property– rdfs:type– rdfs:subClassOf,

rdfs:subPropertyOf– rdfs:domain, rdfs:range

Netherlands Amsterdam

type

hasCapital

Capital

City

EuropeanCountry

Country

hasCapital

GeographicEntity

type

subClassOf subClassOf

subClassOfsubClassOf

domain

range

RDF Daten

RDF Schema



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Ontologie

• „explizite formale Spezifikation einer gemeinsamen Konzeptualisierung“ (T.Gruber)

• Formale Beschreibung von Begriffen und Relationen innerhalb einer bestimmten Domäne

• Regeln über den Zusammenhang der Daten



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Web Ontology Language (OWL)

• basiert technisch auf RDF, historisch auf DAML+OIL

• OWL Lite, OWL DL, OWL Full• Weitreichende Sprachkonstrukte für Ausdrücke

ähnlich der Prädikatenlogik• Erweiterung bei Elementen zur Beschreibung

von– Klassenhierarchien– Eigenschaften



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OWL• Klassenhierarchien

– Aufzählung aller Individuien einer Klasse: owl:oneOf– Mengenoperationen: owl:unionOf, owl:intersectionOf,

owl:complementOf– Disjunktheit von Klassen: owl:disjointWith– 2 vordefinierte Klassen: owl:Thing und owl:Nothing

• Eigenschaftsdefinitionen– owl:TransitiveProperty, owl:SymetricProperty,

owl:InverseProperty– Typ- und Kardinalitätseinschränkungen: owl:allValuesFrom,

owl:someValuesFrom, owl:maxCardinality, …• Abbildung von Ontologien

– owl:sameClassAs, owl:samePropertyAs, owl:differentFrom



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OWL: Beispiel

<rdf:RDF …><owl:Ontology rdf:about=""/><owl:Class rdf:ID="Gender"/><owl:Class rdf:ID="Person"/><owl:Class rdf:ID="Woman">

<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Person"/><owl:equivalentClass>

<owl:Restriction><owl:onProperty rdf:resource="#gender"/><owl:hasValue rdf:resource="#female" rdf:type="#Gender"/>

</owl:Restriction></owl:equivalentClass>

</owl:Class><owl:ObjectProperty rdf:ID="gender" rdf:type=„…FunctionalProperty">

<rdfs:range rdf:resource="#Gender"/><rdfs:domain rdf:resource="#Person"/>

</owl:ObjectProperty> </rdf:RDF>



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FOAF: Friend of a Friend

• Projekt zur maschinenlesbaren Modellierung sozialer Netzwerke• FOAF Dokument: Angaben über eine Person (Name, Alter,

Geschlecht, Adresse, Beruf) und der Person bekannte Menschen• Veröffentlichung dieser Dokumente im WWW -> können

aufeinander verweisen• Software kann die Dokumente auswerten, soziale Beziehungen

analysieren und z.B. visualisieren



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JeromeDL

• digitales Bibliotheksystem • benutzt RDF um bibliographische Daten zu speichern• MarcOnt Ontologie• Import/Export von Metadaten in verschiedenen Formaten (BibText,

Marc21, DublinCore)• MarcOnt Mediation Services: Umwandeln der Beschreibungen• User Profile in FOAF• Suche: Stichwortsuche, Bibliographische Beschreibungen,

Semantische Suche



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Weitere Anwendungen

• Semantic Web Services: Anreicherung von Web Services um semantische Inhalte

• Semantic Wiki: Wissen wird über Seiten (Metadaten) und ihre Relationen repräsentiert -> automatische Verarbeitung und Schlussfolgerung durch Maschinen

• EPISTLE: Prozessindustrie• Einsatz von Ontologien in Biologie, Medizin, Hydrologie und

Klimatologie



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Zusammenfassung und Ausblick

• Semantic Web soll es (autonom) agierenden Anwendungsprogrammen ermöglichen– heterogen, über das Web zugreifbare Daten miteinander in

Beziehung zu setzten– diese Daten gemeinsam zu nutzen– und aus diesen neue Informationen gewinnen

• Probleme:– Verlässlichkeit – Inhalte können gezielt falsche semantische

Beschreibungen enthalten– Semantic Web muss sich bei der kritischen Masse durchsetzen


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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

Fragen?


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Quellen

• http://www.jurpc.de/aufsatz/20050065.htm• http://www.altova.com/de/semantic_web.html• http://www.sigs.de/publications/os/2004/05/dostal_melzer_OS_05

_04.pdf• http://www.wikipedia.org• http://www.btinternet.com/~Chris.Angus/epistle/


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EPISTLE (European Process Industries STEP Technical Liaison Executive)

• Nutzen des semantischen Webs für die Prozessindustrie • Zusammenarbeit von Industriekonsortien zur Entwicklung von

Standards für die Integration und den Austausch von Fabrikprozessdaten

• 3 Hauptkomponenten:– EPISTLE Core Model: generisches Datenmodell für die

Prozessindustrie, standardisiert als ISO 15926-2– EPISTLE Reference Data Library: Standardsatz von Klassen,

Eigenschaften und Spezifikationen für die Prozessindustrie, hauptsächlich für die Öl- und Gasproduktion

– EPISTLE Templates: Sicht auf das Core Model und RDL für konkrekte Anwendungen


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