Visuelle Unterstützung des Ontologie-Alignments

Abstract

In dieser Arbeit wird die Softwareentwicklung von AlViz, einem grafischen Tool für das Alignment von Ontologien einer gemeinsamen Domäne mit unterschiedlicher semantischer Struktur, vorgestellt.<br />Ontologien spielen eine wichtige Rolle für die Interoperabilität zwischen Wissenssystemen, da sie Domänenwissen in einer weiterverarbeitbaren, interpretierbaren Form abbilden. Aufgrund des voranschreitenden Wachstums der Anzahl und der Größe von Ontologien und der immer größer werdenden Bedeutung des semantisches Webs werden geeignete Methoden zur Unifikation von Ontologien benötigt, um die Schaffung größerer, zusammengesetzter Wissensbasen zu ermöglichen.<br />Beim Alignment werden zu jeder Entität einer Ontologie die korrespondierenden Entitäten mit den jeweils größten Ähnlichkeiten innerhalb einer anderen Ontologie zugeordnet. Dabei handelt es sich um einen aufwändigen und komplexen Vorgang, der durch geeignete Repräsentationsformen und Informationsaufbereitung unterstützt werden muss.<br />AlViz schafft durch Umsetzung von Paradigmen aus der Informationsvisualisierung die Möglichkeit, mehrere Ansichten auf verschiedene Ontologien dermaßen miteinander zu verknüpfen, dass Ähnlichkeitsbeziehungen verschieden starker Ausprägungen zwischen den Klassen zweier Ontologien definiert werden können. Die resultierenden Mappings können dazu verwendet werden, neues Wissen implizit abzuleiten oder die Ontologien zusammenzuführen.<br />Die Arbeit präsentiert die Problemstellung des Alignments, gibt eine funktionale Beschreibung des Tools mit dem Fokus auf die Anforderungen, liefert eine ausführliche Designdokumentation und stellt die eingesetzten Entwicklungs- und Implementierungsmodelle vor. Weiters werden die Ergebnisse und Erkenntnisse aus einer Evaluierung mit einer Testgruppe präsentiert.<br />

This thesis describes the software development activities on AlViz, a graphical tool for the alignment of ontologies representing the same domain but having different semantic structures.<br />Ontologies play an important role for the interoperability between knowledge bases because they can be used to represent domain knowledge in a reprocessable, interpretable form. The increasing rate of spreading and size of ontologies and the growing relevance of the semantic web call for practical methods for the unification of ontologies to generate more extensive, combined knowledge bases.<br />The alignment can be seen as the association of entities in one ontology with the corresponding entity in the second ontology having the highest similarity. Since this is a sophisticated and complex task, the execution of this process has to be supported by suitable representation formats and information preparation.<br />By implementing various facets of information visualisation techniques, AlViz provides the capability to use multiple and linked views on two different ontologies in order to define relationships between class entities. The resulting mapping can be used to derive new knowledge implicitly or unify the initial ontologies.<br />This thesis presents the problem of ontology alignment and the purpose of AlViz, provides a functional description of the tool focused on the requirements, offers a detailed design documentation, and outlines the applied development and implementation models. At the end, the results and insights gained from an evaluation of the tool by one test group are presented.