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Automatic Semantic Transformation between Geo-Ontologies

Bild Automatic Semantic Transformation between Geo-Ontologies

Inhalt

Im Rahmen des DFG-Projektes „Automatic Semantic Transformation between Geo-Ontologies“, das ein Teilprojekt des Deutsch-Chinesischen Bündelprojektes „Interoperation of 3D–Urban Geoinformation“ ist, steht die Entwicklung von semantischen Datenintegrations-Techniken im Vordergrund. Ziel ist es, die Interoperabilität von Geodaten verschiedener Herkunft, die in großer Anzahl bereits durch das Internet zur Verfügung stehen, voranzutreiben. Die Integration von heterogenen Datensätzen unterschiedlicher Herkunft ist von großem Nutzen: einerseits können die Vorteile (z.B. modellierte Inhalte oder Aktualität), wie auch die Reichhaltigkeit (z.B. zusätzliche Attributinformationen) der individuellen Datensätze ausgetauscht werden, um damit gemeinsam eine inhaltliche Verbesserung zu erzielen. Andererseits können die Informationen beider Quellen geometrisch einander angepasst werden, wodurch eine höhere Genauigkeit der verfügbaren Daten entsteht. Solch eine Integration setzt aber voraus, dass die Beziehungen zwischen den Daten in einem bestimmten Ausmaß bekannt sind. Semantische Korrespondenzen helfen dabei, beispielsweise zwei identische Straßenstücke, die in zwei verschiedenen Datensätzen unterschiedlich codiert sind, leichter aufzufinden und miteinander zu vergleichen. In der Praxis wird die Zuordnung von semantisch korrespondierenden Objektbeschreibungen in verschiedenen Datensätzen hauptsächlich manuell von Experten durchgeführt. Ohne spezielle Vorkenntnisse ist es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, semantische Korrespondenzen zwischen den Ontologien zu identifizieren.

Sind diese Relationen nicht explizit bekannt, nutzt unser Ansatz die geometrischen Ähnlichkeiten der individuellen Objektinstanzen der verschiedenen Datenquellen, um Rückschlüsse bezüglich ihrer semantischen Beziehungen zueinander abzuleiten. Dafür werden ausgehend von der Hypothese, dass unterschiedliche Objektbeschreibungen sich auf das gleiche Phänomen beziehen, wenn sie entweder räumlich ähnliche Objekte beschreiben (d.h. Objekte, die sich in der gleichen räumlichen Lage befinden), oder wenn sie ähnliche geometrische Eigenschaften aufweisen, verschiedene Testszenarien untersucht. Ziel des Projektes ist es unter anderem, die charakteristischen Eigenschaften eines Objektes aufzudecken, so dass eine automatisierte Bestimmung von gleichartigen Datensätzen Informationen aus unterschiedlichen Datenquellen liefert. Das System ermöglicht es festzustellen, ob die vorliegenden Objekte auf Grund ihrer geometrischen und topologischen Eigenschaften z.B. ein Gewässernetz oder ein Straßennetz darstellen. Flüsse in einem Gewässernetz besitzen eine eher langgestreckte und mäandernde Form, die vorwiegend von Vegetationsflächen umgeben sind, während Straßen im Gegensatz dazu aus mehreren Teilstücken bestehen, die sich oft rechtwinklig kreuzen und an denen sich größtenteils Gebäude gruppieren.

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