Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Tomi Kauppinen tomi.kauppinen@cs.helsinki.fi University of Helsinki ce Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.1/32 11.11 200
Esitykset Älykkäiden järjestelmien esittelyjä Miikka Junnila: MuseoSuomi - Suomen museot semanttisessa webissä Tomi Kauppinen: Suomalaiset semanttisen webin ontologiat. Case: Suomen Ajallinen Paikkaontologia SAPO Arttu Valo: Semanttinen sivustogeneraattori SWeHG Petri Lindgren: Älykkäät keltaiset sivut Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.2/32 11.11 200
YSO Yleinen Suomalainen Ontologia YSO Tavoitteena päättelyyn käytettävä käsitejärjestelmä, Yleinen Suomalainen Ontologia (YSO) Perustuu YSAan (Yleinen Suomalainen Asiasanasto 14 000 asiasanaa + 3 000 ohjaustermiä) Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.3/32 11.11 200
YSO YSOn käsitesuhteet 1. hierarkkinen yläkäsite-/pääluokkajako 2. muut hierarkkiset käsitesuhteet (hyponymia, luokka) 3. koostumussuhteet (meronymia) osa - kokonaisuus (part - whole) prosessin osa - prosessi (part of process - process) pala - kokonaisuus (piece - whole) kokonaisuuden itsenäinen osa - kokonaisuus (member - collection, esim. puu - metsä) Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.4/32 11.11 200
YSO YSOn assosiatiiviset suhteet toiminta ja toiminnan suorittaja toiminta ja toiminnan kohde toiminta ja toiminnan tuloksena syntyvä tuote toiminta ja toiminnassa käytettävä materiaali toiminta ja paikka tuottaja (tai yleisemmin toimija) ja tuote Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.5/32 11.11 200
YSO YSOn assosiatiiviset suhteet toiminta ja toiminnan suorittaja toiminta ja toiminnan kohde toiminta ja toiminnan tuloksena syntyvä tuote toiminta ja toiminnassa käytettävä materiaali toiminta ja paikka tuottaja (tai yleisemmin toimija) ja tuote Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.6/32 11.11 200
YSO YSOn assosiatiiviset suhteet raaka-aine ja tuote objekti ja sen ominaisuus syy - seuraus edeltävä ja seuraava ilmiö tieteenala ja sen kohteet tai ilmiöt suureet ja niiden yksiköt vastakohtaisuus Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.7/32 11.11 200
YSO Ontologian rakentaminen vaatii aina näkökulman. YSOssa valittu tapahtumakeskeinen, muuttuva, aikasidonnainen näkökulma. osana YSOa Suomen Ajallinen PaikkaOntologia SAPO ja siihen liittyvä päättelykoneisto. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.8/32 11.11 200
Bridging.. Based on a paper Tomi Kauppinen and Eero Hyvönen. Bridging the Semantic Gap between Ontology Versions. In Eero Hyvönen, Tomi Kauppinen, Mirva Salminen, Kim Viljanen and Pekka Ala-Siuru (editors): Proceedings of the 11th Finnish Artificial Intelligence Conference STeP 2004, volume 2, Vantaa, Finland September 1-3, 2004. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) p.9/32 11.11 200
Evolving Ontologies Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Evolving Ontologies p.10/32 11.11 200
Ontologies Defined An ontology is an explicit specification of a conceptualization [Gruber 1993]. An ontology thus specifies explicitly a representation of a piece of conceptualized knowledge. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Evolving Ontologies p.11/32 11.11 200
Ontologies Evolve There are a lot of different revisioning needs for an ontology [Heflin and Hendler 2000]: 1. Correct errors 2. Accommodate new information 3. Adjust the representation of a particular domain a strong need to revise ontologies. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Evolving Ontologies p.12/32 11.11 200
Ontology versions Ov 1 and Ov 2 Version Ov 1 Version Ov 2 Europe Asia Europe Asia Finland Sweden Norway Russia Finland Sweden Norway Russia Petsamo Pechenga An ontology before and after the World War II. The directed edges represent part of -relations. How to say this in a Semantic Web ontology? Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Evolving Ontologies p.13/32 11.11 200
Change Bridges The Theory Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges The Theory p.14/32 11.11 200
Change Bridges for Bridging A change bridge is a mapping between resource sets Rv 1 and Rv 2 of two successive ontology versions Ov 1 and Ov 2, respectively. A change bridge defines how Rv 1 relate with Rv 2. Change bridges are individuals of different change bridge classes. If there are many changes between Ov 1 and Ov 2, a set of change bridges called a version bridge can be used to express all of them. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges The Theory p.15/32 11.11 200
Ontology versions Ov 1 and Ov 2 Version Ov 1 Version Ov 2 Europe Asia Europe Asia Finland Sweden Norway Russia Finland Sweden Norway Russia Petsamo Pechenga Seems that Pechenga used to be Petsamo before year 1944 a solution: create a change bridge between Petsamo and Pechenga Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges The Theory p.16/32 11.11 200
