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Theme

Semantic Web

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Abstract

Linked Data hat sich im Laufe der letzten Jahre zu einem vorherrschenden Thema der Bibliothekswissenschaft entwickelt. Als ein Standard für Erfassung und Austausch von Daten, bestehen zahlreiche Berührungspunkte mit traditionellen bibliothekarischen Techniken. Diese Arbeit stellt in einem ersten Teil die grundlegenden Technologien dieses neuen Paradigmas vor, um sodann deren Anwendung auf bibliothekarische Daten zu untersuchen. Den zentralen Prinzipien der Linked Data Initiative folgend, werden dabei die Adressierung von Entitäten durch URIs, die Anwendung des RDF Datenmodells und die Verknüpfung von heterogenen Datenbeständen näher beleuchtet. Den dabei zu Tage tretenden Herausforderungen der Sicherstellung von qualitativ hochwertiger Information, der permanenten Adressierung von Inhalten im World Wide Web sowie Problemen der Interoperabilität von Metadatenstandards wird dabei besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Der letzte Teil der Arbeit skizziert ein Programm, welches eine mögliche Erweiterung der Suchmaschine des österreichischen Bibliothekenverbundes darstellt. Dessen prototypische Umsetzung erlaubt eine realistische Einschätzung der derzeitigen Möglichkeiten von Linked Data und unterstreicht viele der vorher theoretisch erarbeiteten Themengebiete. Es zeigt sich, dass für den voll produktiven Einsatz von Linked Data noch viele Hürden zu überwinden sind. Insbesondere befinden sich viele Projekte derzeit noch in einem frühen Reifegrad. Andererseits sind die Möglichkeiten, die aus einem konsequenten Einsatz von RDF resultieren würden, vielversprechend. RDF qualifiziert sich somit als Kandidat für den Ersatz von auslaufenden bibliographischen Datenformaten wie MAB oder MARC.

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Abstract

Mit der Verbreitung des Internets vermehrt sich die Menge der im World Wide Web verfügbaren Dokumente. Die Gewährleistung eines effizienten Zugangs zu gewünschten Informationen für die Internetbenutzer wird zu einer großen Herausforderung an die moderne Informationsgesellschaft. Eine Vielzahl von Werkzeugen wird bereits eingesetzt, um den Nutzern die Orientierung in der wachsenden Informationsflut zu erleichtern. Allerdings stellt die enorme Menge an unstrukturierten und verteilten Informationen nicht die einzige Schwierigkeit dar, die bei der Entwicklung von Werkzeugen dieser Art zu bewältigen ist. Die zunehmende Vielsprachigkeit von Web-Inhalten resultiert in dem Bedarf an Sprachidentifikations-Software, die Sprache/en von elektronischen Dokumenten zwecks gezielter Weiterverarbeitung identifiziert. Solche Sprachidentifizierer können beispielsweise effektiv im Bereich des Multilingualen Information Retrieval eingesetzt werden, da auf den Sprachidentifikationsergebnissen Prozesse der automatischen Indexbildung wie Stemming, Stoppwörterextraktion etc. aufbauen. In der vorliegenden Arbeit wird das neue System "LangIdent" zur Sprachidentifikation von elektronischen Textdokumenten vorgestellt, das in erster Linie für Lehre und Forschung an der Universität Hildesheim verwendet werden soll. "LangIdent" enthält eine Auswahl von gängigen Algorithmen zu der monolingualen Sprachidentifikation, die durch den Benutzer interaktiv ausgewählt und eingestellt werden können. Zusätzlich wurde im System ein neuer Algorithmus implementiert, der die Identifikation von Sprachen, in denen ein multilinguales Dokument verfasst ist, ermöglicht. Die Identifikation beschränkt sich nicht nur auf eine Aufzählung von gefundenen Sprachen, vielmehr wird der Text in monolinguale Abschnitte aufgeteilt, jeweils mit der Angabe der identifizierten Sprache.

