際際滷

際際滷Share a Scribd company logo
Ontologie w historyczno-geogra鍖cznych
systemach informacyjnych
Agnieszka awrynowicz1, Pawe Garbacz2, Piotr Kulicki2,
Robert Trypuz2, Bogumi Szady3,4
1Wydzia Informatyki Politechniki Poznaskiej
2Wydzia Filozo鍖i KUL
3Wydzia Nauk Humanistycznych KUL
4Instytut Historii PAN
9 listopada 2016
DARIAH-PL 2016
Projekt NPRH: Ontologiczne podstawy budowy historycznych system坦w
informacji geogra鍖cznej 2bH 15 0216 83
Motywacje 1/2
 W wyniku wykorzystania narzdzi informatycznych w
badaniach w humanistyce, narasta liczba zbior坦w danych
gromadzonych w r坦甜nych formatach.
 Brak sp坦jnoci syntaktycznej i semantycznej, r坦甜ne podejcia
metodologiczne i aplikacyjne do gromadzenia, analizy i
udostpnienia informacji szczeg坦lnie odczuwalne na polu
geogra鍖i historycznej i kulturowej.
 W celu integracji zasob坦w stosuje si ontologie - dostarczaj
precyzyjnej charakterystyki termin坦w u甜ywanych do opisu
wybranej dziedziny rzeczywistoci.
Motywacje 2/2
Budowa ontologii historyczno-geogra鍖cznej, na kt坦rej ma by
oparty system informacyjny Atlasu Historycznego Polski
rozwijanego przez IHPAN w zakresie jednostek osadniczych i
jednostek administracyjnych na ziemiach polskich.
Ontologie HGIS
 Finish Spatio-temporal ontology (SAPO)
 Geo-Spatial Ontology of Administrative Units (QVIZ)
 Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of
Switzerland (SONADUS)
 Spatial History Ontology (SHO)
 Ontology of the GM1700 maps
 Suomalainen paikkaontologia (SUO)
 Kaab Ontology
 Iwaniak i inni
Ontologie HGIS
 Finish Spatio-temporal ontology (SAPO)
 Geo-Spatial Ontology of Administrative Units (QVIZ)
 Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of
Switzerland (SONADUS)
 Spatial History Ontology (SHO)
 Ontology of the GM1700 maps
 Suomalainen paikkaontologia (SUO)
 Kaab Ontology
 Iwaniak i inni
Inne modele oraz standardy
 CIDOC-CRM, CRMgeo, CRMSci
 GeoSPARQL standard (zawierajcy ontologi obiekt坦w
przestrzennych oraz topologiczne i geometryczne relacje)
 Gettys Thesaurus
 Geonames
Inne modele oraz standardy
 CIDOC-CRM, CRMgeo, CRMSci
 GeoSPARQL standard (zawierajcy ontologi obiekt坦w
przestrzennych oraz topologiczne i geometryczne relacje)
 Gettys Thesaurus
 Geonames
Finish Spatio-temporal ontology (SAPO) 1/2
CULTURESAMPO (2011)
 reprezentacja w postaci serii czasowych ontologii
przestrzennych, tzn. serii lokalnych zmian
przestrzenno-temporalnych
 centralne pojcie: czasowo-przestrzenny region (STR,
spatio-temporal region). Trzy podstawowe skadowe:
 nazwa
 region (wielokt)
 przedzia czasowy, w kt坦rym ten region istnia bez zmian
 kolekcja STR坦w o tej samej nazwie miejsca de鍖niuje region
trwajcy wraz z upywem czasu (spaceworm)
 ontologia zamodelowana jako zbi坦r STR坦w i spaceworm
 Finlandia
Finish Spatio-temporal ontology (SAPO) 2/2
1.3.1 Developing the Ontology
Fig. 1.4 Maintaining SAPO-ontology as a spreadsheet table.
In our case, the information available in the outset was lists of municipalities at
different times telling e.g. the areas of the regions, to which province they belonged,
Geo-Spatial Ontology of Administrative Units QVIZ 1/2
Projekt UE QVIZ (2008), Great Britain Historical GIS (2012)
 lekka ontologia (schemat)
 struktura hierarchiczna oparta na relacji partOf
 ka甜da jednostka administracyjna (JA) na ni甜szym poziomie
musi by dopisana do jednostki rodzica
 typy jednostek
 dla ka甜dego kraju osobne,
 pojedynczy typ dla danej JA
 statusy (np. Urban District, Rural District, County
Borough)
 funkcje (np. CIVIL, MILITARY, STATS, HEALTH)
 UK, Szwecja, Estonia.
