Räumliche Informationen, insbesondere qualitativer Natur, sind ein wesentlicher
Bestandteil menschlichen Wissens. Ihre Repräsentation in Wissensbasen und ihre
Zugänglichmachung für maschinelle Inferenzmechanismen im Zuge der Entwicklung eines semantischen Webs stellen einen aktuellen Forschungsschwerpunkt im Bereich des Daten-, Informations- und Wissensmanagements dar. Zur Repräsentation von räumlichen Informationen gibt es eine Reihe von Ansätzen, die auch das Schließen auf diesen erlauben. Zur Darstellung (mereo)topologischer Relationen hat sich der Region Connection Calculus als gut geeignet erwiesen, dessen formale Repräsentation mit
Beschreibungslogik räumliches Schließen ermöglicht.
Gleichzeitig hat die Arbeit an der Entwicklung eines semantischen Web zu Quasi-
Standards hinsichtlich der Repräsentation semantischer Inhalte mit Hilfe von Web-
Ontologie-Sprachen (OWL) geführte. Allerdings gibt es bisher erst wenige Vorschläge zur
Verwendung von OWL bzw. deren logikbasierter Ausprägung (OWL-DL), um die
räumlichen Relationen des RCC-8 auszudrücken.
Die Modellierung räumlicher Zusammenhänge, deren formale Repräsentation und das
Schließen über ihnen, sowie das diesbezügliche Potential von RCC-8 bei dessen
Transformation in die Web-Ontologie-Sprache OWL und der Nutzung vorhandener
Inferenzmaschinen wie Pellet, sollen in dieser Arbeit untersucht werden.
Es soll also eine Übersicht über bestehende Standards, Theorien, Werkzeuge und
Bibliotheken zur Repräsentation qualitativen räumlichen Wissens gegeben und ein
Werkzeug entwickelt und dokumentiert werden, welches der Erstellung bzw. Erweiterung
von Ontologien mit über die RCC-8-Relationen dargestellten qualitativen räumlichen
Beziehungen, speziell der Transformation der RCC8-Relationen in Axiome der OWL-DL,
dient.
Inhaltsverzeichnis
- Einführung
- Motivation
- Gliederung
- Semantisches Web
- Wissensrepräsentation
- Formalisierung des Wissens
- semantic web Standards
- XML
- RDF+RDFS
- SPARQL
- Ontologiesprachen
- description logics
- Basiselemente von DL's
- Wissensrepräsentation in DL
- reasoning in DL-Systemen
- OWL
- räumlich-geographisches Wissen
- Repräsentation räumlich-geographisches Wissen
- Repräsentation zeitlich-räumlicher Phänomene
- Kategorisierung räumlichen Wissens
- Typologie des Raumes
- Räumliches Wissen
- Räumliche Relationen
- Räumlich-geographische Modelle
- Datenmodelle: SDTS und GDF
- Räumliches Schließen
- qualitatives räumliches Schließen
- Ansätze für qualitatives räumliches Schließen
- Topologie
- Orientierung
- Distanz
- Der Region Connection Calculus
- RCC-8
- Transformation von RCC-8 in OWL
- RCC-8 und DL
- OWL1.1
- RCC-8 und OWL-DL/OWL 1.1
- vorhandene Schnittstellen und tools
- Jena
- Architektur
- Pellet
- features
- Architektur
- Protégé
- TranSTopOWL
- Anforderungsbeschreibung
- Umsetzung
- RCCModel
- OntReasoner
- SPARQL
- Auswertung
- Bedienungsanleitung
- Installation
- Übersicht
- Hinzufügen von RCC8-Relationen
- Reasoner
- Verlassen und Speichern
- SPARQL
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Repräsentation qualitativen räumlichen Wissens im semantischen Web. Das Hauptziel der Arbeit ist die Entwicklung und Dokumentation eines Werkzeugs, das die Erstellung bzw. Erweiterung von Ontologien mit über die RCC-8-Relationen dargestellten qualitativen räumlichen Beziehungen, speziell der Transformation der RCC8-Relationen in Axiome der OWL-DL, ermöglicht.
- Repräsentation von räumlichem Wissen im semantischen Web
- Modellierung und Transformation topologischer Relationen
- Einsatz von OWL-DL und Beschreibungslogik für räumliche Inferenz
- Entwicklung einer Experimentierplattform (TranSTopOWL)
- Bewertung und Anwendung des entwickelten Werkzeugs
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1: Einführung: Diese Einleitung bietet eine Motivation für die Arbeit und skizziert den Aufbau der Bachelorarbeit.
- Kapitel 2: Semantisches Web: Dieses Kapitel erörtert die Konzepte des semantischen Webs, insbesondere die Wissensrepräsentation und Formalisierung.
- Kapitel 3: semantic web Standards: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über wichtige Standards des semantischen Webs wie XML, RDF+RDFS, SPARQL und Ontologiesprachen.
- Kapitel 4: description logics: Hier werden die Grundlagen von Beschreibungslogiken (DL's) beleuchtet, einschließlich Basiselemente, Wissensrepräsentation und Inferenz in DL-Systemen.
- Kapitel 5: OWL: Dieses Kapitel behandelt die Web-Ontologie-Sprache OWL und deren Einsatz für die Repräsentation von Wissen.
- Kapitel 6: räumlich-geographisches Wissen: Dieses Kapitel beschäftigt sich mit der Repräsentation und Kategorisierung von räumlich-geographischem Wissen sowie relevanten Datenmodellen.
- Kapitel 7: Räumliches Schließen: Dieses Kapitel beleuchtet verschiedene Ansätze für räumliches Schließen, insbesondere qualitatives räumliches Schließen.
- Kapitel 8: Der Region Connection Calculus: Hier wird der Region Connection Calculus (RCC) und insbesondere RCC-8 vorgestellt, ein Ansatz zur Repräsentation topologischer Relationen.
- Kapitel 9: Transformation von RCC-8 in OWL: Dieses Kapitel behandelt die Transformation von RCC-8 in OWL und die Möglichkeiten, die Beschreibungslogik für räumliches Schließen zu nutzen.
- Kapitel 10: vorhandene Schnittstellen und tools: Dieses Kapitel stellt relevante Schnittstellen und Tools für die Arbeit mit OWL und räumlichem Wissen vor, wie Jena, Pellet und Protégé.
- Kapitel 11: TranSTopOWL: Dieses Kapitel beschreibt die Entwicklung und Umsetzung der Experimentierplattform TranSTopOWL zur Transformation von RCC-8 in OWL-DL.
Schlüsselwörter
Semantisches Web, Wissensrepräsentation, räumliches Schließen, qualitatives räumliches Schließen, topologische Beziehungen, Region Connection Calculus (RCC-8), OWL-DL, Beschreibungslogik, Ontologie, Experimentierplattform, TranSTopOWL.
- Quote paper
- Stefan Köpke (Author), 2007, Qualitatives Räumliches Schließen - Repräsentation qualitativ-räumlichen Wissens im semantischen Web mittels topologischer Beziehungen zwischen Regionen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/90186