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Date

20. 1.2015 18:30:22

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Content

Überblick über die Kapitel In Kapitel l. Simple Object Acces Protocol (SOAP) wird zuerst der Hintergrund der Entwicklung von SOAP untersucht. Mit einer kurzen Vorstellung der Entwicklung von verteilter Anwendung bis Web Service wird die Situation dargestellt, dass die vorhandenen Standards wie CORBA, DCOM sowie RMI die Ansprüche der stark heterogenen Umgebung wie Internet nicht erfüllen können. Um diesen Mangel der vorhandenen Lösungen zu überwinden, wurde SOAP mit dem Ziel der Unterstützung des plattformenunabhängigen Nachrichtenaustausches entwickelt. Anschließend wird der Begriff Web Service eingeführt, mit dem SOAP stark verbunden ist. Dabei wird über die Möglichkeit des Einsatzes von SOAP in den Bibliothekssystemen diskutiert. Schließlich wird SOAP durch unterschiedliche Aspekte wie SOAP und XML, SOAP Nachricht, Fehler Behandlung usw. untersucht. In Kapitel 3. Die durch Internet erweiterte Bibliothek wird die Beziehung zwischen dem Internet und der Bibliothek aus zwei Sichten, die verteilte Suche und Metadaten, beschrieben. In dem Teil über die verteilte Suche wird vorwiegend das Protokoll Z39.50, womit die bisherigen verteilten Bibliothekssysteme realisiert werden, dargestellt. In dem Teil der Metadaten wird sich zuerst mit der Bedeutung der Metadaten für die Bibliothek sowie für das Internet auseinandergesetzt. Anschließend wird über die existierenden Probleme der Metadaten und die Lösungsmöglichkeiten diskutiert. Schließlich wird eine Untersuchung einiger Metadatenstandards mit Dublin Core als Schwerpunkt durchgeführt, weil Dublin Core zur Zeit der Standard für das Internet und aus diesem Grund auch fir die Internet bezogene Bibliotheksanwendung wichtig ist. In Kapitel 4. Die Entwicklung eines verteilten Bibliothekssystems mit dem SOAP-Einsatz wird die Entwicklung des praktischen Projektes beschrieben. Zuerst wird das Ziel und die Funktionalität des Projektes festgelegt, dass ein verteiltes Bibliothekssystem mit dem Einsatz von SOAP entwickelt wird und das System eine verteilte Suche auf mehreren entfernten Bibliotheksdatenbanken ermöglichen soll. Anschließend wird beschrieben, in welchen Schritten das System entworfen und implementiert wird. Mit dem ersten System kann man nur in einer Datenbank suchen, während man mit dem zweiten System parallel in zwei Datenbanken suchen kann. Dublin Core wird als der Metadatenstandard im gesamten System eingesetzt. Die im System verwendeten Softwarepakete und die Softwarestandardtechnologien werden vorgestellt. Es wird untersucht, wie einzelne technische Komponenten zusammenarbeiten. Schließlich wird die Entwicklung der einzelnen Programmmodule und die Kommunikation zwischen ihnen beschrieben.