Geo-Spatial Ontology of Administrative Units QVIZ 2/2
FIGURE 3. Great Britain Historical administrative unit ontology: Entities and relationships.
Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of
Switzerland (SONADUS) 1/2
 jednostki administracyjne (JA) jako jednoczenie SNAP
(continuants, obiekty) i SPAN (occurrents, procesy)
 JA to niezale甜ne obiekty (IO) (podklasa obiektu), kt坦re
maj 甜ycie (podklas procesu)
 IO skadaj si z r坦甜nych wersji obiekt坦w (OV), ich 甜ycia,
zawieraj seri okres坦w 甜ycia (PL)
 czciow niekompatybilno danych tematycznych i
geometrycznych  dwa typy wersji obiekt坦w i okres坦w 甜ycia:
 wersje obiekt坦w JA (OVAU) i okresy 甜ycia JA (PLAU): razem
odpowiadaj pojciu zapisu HMR+( Historicized Municipality
Register)
 wersje obiekt坦w geometrii (OVG) i okresy 甜ycia geometrii
(PLG): obejmuj pojcie zapisu w zbiorach danych
geometrycznych
 Szwajcaria
Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of
Switzerland (SONADUS) 2/2
Ontologia SHO
 ufundowana na ontologii DOLCE
 zapo甜yczenia z CIDOC CRM, np. relacja sho:documents
 wasne pojcia historyczno-geogra鍖czne:
 semantyczna reprezentacja (attribution)
 zdarzenia i procesy historyczne
 grupy spoeczne
 okresy historyczne
 miejsca
 implementacja: ontologia OWL (ekspresywno SHOIN(D)):
 97 klas (owl:Class)
 58 relacji (owl:ObjectProperty)
 zastosowanie: schemat systemu DRUMLIN (system
bazodanowy oparty na PostgreSQL)
Ontologia SHO  procesy historyczne
Ontologia SHO  miejsca (historyczne)
CIDOC CRM
 dziedzictwo kulturowe i wicej
 standard ISO od 2006
CRMGeo 1/2
 Cel: schemat sp坦jny z CIDOC CRM do integracji
geoinformacji z wykorzystaniem konceptualizacji, de鍖nicji,
standard坦w kodowamia, relacji topologicznych zde鍖niowanych
przez Open Geospatial Consortium w GeoSPARQL
 Pojcie wolumenu czasoprzestrzeni (Spacetime volume)
 Uszczeg坦owienia pojcia Miejsce (Place) z CIDOC CRM:
 miejsca fenomenologiczne: to甜samo poprzez zdarzenia i
rzeczy 鍖zyczne w wolumenie czasoprzestrzeni, kt坦ry okupuj
 miejsca deklaratywne: to甜samo poprzez wyra甜enia dot.
geometrii miejsca
CRMGeo 2/2
CRMsci
 tworzenie (si) rzeczy 鍖zycznych
 modelowanie naukowych obserwacji, wnioskowanie
 materia bez stabilnoci formy
GeoSPARQL
Na GeoSPARQL
(http://www.opengeospatial.org/standards/geosparql)
skadaj si:
 Minimalna ontologia RDF/OWL reprezentujca
 typy geometryczne pozwalajce na przestrzeny opis obiekt坦w
鍖zycznych: Point, Curve, Polygon, etc
 topologiczno-geogra鍖czne relacje pomidzy obiektami
przestrzenymi: meet, overlap, touches, within, etc.
