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Master Informatique de Lyon 2010-11GeoWeb : Internet Géographique
Pr. Robert Laurini
Chapitre 5 : Ontologies géographiques 1
Chapitre 5
Ontologiespour les applications
géographiques
Exemple d’ontologie
Inondations
TempêtesCatastrophes
naturelles
FeuxTsunamis
Volcans
Glissement de terrain
Tremblementsde terre
Relation « est un »Relation « implique »
Avalanches
Autre exemple Ontologies géographiques
• 5.1 – Introduction
• 5.2 – Bases théoriques des ontologies spatiales
• 5.3 – Ingénierie des ontologies
• 5.4 – Projet TOWNTOLOGY
• 5.5 – GeoOWL
• 5.6 – Exemple d’intégration
• 5.7 – Conclusions
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Chapitre 5 : Ontologies géographiques 2
Interopérabilité par une ontologie
Ontologie
de domaine
BDRouge
BDBleue
Correspondances avec des médiateurs
DB A DB B
OntologiaA
OntologiaB
Corrispondenze
Ontologiadi dominio
DB A DB B
OntologieA
OntologieB
Correspondance
Ontologiede domaine
MEDIATOREMEDIATEUR
Requête
Données
Génération
5.1 – Introduction
• Oντος = L’être ; Λογια = discours
• Aristote : « L’étude des choses qui existent »
• Def1 : théorie des objets et de leurs relations
• Def2 : théorie des entités, spécialement des entités qui existent dans un langue
• Def3 : spécification explicite d’une conceptualisation (Gruber)
Différences
• Ontologie (“o” majuscule) :– une discipline philosophique
• Une ontologie (“o” minuscule) :– un artefact inventé pour décrire la signification
d’un vocabulaire
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Chapitre 5 : Ontologies géographiques 3
Définition de Guarino
• Nicola Guarino : « en IA, une ontologie
représente un artefact d'ingénierie
constitué d’un vocabulaire utilisé pour
construire une réalité, accompagnée d’un
ensemble d‘hypothèses implicites
concernant la signification des mots et du
vocabulaire »
Engagement ontologique
• « Ontological commitment »
• Divers agents s’accordent sur une définition
• Définition consensuelle
Ou encore
• Une ontologie, ce n’est pas seulement un catalogue du monde, une taxonomie, une liste d'objets
• Une ontologie n’est pas réductible à une analyse purement cognitive, c’est plutôt le côté objectif des choses
• Il n’est pas interdit d’avoir plusieurs ontologies pour décrire la même problématique
Exemple d’utilisation d’une ontologie
Annoncessur les voitures
à vendredans unjournal
BD
Ontologie
TraducteurTexte
structuré
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• DTCH ditch a small artificial watercourse dug for draining or irrigating the land • DTCHD drainage ditch a ditch which serves to drain the land • DTCHI irrigation ditch a ditch which serves to distribute irrigation water • DTCHM ditch mouth(s) an area where a drainage ditch enters a lagoon, lake or bay • ESTY estuary a funnel-shaped stream mouth or embayment where fresh water mixes with sea
water under tidal influences • FISH fishing area a fishing ground, bank or area where fishermen go to catch fish • FJD fjord a long, narrow, steep-walled, deep-water arm of the sea at high latitudes, usually along
mountainous coasts • FJDS fjords long, narrow, steep-walled, deep-water arms of the sea at high latitudes, usually
along mountainous coasts • FLLS waterfall(s) a perpendicular or very steep descent of the water of a stream• FLLSX section of waterfall(s) • FLTM mud flat(s) a relatively level area of mud either between high and low tide lines, or subject
to flooding • FLTT tidal flat(s) a large flat area of mud or sand attached to the shore and alternately covered
and uncovered by the tide • GLCR glacier(s) a mass of ice, usually at high latitudes or high elevations, with sufficient thickness
to flow away from the source area in lobes, tongues, or masses • GULF gulf a large recess in the coastline, larger than a bay
GeoNames Ontology URI
• Ex. : pour la ville française Embrun, il existedeux URI :– 1: http://sws.geonames.org/3020251/
– 2: http://sws.geonames.org/3020251/about.rdf
– 1 : localisation
– 2 : information
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Ομοιότητες και ετερογένειεςSimilarités et hétérogénéités