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Abstract

Webbasierte Informationssysteme werden heute von einer Vielzahl unterschiedlicher Organisationen angeboten, mit ganz verschiedenen Zielsetzungen. Die technischen Herausforderungen bzgl. Datenhaltung, Pflege der Informationen und Anbindung an das Internet scheinen gelöst. Das Auffinden bestimmter Informationen stellt für viele Nutzer aber dennoch eine große Herausforderung dar. Das gilt für das WWW (WorldWide Web ) als Ganzes, wie auch für viele einzelne webbasierte Informationssysteme. Grund dafür sind im Wesentlichen die nach wie vor ungenügenden Benutzungs-schnittstellen. Heutig gängige webbasierte Informationssysteme bieten Nutzern meist neben einer Navigation die Möglichkeit, Informationen durch das Absenden einer Suchanfrage zu suchen. Beide Strategien, also die Suche und die Navigation, weisen jeweils eigene Probleme in der Umsetzung auf, die es verhindern, dass Nutzer die gewünschte Information einfach auffinden können. Oftmals werden Suchanfragen unspezifisch und allgemein gehalten vorgetragen. Wird eine solche Anfrage mit einer großen Zusammenstellung von Daten beantwortet, man denke nur an Suchergebnisse von Suchmaschinen mit tausenden Treffern, und damit tausenden von Nieten, kann sich schnell Frust einstellen. Aber auch heutige Navigationen sind nicht geeignet, es dem Nutzer so einfach wie möglich zu machen. Sie beschränken sich meist auf Begriffshierarchien. Der Informationsraum wird also in Ober- und Unterklassen gegliedert und die Informationsobjekte den Ebenen zugeordnet. Eine solche Aufteilung kann für den einen sinnvoll und verständlich sein, andere aber in die Irre führen. Zudem lassen sich Begriffe nur anhand zweier Beziehungen, nämlich Ober- und Unterbegriff, strukturieren. Begriffe und Konzepte vieler Themengebiete weisen aber weitere Beziehungen auf, wie "gehört zu", "arbeitet zusammen mit", "entwickelte" um nur ein paar Beispiele zu nennen. Semantische Netze bzw. Ontologien können eine solche Verknüpfung durch die Beschreibung ebendieser Beziehungen leisten. Die Ausgangsüberlegung dieser Arbeit ist es, die Strukturierung des Informationsraums mit Hilfe einer Ontologie vorzunehmen. Diese erweiterte Strukturierung soll sowohl für die Suche als auch für die Navigation genutzt werden, um die Auffindbarkeit von Information zu verbessern. Eine Suchfunktionalität müsste sich nicht mehr nur auf eine wortbasierte Suche verlassen, sondern könnte das Beziehungsgeflecht nutzen. Die Navigation wiederum könnte die Beziehungen explizit machen und dadurch Nutzern helfen, den Informationsraum zu verstehen und dadurch einfacher zielgerichtet zu der gewünschten Information zu navigieren. Als Untersuchungsgegenstand werden in dieser Arbeit Bürgerinformationssysteme betrachtet. Die Anwendungsdomäne webbasierte Bürgerinformation ist ausreichend komplex, um daran die oben angeführten Probleme untersuchen zu können. Heutige Bürgerinformationssysteme weisen, neben anderen Problemen, genau die oben beschriebenen Schwächen auf, wie sich zeigen wird.

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Abstract

This dissertation studies ontology mapping: the problem of finding semantic correspondences between similar elements of different ontologies. In the dissertation, elements denote classes or properties of ontologies. The goal of this research is to use ontology mapping to make heterogeneous information more accessible. The World Wide Web (WWW) now is widely used as a universal medium for information exchange. Semantic interoperability among different information systems in the WWW is limited due to information heterogeneity, and the non semantic nature of HTML and URLs. Ontologies have been suggested as a way to solve the problem of information heterogeneity by providing formal, explicit definitions of data and reasoning ability over related concepts. Given that no universal ontology exists for the WWW, work has focused on finding semantic correspondences between similar elements of different ontologies, i.e., ontology mapping. Ontology mapping can be done either by hand or using automated tools. Manual mapping becomes impractical as the size and complexity of ontologies increases. Full or semi-automated mapping approaches have been examined by several research studies. Previous full or semiautomated mapping approaches include analyzing linguistic information of elements in ontologies, treating ontologies as structural graphs, applying heuristic rules and machine learning techniques, and using probabilistic and reasoning methods etc. In this paper, two generic ontology mapping approaches are proposed. One is the PRIOR+ approach, which utilizes both information retrieval and artificial intelligence techniques in the context of ontology mapping. The other is the non-instance learning based approach, which experimentally explores machine learning algorithms to solve ontology mapping problem without requesting any instance. The results of the PRIOR+ on different tests at OAEI ontology matching campaign 2007 are encouraging. The non-instance learning based approach has shown potential for solving ontology mapping problem on OAEI benchmark tests.