 Zbi坦r kwerend SPARQLowych
Cechy wsp坦lne ontologii
 obiekty geo (aspekt geometryczny) versus obiekty
fenomenologiczne (aspekt kulturowy, ...)
 modelowanie zdarze powodujcych zmiany (relacje)
Zmiany (przykady relacji)
SAPO (change):
 Merge
 Addition
 Changepartof
 Split
SONADUS (change type):
 Update geometry
 Annexation
 Formal renumbering
 Final entry
QVIZ (relationships):
 IsPartOf
 SucceededBy
 Administered By
 ReducedToEnlarge
 ReducedToCreate
 AbolishedToEnlarge
 AbolishedToCreate
Wyzwania
 Tematyka jeszcze szerzej nie adresowana na wiecie
 Istniejce ontologie HGIS czsto w ramach fragmentarycznych
dziaa, brak kontynuacji, publicznie niedostpne
 Pierwsze pr坦by, du甜o wyzwa:
 semantyka czasu, zmiany, niepewnoci i interpretacji
 wnioskowanie
 elastyczno modeli danych
 bezstratna transformacja danych
Dzikuj za uwag!
Literatura
Aucott, P. A., V. Kupca, J. Lagrelius, A. von Luenen, F. Palm, and H. R. Southall. 2008. QVIZ:
Administrative unit ontology report and schema D3.2.
Southall, H. (2012). Rebuilding the Great Britain Historical GIS, part 2: a geo-spatial ontology of
administrative units. Historical Methods: A Journal of Quantitative and Interdisciplinary History, 45(3),
119-134
Hyvoenen, E., Tuominen, J., Kauppinen, T., and Vaeaetaeinen, J. (2011). Representing and Utilizing
Changing Historical Places as an Ontology Time Series.. In N. Ashish and A. P. Sheth (eds.), Geospatial
Semantics and the Semantic Web (p./pp. 1-25), : Springer.
Felix Gantner, Bettina Waldvogel, Rolf Meile, Patrick Laube: The Basic Formal Ontology as a Reference
Framework for Modeling the Evolution of Administrative Units. Trans. GIS 17(2): 206-226 (2013)
Karl E. Grossner, Representing Historical Knowledge in Geographic Information Systems. PhD Thesis.
University of Santa Barbara. 2010
Hiebel, G., Doerr, M., and Eide, . CRMgeo: A spatiotemporal extension of CIDOC-CRM. Int J Digit Libr
(2016). doi:10.1007/s00799-016-0192-4
ukowicz J. i in., Modelowanie dynamicznych zjawisk w planowaniu przestrzennym z wykorzystaniem
ontologii formalnych, Roczniki Geomatyki, 12, 2014, z. 1, s. 81-91.

More Related Content

Ontologie w historyczno-geograficznych systemach informacyjnych

  • 1. Ontologie w historyczno-geogra鍖cznych systemach informacyjnych Agnieszka awrynowicz1, Pawe Garbacz2, Piotr Kulicki2, Robert Trypuz2, Bogumi Szady3,4 1Wydzia Informatyki Politechniki Poznaskiej 2Wydzia Filozo鍖i KUL 3Wydzia Nauk Humanistycznych KUL 4Instytut Historii PAN 9 listopada 2016 DARIAH-PL 2016 Projekt NPRH: Ontologiczne podstawy budowy historycznych system坦w informacji geogra鍖cznej 2bH 15 0216 83
  • 2. Motywacje 1/2 W wyniku wykorzystania narzdzi informatycznych w badaniach w humanistyce, narasta liczba zbior坦w danych gromadzonych w r坦甜nych formatach. Brak sp坦jnoci syntaktycznej i semantycznej, r坦甜ne podejcia metodologiczne i aplikacyjne do gromadzenia, analizy i udostpnienia informacji szczeg坦lnie odczuwalne na polu geogra鍖i historycznej i kulturowej. W celu integracji zasob坦w stosuje si ontologie - dostarczaj precyzyjnej charakterystyki termin坦w u甜ywanych do opisu wybranej dziedziny rzeczywistoci.
  • 3. Motywacje 2/2 Budowa ontologii historyczno-geogra鍖cznej, na kt坦rej ma by oparty system informacyjny Atlasu Historycznego Polski rozwijanego przez IHPAN w zakresie jednostek osadniczych i jednostek administracyjnych na ziemiach polskich.