Ολοκληρωμένη οντολογίαOntologie intégrée
ΣΥΓΚΡΙΣΗΚΑΤΗΓΟΡΙΩΝ
Comparaison
des concepts
Causes d’hétérogénéités
différents niveaux de détails
différentes relations à cause de classification différentes
différentes sémantiques dues à différentes conceptualisations
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Alignement
Compatibilité
partielle
Unification
Vraie intégration
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0
Différents cas de figures Mêmes termes Organisations différentes
Classification A
SURFACES UNDER WATER
river
canal
lake
sea
Classification B
INLAND WATER
river
canal
lake
Ontology A
SURFACES UNDER WATER
Ontology B
INLAND WATER
river: natural stream of water
canal: artificial waterway used for transportation or irrigation
lake: natural or artificial body of water surrounded by land
sea: large body of salt water partially enclosed by land
river: natural stream of water
canal: artificial or improved natural waterway used for transportation
lake: natural body of water surrounded by land
Mêmes termes Sémantiques différentes
Scenario d’intégration
ONTOLOGY A
Water : area covered with waterStream : natural flowing body of fresh water River : natural stream of water, normally of a large volumeLake : body of water surrounded by landCanal : artificial waterway created to be path for boats, or for irrigation
ONTOLOGY B
Water : the part of the earth's surface covered with waterWatercourse : natural or artificial channel through which water flowsStream : natural flowing watercourseCanal : man - made or improved natural waterway used for transportationWaterbody : inland body of waterLake : body of water surrounded by land
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Chapitre 5 : Ontologies géographiques 22
1. Equivalence
2. Subsumption
ONTOLOGY Α
river: natural stream of waterONTOLOGY Β
river : natural stream of water
ONTOLOGY Α
lake: natural or artificial body of water surrounded by land
ONTOLOGY Β
lake: natural body of water surrounded by land
Comparaison
3. Overlap
4. Difference
ONTOLOGY Α
canal: artificial waterway used for transportation and irrigation
ONTOLOGY Β
canal: artificial or improved naturalwaterway used for irrigation
ONTOLOGY Α
lake: body of water surrounded by land
ONTOLOGY Β
sea: a large body of salt water partially enclosed by land
Comparaison
=
=
<
oo
equivalence
difference
subsumption
overlap
# TERMS SEMANTIC
ELEMENTS VALUES
COMPARISON
RESULT ACTION
1 TC1=TC2 EC1=EC2 VeC1=VeC2 equivalence C1=C2
2 TC1=TC2 EC1=EC2 VeC1≠VeC2 homonymy-
difference C1≠C2
3 TC1=TC2 EC1=EC2 VeC1 oo VeC2 overlap C1 oo C2
4 TC1=TC2 EC1=EC2 VeC1>VeC2 subsumption C1>C2
5 TC1=TC2 EC1=EC2 VeC1<VeC2 subsumption C1<C2
6 TC1=TC2 EC1≠EC2 - homonymy-
difference C1≠C2
7 TC1=TC2 EC1<EC2 VeC1=VeC2
more detailed
definition or
subsumption
C1=C2 or C1>C2
8 TC1=TC2 EC1<EC2 VeC1≠VeC2 homonymy-
difference C1≠C2
9 TC1=TC2 EC1<EC2 VeC1 oo VeC2 overlap C1 oo C2
10 TC1=TC2 EC1<EC2 VeC1>VeC2 subsumption C1>C2
11 TC1=TC2 EC1<EC2 VeC1<VeC2 subsumption or
overlap C1<C2 or C1 oo C2
12 TC1=TC2 EC1>EC2 VeC1=VeC2 more detailed
definition or
subsumption
C1=C2 or C1<C2
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Chapitre 5 : Ontologies géographiques 23
Factorisation de concepts
canal
(ONTOLOGY Β)
canal
(ONTOLOGY Α)
artificial transportation
canal
artificial
irrigationcanal
improved natural transportation canal
artificial or improved natural
transportationwaterway canal(Ontology B)
artificialtransportation or irrigation
waterwaycanal
(Ontology A)
NATURE PURPOSE COVER IS-ATERM
RésultatSEMANTIC ELEMENTS
IS-A
CO
VE
R
PU
RP
OS
E
NA
TU
RE
SIZ
E
SU
RR
OU
ND
NE
SS
FL
OW
stream body freshwater
natural flowing
river stream water naturallarge
volume
lake body water land
ON
TO
LO
GY
A
canal waterwayboats or
irrigationartificial
stream watercourse natural flowing
canal waterway transportationman-made or
improvednatural
ON
TO
LO
GY
B
lake body water land
Intégration
• INPUT: semantic factors, semantic elements and values
• OUTPUT: an integrated ontology in the form of a concept lattice