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Abstract

The amount and complexity of information available in a digital form is already huge and new information is being produced every day. Retrieving information relevant to address a particular need becomes a significant issue. This work utilizes knowledge organization systems (KOS), such as thesauri and ontologies and applies information extraction (IE) and computational linguistics (CL) techniques to organize, manage and retrieve information stored in digital collections in the agricultural domain. Two real world applications of the approach have been developed and are available and actively used by the public. An ontology is used to manage the Water Conservation Digital Library holding a dynamic collection of various types of digital resources in the domain of urban water conservation in Florida, USA. The ontology based back-end powers a fully operational web interface, available at http://library.conservefloridawater.org. The system has demonstrated numerous benefits of the ontology application, including accurate retrieval of resources, information sharing and reuse, and has proved to effectively facilitate information management. The major difficulty encountered with the approach is that large and dynamic number of concepts makes it difficult to keep the ontology consistent and to accurately catalog resources manually. To address the aforementioned issues, a combination of IE and CL techniques, such as Vector Space Model and probabilistic parsing, with the use of Agricultural Thesaurus were adapted to automatically extract concepts important for each of the texts in the Best Management Practices (BMP) Publication Library--a collection of documents in the domain of agricultural BMPs in Florida available at http://lyra.ifas.ufl.edu/LIB. A new approach of domain-specific concept discovery with the use of Internet search engine was developed. Initial evaluation of the results indicates significant improvement in precision of information extraction. The approach presented in this work focuses on problems unique to agriculture and natural resources domain, such as domain specific concepts and vocabularies, but should be applicable to any collection of texts in digital format. It may be of potential interest for anyone who needs to effectively manage a collection of digital resources.

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Abstract

Industries have adopted a standardized set of practices for developing their products. In the automotive domain, the provision of safety-compliant systems is guided by ISO 26262, a standard that specifies a set of requirements and recommendations for developing automotive safety-critical systems. For being in compliance with ISO 26262, the safety lifecycle proposed by the standard must be included in the development process of a vehicle. Besides, a safety case that shows that the system is acceptably safe has to be provided. The provision of a safety case implies the execution of a precise documentation process. This process makes sure that the work products are available and traceable. Further, the documentation management is defined in the standard as a mandatory activity and guidelines are proposed/imposed for its elaboration. It would be appropriate to point out that a well-documented safety lifecycle will provide the necessary inputs for the generation of an ISO 26262-compliant safety case. The OSLC (Open Services for Lifecycle Collaboration) standard and the maturing stack of semantic web technologies represent a promising integration platform for enabling semantic interoperability between the tools involved in the safety lifecycle. Tools for requirements, architecture, development management, among others, are expected to interact and shared data with the help of domains specifications created in OSLC. This thesis proposes the creation of an OSLC tool-chain infrastructure for sharing safety-related information, where fragments of safety information can be generated. The steps carried out during the elaboration of this master thesis consist in the identification, representation, and shaping of the RDF resources needed for the creation of a safety case. The focus of the thesis is limited to a tiny portion of the ISO 26262 left-hand side of the V-model, more exactly part 6 clause 8 of the standard: Software unit design and implementation. Regardless of the use of a restricted portion of the standard during the execution of this thesis, the findings can be extended to other parts, and the conclusions can be generalize. This master thesis is considered one of the first steps towards the provision of an OSLC-based and ISO 26262-compliant methodological approach for representing and shaping the work products resulting from the execution of the safety lifecycle, documentation required in the conformation of an ISO-compliant safety case.