  • 4. Ontologie HGIS Finish Spatio-temporal ontology (SAPO) Geo-Spatial Ontology of Administrative Units (QVIZ) Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of Switzerland (SONADUS) Spatial History Ontology (SHO) Ontology of the GM1700 maps Suomalainen paikkaontologia (SUO) Kaab Ontology Iwaniak i inni
  • 5. Ontologie HGIS Finish Spatio-temporal ontology (SAPO) Geo-Spatial Ontology of Administrative Units (QVIZ) Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of Switzerland (SONADUS) Spatial History Ontology (SHO) Ontology of the GM1700 maps Suomalainen paikkaontologia (SUO) Kaab Ontology Iwaniak i inni
  • 6. Inne modele oraz standardy CIDOC-CRM, CRMgeo, CRMSci GeoSPARQL standard (zawierajcy ontologi obiekt坦w przestrzennych oraz topologiczne i geometryczne relacje) Gettys Thesaurus Geonames
  • 7. Inne modele oraz standardy CIDOC-CRM, CRMgeo, CRMSci GeoSPARQL standard (zawierajcy ontologi obiekt坦w przestrzennych oraz topologiczne i geometryczne relacje) Gettys Thesaurus Geonames
  • 8. Finish Spatio-temporal ontology (SAPO) 1/2 CULTURESAMPO (2011) reprezentacja w postaci serii czasowych ontologii przestrzennych, tzn. serii lokalnych zmian przestrzenno-temporalnych centralne pojcie: czasowo-przestrzenny region (STR, spatio-temporal region). Trzy podstawowe skadowe: nazwa region (wielokt) przedzia czasowy, w kt坦rym ten region istnia bez zmian kolekcja STR坦w o tej samej nazwie miejsca de鍖niuje region trwajcy wraz z upywem czasu (spaceworm) ontologia zamodelowana jako zbi坦r STR坦w i spaceworm Finlandia
  • 9. Finish Spatio-temporal ontology (SAPO) 2/2 1.3.1 Developing the Ontology Fig. 1.4 Maintaining SAPO-ontology as a spreadsheet table. In our case, the information available in the outset was lists of municipalities at different times telling e.g. the areas of the regions, to which province they belonged,
  • 10. Geo-Spatial Ontology of Administrative Units QVIZ 1/2 Projekt UE QVIZ (2008), Great Britain Historical GIS (2012) lekka ontologia (schemat) struktura hierarchiczna oparta na relacji partOf ka甜da jednostka administracyjna (JA) na ni甜szym poziomie musi by dopisana do jednostki rodzica typy jednostek dla ka甜dego kraju osobne, pojedynczy typ dla danej JA statusy (np. Urban District, Rural District, County Borough) funkcje (np. CIVIL, MILITARY, STATS, HEALTH) UK, Szwecja, Estonia.
  • 11. Geo-Spatial Ontology of Administrative Units QVIZ 2/2 FIGURE 3. Great Britain Historical administrative unit ontology: Entities and relationships.
  • 12. Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of Switzerland (SONADUS) 1/2 jednostki administracyjne (JA) jako jednoczenie SNAP (continuants, obiekty) i SPAN (occurrents, procesy) JA to niezale甜ne obiekty (IO) (podklasa obiektu), kt坦re maj 甜ycie (podklas procesu) IO skadaj si z r坦甜nych wersji obiekt坦w (OV), ich 甜ycia, zawieraj seri okres坦w 甜ycia (PL) czciow niekompatybilno danych tematycznych i geometrycznych dwa typy wersji obiekt坦w i okres坦w 甜ycia: wersje obiekt坦w JA (OVAU) i okresy 甜ycia JA (PLAU): razem odpowiadaj pojciu zapisu HMR+( Historicized Municipality Register) wersje obiekt坦w geometrii (OVG) i okresy 甜ycia geometrii (PLG): obejmuj pojcie zapisu w zbiorach danych geometrycznych Szwajcaria
  • 13. Spatiotemporal Ontology for the Administrative Units of Switzerland (SONADUS) 2/2
