Supporting Tools for Automated Generation and Visual Editing of Relational-to-Ontology Mappings
- Autores: Alvaro Sicília
- Directores de la Tesis: German Nemirovski (dir. tes.), Leandro Madrazo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Ramon Llull ( España ) en 2016
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Erik Mannens (presid.), Oscar Corcho García (secret.), Boris Marcelo Villazón Terrazas (voc.)
- Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Las Tecnologías de la Información y la Comunicación y su Gestión
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
La integració de dades amb formats heterogenis i de diversos dominis mitjançant tecnologies de la web semàntica permet solucionar la seva disparitat estructural i semàntica. L'accés a dades basat en ontologies (OBDA, en anglès) és una solució integral que es basa en l'ús d'ontologies com esquemes mediadors i el mapatge entre les dades i les ontologies per facilitar la consulta de les fonts de dades. No obstant això, una de les principals barreres que pot dificultar més l'adopció de OBDA és la manca d'eines per donar suport a la creació de mapatges entre dades i ontologies. L'objectiu d'aquesta investigació ha estat desenvolupar noves eines que permetin als experts sense coneixements d'ontologies la creació de mapatges entre dades i ontologies. Amb aquesta finalitat, s'han dut a terme dues línies de treball: la generació automàtica de mapatges entre dades relacionals i ontologies i l'edició dels mapatges a través de la seva representació visual. Les eines actualment disponibles per automatitzar la generació de mapatges estan lluny de proporcionar una solució completa, ja que es basen en els esquemes relacionals i amb prou feines tenen en compte els continguts de la font de dades relacional i les característiques de l'ontologia. No obstant això, les dades poden contenir relacions ocultes que poden ajudar a la generació de mapatges. Per superar aquesta limitació, hem desenvolupat AutoMap4OBDA, un sistema que genera automàticament mapatges R2RML a partir de l'anàlisi dels continguts de la font relacional i tenint en compte les característiques de l'ontologia. El sistema fa servir una tècnica d'aprenentatge d'ontologies per inferir jerarquies de classes, selecciona les mètriques de similitud de cadenes en base a les etiquetes de les ontologies i analitza les estructures de grafs per generar els mapatges a partir de l'estructura de l'ontologia. La representació visual per mitjà d'interfícies intuïtives pot ajudar els usuaris sense coneixements tècnics a establir mapatges entre una font relacional i una ontologia. No obstant això, les eines existents per a l'edició visual de mapatges mostren algunes limitacions. En particular, la representació visual de mapatges no contempla les estructures de la font relacional i de l'ontologia de forma conjunta. Per superar aquest inconvenient, hem desenvolupat Map-On, un entorn visual web per a l'edició manual de mapatges. AutoMap4OBDA ha demostrat que supera les prestacions de les solucions existents per a la generació de mapatges. Map-On s'ha aplicat en projectes d'investigació per verificar la seva eficàcia en la gestió de mapatges. La integración de datos con formatos heterogéneos y de diversos dominios mediante tecnologías de la Web Semántica permite solventar su disparidad estructural y semántica. El acceso a datos basado en ontologías (OBDA, en inglés) es una solución integral que se basa en el uso de ontologías como esquemas mediadores y mapeos entre los datos y las ontologías para facilitar la consulta de las fuentes de datos. Sin embargo, una de las principales barreras que puede dificultar más la adopción de OBDA es la falta de herramientas para apoyar la creación de mapeos entre datos y ontologías. El objetivo de esta investigación ha sido desarrollar nuevas herramientas que permitan a expertos sin conocimientos de ontologías la creación de mapeos entre datos y ontologías. Con este fin, se han llevado a cabo dos líneas de trabajo: la generación automática de mapeos entre datos relacionales y ontologías y la edición de los mapeos a través de su representación visual. Las herramientas actualmente disponibles para automatizar la generación de mapeos están lejos de proporcionar una solución completa, ya que se basan en los esquemas relacionales y apenas tienen en cuenta los contenidos de la fuente de datos relacional y las características de la ontología. Sin embargo, los datos pueden contener relaciones ocultas que pueden ayudar a la generación de mapeos. Para superar esta limitación, hemos desarrollado AutoMap4OBDA, un sistema que genera automáticamente mapeos R2RML a partir del análisis de los contenidos de la fuente relacional y teniendo en cuenta las características de la ontología. El sistema emplea una técnica de aprendizaje de ontologías para inferir jerarquías de clases, selecciona las métricas de similitud de cadenas en base a las etiquetas de las ontologías y analiza las estructuras de grafos para generar los mapeos a partir de la estructura de la ontología. La representación visual por medio de interfaces intuitivas puede ayudar a los usuarios sin conocimientos técnicos a establecer mapeos entre una fuente relacional y una ontología. Sin embargo, las herramientas existentes para la edición visual de mapeos muestran algunas limitaciones. En particular, la representación de mapeos no contempla las estructuras de la fuente relacional y de la ontología de forma conjunta. Para superar este inconveniente, hemos desarrollado Map-On, un entorno visual web para la edición manual de mapeos. AutoMap4OBDA ha demostrado que supera las prestaciones de las soluciones existentes para la generación de mapeos. Map-On se ha aplicado en proyectos de investigación para verificar su eficacia en la gestión de mapeos. Integration of data from heterogeneous formats and domains based on Semantic Web technologies enables us to solve their structural and semantic heterogeneity. Ontology-based data access (OBDA) is a comprehensive solution which relies on the use of ontologies as mediator schemas and relational-to-ontology mappings to facilitate data source querying. However, one of the greatest obstacles in the adoption of OBDA is the lack of tools to support the creation of mappings between physically stored data and ontologies. The objective of this research has been to develop new tools that allow non-ontology experts to create relational-to-ontology mappings. For this purpose, two lines of work have been carried out: the automated generation of relational-to-ontology mappings, and visual support for mapping editing. The tools currently available to automate the generation of mappings are far from providing a complete solution, since they rely on relational schemas and barely take into account the contents of the relational data source and features of the ontology. However, the data may contain hidden relationships that can help in the process of mapping generation. To overcome this limitation, we have developed AutoMap4OBDA, a system that automatically generates R2RML mappings from the analysis of the contents of the relational source and takes into account the characteristics of ontology. The system employs an ontology learning technique to infer class hierarchies, selects the string similarity metric based on the labels of ontologies, and analyses the graph structures to generate the mappings from the structure of the ontology. The visual representation through intuitive interfaces can help non-technical users to establish mappings between a relational source and an ontology. However, existing tools for visual editing of mappings show somewhat limitations. In particular, the visual representation of mapping does not embrace the structure of the relational source and the ontology at the same time. To overcome this problem, we have developed Map-On, a visual web environment for the manual editing of mappings. AutoMap4OBDA has been shown to outperform existing solutions in the generation of mappings. Map-On has been applied in research projects to verify its effectiveness in managing mappings.