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Abstract

Information management in corporate environments is a growing problem as companies' information assets grow and their need to use them in their operations. Several management models have been practiced with application on the most diverse fronts, practices that integrate the so-called Enterprise Content Management. This study proposes a conceptual model of semantic corporate information ecosystem, based on the Universal Document Model proposed by Dagobert Soergel. It focuses on unstructured information objects, especially multimedia, increasingly used in corporate environments, adding semantics and expanding their recovery potential in the composition and reuse of dynamic documents on demand. The proposed model considers stable elements in the organizational environment, such as actors, processes, business metadata and information objects, as well as some basic infrastructures of the corporate information environment. The main objective is to establish a conceptual model that adds semantic intelligence to information assets, leveraging pre-existing infrastructure in organizations, integrating and relating objects to other objects, actors and business processes. The approach methodology considered the state of the art of Information Organization, Representation and Retrieval, Organizational Content Management and Semantic Web technologies, in the scientific literature, as bases for the establishment of an integrative conceptual model. Therefore, the research will be qualitative and exploratory. The predicted steps of the model are: Environment, Data Type and Source Definition, Data Distillation, Metadata Enrichment, and Storage. As a result, in theoretical terms the extended model allows to process heterogeneous and unstructured data according to the established cut-outs and through the processes listed above, allowing value creation in the composition of dynamic information objects, with semantic aggregations to metadata.

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Footnote

Rez. in: ABI-Technik 21(2002) H.3, S.292 (E. Pietzsch): "Otto C. Oberhauser hat mit seiner Diplomarbeit eine beeindruckende Analyse digitalisierter Zettelkataloge (CIPACs) vorgelegt. Die Arbeit wartet mit einer Fülle von Daten und Statistiken auf, wie sie bislang nicht vorgelegen haben. BibliothekarInnen, die sich mit der Digitalisierung von Katalogen tragen, finden darin eine einzigartige Vorlage zur Entscheidungsfindung. Nach einem einführenden Kapitel bringt Oberhauser zunächst einen Überblick über eine Auswahl weltweit verfügbarer CIPACs, deren Indexierungsmethode (Binäre Suche, partielle Indexierung, Suche in OCR-Daten) und stellt vergleichende Betrachtungen über geographische Verteilung, Größe, Software, Navigation und andere Eigenschaften an. Anschließend beschreibt und analysiert er Implementierungsprobleme, beginnend bei Gründen, die zur Digitalisierung führen können: Kosten, Umsetzungsdauer, Zugriffsverbesserung, Stellplatzersparnis. Er fährt fort mit technischen Aspekten wie Scannen und Qualitätskontrolle, Image Standards, OCR, manueller Nacharbeit, Servertechnologie. Dabei geht er auch auf die eher hinderlichen Eigenschaften älterer Kataloge ein sowie auf die Präsentation im Web und die Anbindung an vorhandene Opacs. Einem wichtigen Aspekt, nämlich der Beurteilung durch die wichtigste Zielgruppe, die BibliotheksbenutzerInnen, hat Oberhauser eine eigene Feldforschung gewidmet, deren Ergebnisse er im letzten Kapitel eingehend analysiert. Anhänge über die Art der Datenerhebung und Einzelbeschreibung vieler Kataloge runden die Arbeit ab. Insgesamt kann ich die Arbeit nur als die eindrucksvollste Sammlung von Daten, Statistiken und Analysen zum Thema CIPACs bezeichnen, die mir bislang begegnet ist. Auf einen schön herausgearbeiteten Einzelaspekt, nämlich die weitgehende Zersplitterung bei den eingesetzten Softwaresystemen, will ich besonders eingehen: Derzeit können wir grob zwischen Komplettlösungen (eine beauftragte Firma führt als Generalunternehmung sämtliche Aufgaben von der Digitalisierung bis zur Ablieferung der fertigen Anwendung aus) und geteilten Lösungen (die Digitalisierung wird getrennt von der Indexierung und der Softwareerstellung vergeben bzw. im eigenen Hause vorgenommen) unterscheiden. Letztere setzen ein Projektmanagement im Hause voraus. Gerade die Softwareerstellung im eigenen Haus aber kann zu Lösungen führen, die kommerziellen Angeboten keineswegs nachstehen. Schade ist nur, daß die vielfältigen Eigenentwicklungen bislang noch nicht zu Initiativen geführt haben, die, ähnlich wie bei Public Domain Software, eine "optimale", kostengünstige und weithin akzeptierte Softwarelösung zum Ziel haben. Einige kritische Anmerkungen sollen dennoch nicht unerwähnt bleiben. Beispielsweise fehlt eine Differenzierung zwischen "Reiterkarten"-Systemen, d.h. solchen mit Indexierung jeder 20. oder 50. Karte, und Systemen mit vollständiger Indexierung sämtlicher Kartenköpfe, führt doch diese weitreichende Designentscheidung zu erheblichen Kostenverschiebungen zwischen Katalogerstellung und späterer Benutzung. Auch bei den statistischen Auswertungen der Feldforschung hätte ich mir eine feinere Differenzierung nach Typ des CIPAC oder nach Bibliothek gewünscht. So haben beispielsweise mehr als die Hälfte der befragten BenutzerInnen angegeben, die Bedienung des CIPAC sei zunächst schwer verständlich oder seine Benutzung sei zeitaufwendig gewesen. Offen beibt jedoch, ob es Unterschiede zwischen den verschiedenen Realisierungstypen gibt.

