Ontologien zur Navigation in Informationsräumen

Ontologien zur Navigation in InformationsräumenLarissa Bethe | ON07 | DHBW Mosbach

Überblick

(1) Einführung1. Begriffsdefinition2. Zusammenhang Semantic

Web3. Semantic Web

Schichtenmodell4. Spektrum der

Wissensrepräsentation

(2) Ontologien allgemein1. Darstellungsmöglichkeiten2. Anforderungen an

Navigation3. Sechs Charakteristika4. Klassifizierung nach Mike

Uschold

30. Juni 2010Ontologien zur Navigation in

Informationsräumen

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(1) J(2) h(3) Ontologien in der Praxis

1. Beispiele2. Einsatzbereiche3. Ontologie-Management

(4) Ausblick1. Problemstellung Suche2. Evolution des Webs3. Fazit

Begriffsdefinition , Zusammenhang Semantic Web, Wissensrepräsentation


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1.1. Begriffsdefinition

• Philosophie▫ Lehre des Seienden: Was existiert?▫ Hält fest, was in jeder möglichen Domäne existiert▫ Sprachunabhängig, abstrakte Kategorisierung

• Informatik▫ Konkretes Artefakt, Konzeptualisierung in Form eines Modells▫ Formalisiert und damit von Symbolen, Schrift und Sprache abhängig


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1.1. Begriffsdefinition

• Thomas R. Gruber, 1993:„An ontology is an explicit, formal specification of a shared conceptualization. The term is borrowed from philosophy, where an Ontology is a systematic account of Existence. For AI* systems, what ‘exists’ is that which can be represented.“*AI = Artificial Intelligence

• M. Uschold und M. Gruninger, 1996:„shared understanding of a domain of interest“ = ein gemeinsames Verständnis einer bestimmten Domäne


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1.2. Zusammenhang Semantic Web

Semantic Web:• Grafische Notation zur Wissenspräsentation• Grundsatz

▫ Bedeutung von Informationen für Computer verwertbar machen▫ Möglichkeit der maschinellen Weiterverarbeitung▫ Erkennen neuer Zusammenhänge (Serendipity-Effekt)

Ontologien:• Datenstrukturierung und -formalisierung• Semantic Gap wird mit Ontologien überbrückt• Interoperabilität von Metadaten

=> Formale Modelle, die Wissen konzeptuell abbilden


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1.3. Das Semantic Web Schichtenmodell

• Statische Schichten:▫ Unicode, URI, Namespaces, XML bilden Basis▫ XML als Syntaxträger

• RDF (Ressource Description Framework)▫ Beschreibt Webressourcen in Tripeln▫ Eigenschaften mit bestimmtem Wert

• RDFS (Ressource Description Framework Syntax)▫ Erweitert RDF um Klassen und Eigenschafts-Hierarchien

• Ontology-Schicht:▫ Beinhaltet OWL (Web Ontology Language)▫ OWL beschreibt bsp. Klassenzugehörigkeiten,

Schnittmengen und Ausschlüsse


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1.4. Spektrum der Wissensrepräsentation mithilfe von Semantik


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Klassifizierung, Darstellungsmöglichkeiten, Anforderungen


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2.1. Darstellungsmöglichkeiten


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2.1. Darstellungsmöglichkeiten


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2.2. Anforderung an Navigation

• Netzartige grafische Darstellung (s. Bild)

• Effektive Navigierbarkeit (nach J. Nielsen)▫ Jeder Knoten von jeder Position aus schnell erreichbar▫ Möglichkeit des Zurücksetzens▫ Sichtbare, schnelle Reaktion▫ Zoomoption

• Zusammenhänge und Orientierung▫ Stichwort Breadcrump▫ Kontext / GUI erhalten

• Keine kognitive Überforderung


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(1) Interrelation [Wechselbeziehung, Zusammenhang]

(2) Instantiation [Umschreibung / Instantiierung]

(3) Subsumption [Zusammenfassung]

(4) Exclusion [Ausschluss]

(5) Axiomatisation [Axiomatisierung]

(6) Attribution [Zuordnung]

2.3. Sechs Charakteristika


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2.4. Klassifizierung nach M. Uschold

Drei Aspekte:

(1)Formalisierungsgrad

(2)Einsatzzweck▫ Kommunikationsunterstützung▫ Interoperabilitätsverbesserung▫ Unterstützung von Systementwicklung

(3)Modellierungsgegenstand▫ Domänenmodellierung▫ Problemlösung▫ Wissensrepräsentation


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Beispiele, Einsatzbereiche


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3.1. Beispiele

• Visual Thesaurus▫ http://www.visualthesaurus.com

• Musicovery▫ http://musicovery.com


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3.1. Beispiele

• Open Source Software• Erstellung von Ontologien• http://protege.stanford.edu


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3.2. Einsatzbereiche

• Semantische Suchassistenten▫ Verbesserte Websuchmaschine

• Kollaboration zwischen Arbeitsbereichen▫ Wissensnutzung entlang der Wertschöpfungskette▫ Ersatz für Wikis

• Visuelle Darstellung von Inhalten und deren Zusammenhänge▫ Erleichterung für bsp. Call-Center

• Vereinheitlichen verteilter Informationssysteme


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3.3. Ontologie-Management


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http://www.theseus-programm.dehttp://joint-research.org/ontologien/

Revolutionierung von Suchmaschinen, Evolution des Webs und Fazit


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4.1. Problemstellung Suche

Klassische Strategien des Information Retrieval (inhaltorientierte Suche)

• Syntaktische Suche▫ hohe Zahl unstrukturierter

Treffer▫ Problem Homonyme (z.B. Java)▫ Manuelle Sortierung▫ Kognitive Überforderung

• Navigation ▫ beinhaltet Begriffshierarchien▫ Nachvollziehbarkeit abhängig

von Vorwissen

• Grenzen bei der Darstellung


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• Lösungsansatz Ontologien▫ Kontextsensitive Informationsfilterung▫ Darstellung vielfältiger Beziehungen▫ Grafische Navigation durch Suchresultate▫ Erkennen neuer Zusammenhänge▫ Verstehen des Informationsraums

Wissen = Vernetzung von Information Suchmaschinen werden zu Antwortmaschinen

4.1. Problemstellung Suche


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4.2. Evolution des Webs


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4.3. Fazit

• Realisierbarkeit ist abhängig von Anzahl und Qualität der vorhandenen Daten im Linked Data / Semantic Web

• Erstellen der Daten sowie deren Wartung ist mit Aufwand verbunden

• Durchsetzung ist eng verknüpft mit der Akzeptanz des Semantic Web

• Jeder kann semantische Daten in öffentliche Datenbanken eintragen, auch zu Personen

• Zukunftsweisende Technologie, die viele Erleichterungen mit sich bringt

• Verwirklichung der Semantic-Web-Vision durch maschinenlesbare Inhalte


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Fragen oder Anmerkungen?


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Quellen

o A. N. Schmude (2004): Ontologiebasierte Suche und Navigation in webbasierten Informationssystemen

o M. Uschold, M. Gruninger (1996): Ontologies – Principles, Methods and Applications

o Dr. H. Sack (2009/10): Vorlesungsfolien Semantic Webo S. Grimm (2009): A unifying formal ontology modelo M. Davis (2008): Semantic Wave 2008 Report


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Technology

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