An Example: Ov 1 and Ov 2 bridged Europe Asia Finland Sweden Norway Russia usedtobe Petsamo rdf:type before after usedtobe42 hastime Pechenga hasvalue time 1944 Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges The Theory p.17/32 11.11 200
Identifying Change Bridges Questions to help identifying the bridges: What has changed (in the old version Ov 1 )? What has it changed into (in the new version Ov 2 )? How can the change be explicitly expressed as of change bridge between Ov 1 and Ov 2? How can the bridge be used to reason about the related concepts? Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges The Theory p.18/32 11.11 200
Change Bridges More Examples and about the Usage Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.19/32 11.11 200
An Example Germanies Ov 1 { }} {{ Ov }} 2 { 1949 1990 2004 East Germany West Germany Germany Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.20/32 11.11 200
An Example Germanies Change Bridge Version Ov 1 Version Ov 2 East Germany West Germany before before merged rdf:type after merged42 Germany hastime hasvalue time 1991 Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.21/32 11.11 200
An other example Change Bridge Version Ov 1 Version Ov 2 Myanmar usedtobe rdf:type before after usedtobe42 hastime hasvalue 1989 time Burma * Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.22/32 11.11 200
An Example a Split Change Bridge Version Ov 1 Version Ov 2 zechoslovakia split rdf:type before split42 hastime hasvalue 1993 time after after Czech Republic Slovak Republic Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.23/32 11.11 200
Usage Rules Relations between resources in versions Ov 1 and Ov 2 are expressed using the change bridge ontology by creating instances of its classes. The bridges are stored in a separate annotation file. The arcs point from the bridge class instances to resources in versions Ov 1 and Ov 2 of the ontology. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.24/32 11.11 200
Usage Rules (continued) Mappings can be made either between the entities of versions Ov 1 and Ov 2 of the ontology or between the entities found only in Ov 2. Complete mappings no halfway bridges having only partial information are allowed. A revision ontology is used to automatically get identification, status, author and other important identification information from the versioning system in use. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.25/32 11.11 200
Change Bridge Ontology Change type resourcechange hierarchychange propertychange typechange resourcesdeclareddisjoint differentfrom merged sameas split usedtobe classmoveddown classmovedup propertymoveddown propertymovedup subclasssuperclasslinkadded subclasssuperclasslinkremoved narrowedpropertyrestriction samepropertyas widenedpropertyrestriction classre-classifiedasinstance instancere-classifiedasclass setofpropertiesencapsulatedintonewclass Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.26/32 11.11 200
SAPO We apply the theory of change bridges to build a Finnish temporal region ontology (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia, SAPO). SAPO is planned to define different Finnish regions from the beginning of the 20th Century and the various changes there have been over the time. Idea is to automate the process of indentifying possible bridges between ontology versions. To use spatio-temporal change bridge knowledge in reasoning about relations between artefacts found in different regions. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Change Bridges More Examples and about the Usage p.27/32 11.11 200
Conclusions and Future Work Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Conclusions and Future Work p.28/32 11.11 200
Conclusions It is important to explicate changes, in classes, instances, and their properties in an ontology. It is also necessary to identify what change operations have produced the changes and further express the change as a mapping between evolved entities. Change bridges can be used to map between ontology versions. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Conclusions and Future Work p.29/32 11.11 200
Future Work To complete the change bridge ontology. Automating the process of indentifying possible bridges between ontology versions. To further use deeper spatio-temporal change bridge knowledge in reasoning. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Conclusions and Future Work p.30/32 11.11 200
References [Gruber 1993] T. R. Gruber. A Translation Approach to Portable Ontology Specifications. Knowledge Acquisition Journal, volume 5, 1993. [Heflin and Hendler 2000] Jeff Heflin and James Hendler. Dynamic Ontologies on the Web. Proceedings of the Seventeenth National Conference on Artificial Intelligence (AAAI-2000), AAAI/MIT Press, Menlo Park, CA, 2000. More references in the paper. Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Conclusions and Future Work p.31/32 11.11 200
Research Consortium Tomi Kauppinen Bridging Ontology Versions SAPO (Suomen Ajallinen PaikkaOntologia) Conclusions and Future Work p.32/32 11.11 200