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Abstract

The proper handling of acronyms plays a crucial role in medical texts, e.g. in patient records, as well as in scientific literature. Chapter six presents an approach, in which acronyms are automatically acquired from (bio-) medical literature. Furthermore, acronyms and their definitions in different languages are linked to each other using the MorphoSaurus text processing system. Automatic word sense disambiguation is still one of the most challenging tasks in Natural Language Processing. In Chapter seven, cross-lingual considerations lead to a new methodology for automatic disambiguation applied to subwords. Beginning with Chapter eight, a series of applications based onMorphoSaurus are introduced. Firstly, the implementation of the subword approach within a crosslanguage information retrieval setting for the medical domain is described and evaluated on standard test document collections. In Chapter nine, this methodology is extended to multilingual information retrieval in the Web, for which user queries are translated into target languages based on the segmentation into subwords and their interlingual mappings. The cross-lingual, automatic assignment of document descriptors to documents is the topic of Chapter ten. A large-scale evaluation of a heuristic, as well as a statistical algorithm is carried out using a prominent medical thesaurus as a controlled vocabulary. In Chapter eleven, it will be shown how MorphoSaurus can be used to map monolingual, lexical resources across different languages. As a result, a large multilingual medical lexicon with high coverage and complete lexical information is built and evaluated against a comparable, already available and commonly used lexical repository for the medical domain. Chapter twelve sketches a few applications based on MorphoSaurus. The generality and applicability of the subword approach to other domains is outlined, and proof-of-concepts in real-world scenarios are presented. Finally, Chapter thirteen recapitulates the most important aspects of MorphoSaurus and the potential benefit of its employment in medical information systems is carefully assessed, both for medical experts in their everyday life, but also with regard to health care consumers and their existential information needs.

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Abstract

Das Thema der Wissensklassifikationen begleitet uns über alle vier epochalen Konvergenz-Zyklen im Wissenstransfer von der schriftlichen, der analogen über die digitalen bis zur künstlichen neuronalen Welt als Ordnungsprinzipien für eine Orientierung in unserer Wissenslandschaft. Die Explosion des Verfügungswissens wird geprägt durch eine immer weitere Fortschreitung zur Ausdifferenzierung der Wissenschaftsdisziplinen, die digitale Speicherung des "Weltwissens" mit ihren Web-Technologien und dem Ubiquitous Computing als Bestandteil des "Internets der Dinge". Die klassischen Konzepte der Wissensorganisation durch ihre Struktur der Dendrogramme und der orthogonalen Koordinatensysteme werden den Anforderungen für eine aufgaben- und problemorientierten Wissensnavigation nicht mehr gerecht, um die Qualität des Wissens aus der Quantität so zu selektieren, dass damit eine kompetente Unterstützung der Entscheidungsprozesse gewährleistet werden kann. Die Berechnung semantischer Relationen durch statistische, hierarchischagglomerative Algorithmen u.a. mit Cluster- und Vektorenmodellen stoßen an ihre Grenzen in der Modellierung von Wissensräumen.