  • 14. Ontologia SHO ufundowana na ontologii DOLCE zapo甜yczenia z CIDOC CRM, np. relacja sho:documents wasne pojcia historyczno-geogra鍖czne: semantyczna reprezentacja (attribution) zdarzenia i procesy historyczne grupy spoeczne okresy historyczne miejsca implementacja: ontologia OWL (ekspresywno SHOIN(D)): 97 klas (owl:Class) 58 relacji (owl:ObjectProperty) zastosowanie: schemat systemu DRUMLIN (system bazodanowy oparty na PostgreSQL)
  • 15. Ontologia SHO procesy historyczne
  • 16. Ontologia SHO miejsca (historyczne)
  • 17. CIDOC CRM dziedzictwo kulturowe i wicej standard ISO od 2006
  • 18. CRMGeo 1/2 Cel: schemat sp坦jny z CIDOC CRM do integracji geoinformacji z wykorzystaniem konceptualizacji, de鍖nicji, standard坦w kodowamia, relacji topologicznych zde鍖niowanych przez Open Geospatial Consortium w GeoSPARQL Pojcie wolumenu czasoprzestrzeni (Spacetime volume) Uszczeg坦owienia pojcia Miejsce (Place) z CIDOC CRM: miejsca fenomenologiczne: to甜samo poprzez zdarzenia i rzeczy 鍖zyczne w wolumenie czasoprzestrzeni, kt坦ry okupuj miejsca deklaratywne: to甜samo poprzez wyra甜enia dot. geometrii miejsca
  • 20. CRMsci tworzenie (si) rzeczy 鍖zycznych modelowanie naukowych obserwacji, wnioskowanie materia bez stabilnoci formy
  • 21. GeoSPARQL Na GeoSPARQL (http://www.opengeospatial.org/standards/geosparql) skadaj si: Minimalna ontologia RDF/OWL reprezentujca typy geometryczne pozwalajce na przestrzeny opis obiekt坦w 鍖zycznych: Point, Curve, Polygon, etc topologiczno-geogra鍖czne relacje pomidzy obiektami przestrzenymi: meet, overlap, touches, within, etc. Zbi坦r kwerend SPARQLowych
  • 22. Cechy wsp坦lne ontologii obiekty geo (aspekt geometryczny) versus obiekty fenomenologiczne (aspekt kulturowy, ...) modelowanie zdarze powodujcych zmiany (relacje)
  • 23. Zmiany (przykady relacji) SAPO (change): Merge Addition Changepartof Split SONADUS (change type): Update geometry Annexation Formal renumbering Final entry QVIZ (relationships): IsPartOf SucceededBy Administered By ReducedToEnlarge ReducedToCreate AbolishedToEnlarge AbolishedToCreate
  • 24. Wyzwania Tematyka jeszcze szerzej nie adresowana na wiecie Istniejce ontologie HGIS czsto w ramach fragmentarycznych dziaa, brak kontynuacji, publicznie niedostpne Pierwsze pr坦by, du甜o wyzwa: semantyka czasu, zmiany, niepewnoci i interpretacji wnioskowanie elastyczno modeli danych bezstratna transformacja danych
  • 26. Literatura Aucott, P. A., V. Kupca, J. Lagrelius, A. von Luenen, F. Palm, and H. R. Southall. 2008. QVIZ: Administrative unit ontology report and schema D3.2. Southall, H. (2012). Rebuilding the Great Britain Historical GIS, part 2: a geo-spatial ontology of administrative units. Historical Methods: A Journal of Quantitative and Interdisciplinary History, 45(3), 119-134 Hyvoenen, E., Tuominen, J., Kauppinen, T., and Vaeaetaeinen, J. (2011). Representing and Utilizing Changing Historical Places as an Ontology Time Series.. In N. Ashish and A. P. Sheth (eds.), Geospatial Semantics and the Semantic Web (p./pp. 1-25), : Springer. Felix Gantner, Bettina Waldvogel, Rolf Meile, Patrick Laube: The Basic Formal Ontology as a Reference Framework for Modeling the Evolution of Administrative Units. Trans. GIS 17(2): 206-226 (2013) Karl E. Grossner, Representing Historical Knowledge in Geographic Information Systems. PhD Thesis. University of Santa Barbara. 2010 Hiebel, G., Doerr, M., and Eide, . CRMgeo: A spatiotemporal extension of CIDOC-CRM. Int J Digit Libr (2016). doi:10.1007/s00799-016-0192-4 ukowicz J. i in., Modelowanie dynamicznych zjawisk w planowaniu przestrzennym z wykorzystaniem ontologii formalnych, Roczniki Geomatyki, 12, 2014, z. 1, s. 81-91.