Comparación semántica de conjuntos de datos geográficos conceptualizados por medio de ontologías

Ontology-Driven Semantic Comparison between Geographic Data Sets

Rodrigo Cadena Martínez, Rolando Quintero Téllez, Marco Antonio Moreno Ibarra, Miguel Torres Ruiz y Giovanni Guzmán Lugo

Depto. Procesamiento Inteligente de Información Geoespacial, Centro de Investigación en Computación, Instituto Politécnico Nacional, México. rcadenam@cic.ipn.mx, quintero@cic.ipn.mx, marcomoreno@cic.ipn.mx, mtorres@cic.ipn.mx, jguzmanl@cic.ipn.mx

Article received on 06/06/2012
Accepted on 24/09/2012

Resumen

En este artículo se presenta una metodología para la comparación de conjuntos de datos geográficos (CDG) con un enfoque semántico. Esto se realiza a través de su representación conceptual, es decir, mediante ontologías. Se propone de esta forma debido a que la mayoría de las comparaciones que se realizan es a través de técnicas sintácticas y no a través de la semántica de los conceptos. La metodología se compone de cuatro etapas: conceptualización, en la cual se genera una ontología de aplicación, por medio de los metadatos de los CDG a comparar. La etapa es el enriquecimiento, utilizada para poblar la ontología con datos, con la finalidad de generar una ontología enriquecida por cada CDG a comparar. En la etapa de comparación, se implementa un conjunto de algoritmos para medir la similitud entre las propiedades y relaciones de las ontologías enriquecidas. Finalmente, la etapa de interpretación y representación se muestran los resultados obtenidos de la comparación. Como caso de estudio se realizó la comparación de CDGs proporcionados por dos instituciones públicas de México.

Palabras Clave: Comparación, ontología, enriquecimiento, alineación, semántica.

Abstract

In this paper a methodology for making the comparison and assessment of geographic datasets (CDG) with a semantic approach is presented. It is carried out by means of the processing of conceptual representations, in a particular case with ontologies. It is important to mention that the most of works related to CDG comparison use syntactic approaches for the analysis, according to above we propose to change this focus with semantic approaches. The methodology is composed of four stages. Conceptualization, where by using metadata from the CDGs the application ontology is generated. The enrichment stage consists in populating the ontology with data in order to create an enriched ontology for each CDG to compare. At the comparison stage, a set of algorithms for measuring the similarity between the properties and relationships of the enriched ontologies is developed. Finally, the interpretation and representation stages are in charge of showing the results of the CDGs comparison. As a case study, two Mexican government institutions provided the CDGs in order to make the comparison and assessment.

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Agradecimientos

Este trabajo ha sido desarrollado con el apoyo del Instituto Politécnico Nacional (IPN), por medio de los proyectos auspiciados por la Secretaría de Investigación y Posgrado (SIP): 20131215, 20130345, 20130347, así como del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) mediante el proyecto 106692.

Referencias

1. Sheeren, D., Mustière, S., & Zucker, J.D. (2009). A data-mining approach for assessing consistency between multiple representations in spatial databases. International Journal of Geographical Information Science, 23(8), 961-992.         [ Links ]

2. Fisher, P., Comber, A., & Wadsworth, R. (2009). What's in a name? Semantics, standards and data quality. Spatial Data Quality, 3-16.         [ Links ]

3. Fonseca, F.T., Egenhofer, M.J., Agouris, P., & Câmara, G. (2002). Using Ontologies for Integrated Geographic Information Systems. Transactions in GIS, 6(3), 231-257.         [ Links ]

4. Fonseca, F. (2008). Ontology-Based Geospatial Data Integration. Encyclopedia of GIS (812-815). New York: Springer-Verlag.         [ Links ]

5. Uitermark, H.T., Van Oosterom, P.J.M., Mars, N.J.I., & Molenaar, M. (2005). Ontology-based integration of topographic data sets. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 7(2), 97-106.         [ Links ]

6. Gould, M., Bernabé, M.A., Baes, J.A., Muro-Medrano, P.R., & Zarazaga, F.J. (2001). Aspectos tecnológicos de la creación de una Infraestructura Nacional Española de Información Geográfica. Mapping, 67, 68-77.         [ Links ]

7. Raskin, R. (2008). Knowledge Representation, Spatial. Encyclopedia of GIS (603-604). New York: Springer-Verlag.         [ Links ]

8. Fonseca, F., Camara, G., & Monteiro, A.M. (2006). A Framework for measuring the interoperability of Geo-Ontologies. Spatial Cognition and Computation, 6(4), 309-331.         [ Links ]

9. Guarino, N. (1995). Formal Ontology, Conceptual Analysis and Knowledge Representation. International Journal of Human-Computer Studies, 43(5-6), 625-640.         [ Links ]

10. Partridge, C. (2002). The role of ontology in integrating semantically heterogeneous databases (05/02). Padova, Italy: LADSEB-CNR.         [ Links ]

11. Mustiére, S., Reynaud, C., Safar, B., & Abadie, N. (2009). Same words? Same worlds? Comparing ontologies underlying geographic data (1521). LRI - Université Paris-Sud.         [ Links ]

12. Hamdi, F., Zargayouna, H., Safar, B., & Reynaud, C. (2008). TaxoMap in the OAEI 2008 Alignment Contest. Proceedings of Ontology Matching Workshop of the 7th International Semantic Web Conference.         [ Links ]

13. Schmid, H. (1994). Probabilistic Part-of-Speech Tagging Using Decision Trees. International Conference on New Methods in Language Processing, Manchester, UK.         [ Links ]

14. Bernstein, P. (2003). Applying Model Management to Classical Meta Data Problems. 1^st Biennial Conference on Innovative Data Systems Research, Asilomar, CA, USA, 209-223.         [ Links ]

15. Quintero, R., Torres, M., Menchaca-Mendez, R., Moreno-Ibarra, M., Guzman, G., & Cortez, P. (2012). Specialization of the Geomorphometric Concepts in Digital Elevation Models. International Journal of Combinatorial Optimization Problems and Informatics, 3(2), 44-53.         [ Links ]

16. Torres, M., Quintero, R., Moreno-Ibarra, M., Menchaca-Mendez, R., & Guzman, G. (2011). GEONTO-MET: An approach to conceptualizing the geographic domain. International Journal of Geographical Information Science, 25(10), 1633-1657.         [ Links ]