Efficient Management for Geospatial and Temporal Data using Ontology-based Data Access Techniques

Μπερέτα Κωνσταντίνα

Μονάδα:

Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών
Πληροφορική

Ημερομηνία κατάθεσης:

2019-11-11

Έτος εκπόνησης:

2019

Συγγραφέας:

Μπερέτα Κωνσταντίνα

Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:

Εμμανουήλ Κουμπαράκης, Καθηγητής, Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Γιάννης Ιωαννίδης, Καθηγητής, Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Δημήτριος Γουνόπουλος, Καθηγητής,Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Νικόλαος Μαμουλής, Καθηγητής, Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Γιάννης Θεοδωρίδης, Καθηγητής, Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιά
Δημήτριος Πλεξουσάκης, Καθηγητής, Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Κρήτης
Diego Calvanese, Καθηγητής, Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Bolzano

Πρωτότυπος Τίτλος:

Efficient Management for Geospatial and Temporal Data using Ontology-based Data Access Techniques

Γλώσσες διατριβής:

Αγγλικά

Μεταφρασμένος τίτλος:

Αποτελεσματική Διαχείριση Γεωχωρικών και Χρονικών Δεδομένων με τεχνικές Ανάκτησης Δεδομένων βάσει Οντολογιών

Περίληψη:

Το μοντέλο δεδομένων RDF και η γλώσσα επερωτήσεων SPARQL είναι ευρέως διαδεδομένα για την χρήση τους με σκοπό την ενοποίηση πληροφορίας που προέρχεται από διαφορετικές πηγές. Ο αυξανόμενος αριθμός των γεωχωρικών συνόλων δεδομένων που είναι πλέον διαθέσιμα σαν γεωχωρικά διασυνδεδεμένα δεδομένα οδήγησε στην εμφάνιση επεκτάσεων του μοντέλου δεδομένων RDF και της γλώσσας επερωτήσεων SPARQL. Δύο από τις σημαντικότερες επεκτάσεις αυτές είναι η γλώσσα GeoSPARQL, η οποία έγινε OGC πρότυπο, και το πλαίσιο του μοντέλου δεδομένων stRDF και της γλώσσας επερωτήσεων stSPARQL. Και οι δύο προσεγγίσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναπαράσταση και επερώτηση διασυνδεδεμένων γεωχωρικών δεδομένων, ενώ το μοντέλο stRDF και η γλώσσα stSPARQL παρέχουν επίσης επιπλέον λειτουργικότητα για την αναπαράσταση και επερώτηση χρονικών δεδομένων.

Παρότι ο αριθμός των δεδομένων που είναι διαθέσιμα σαν γεωχωρικά ή και χρονικά διασυνδεδεμένα δεδομένα αυξάνεται, η μετατροπή των γεωχωρικών δεδομένων σε RDF και η αποθήκευσή τους σε αποθετήρια RDF δεν είναι πάντα η βέλτιστη λύση, ειδικά όταν τα δεδομένα βρίσκονται εξαρχής σε σχεσιακές βάσεις οι οποίες μπορεί να έχουν αρκετά μεγάλο μέγεθος ή και να ενημερώνονται πολύ συχνά.

Στα πλαίσια αυτής της διδακτορικής διατριβής, προτείνουμε μια λύση βασισμένη στην ανάκτηση πληροφορίας με χρήση οντολογιών και αντιστοιχίσεων για την επερώτηση δεδομένων πάνω από γεωχωρικές σχεσιακές βάσεις δεδομένων. Επεκτείνουμε τεχνικές επανεγγραφής GeoSPARQL ερωτημάτων σε SQL ώστε η αποτίμηση των επερωτήσεων να γίνεται εξολοκλήρου στο γεωχωρικό σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων. Επίσης, εισαγάγουμε επιπλέον λειτουργικότητα στη χρονική συνιστώσα του μοντέλου δεδομένων stRDF και της γλώσσας επερωτήσεων stSPARQL, προκειμένου να διευκολυνθεί η υποστήριξη χρονικών τελεστών σε συστήματα OBDA. Στη συνέχεια, επεκτείνουμε τις παραπάνω μεθόδους με την υποστήριξη διαφορετικών πηγών δεδομένων πέρα από σχεσιακές βάσεις και παρουσιάζουμε μια OBDA προσέγγιση που επιτρέπει τη δημιουργία εικονικών RDF γράφων πάνω από δεδομένα που βρίσκονται διαθέσιμα στο διαδίκτυο σε διάφορες μορφές (πχ. HTML πίνακες, web διεπαφές), με χρήση οντολογιών και αντιστοιχίσεων.

Συγκρίναμε την απόδοση του συστήματός μας με ένα σχετικό σύστημα και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι πέραν του ότι το σύστημά μας παρέχει μεγαλύτερη λειτουργικότητα (πχ. υποστηρίζει περισσότερα είδη πηγών δεδομένων, περιλαμβάνει απλούστερες διαδικασίες και εξασφαλίζει καλύτερη απόδοση. Τέλος, παρουσιάζουμε την εφαρμογή των μεθόδων και συστημάτων που περιγράφονται στη διατριβή σε πραγματικά σενάρια χρήσης.

Κύρια θεματική κατηγορία:

Τεχνολογία – Πληροφορική

Λέξεις-κλειδιά:

Διασυνδεδεμένα χωροχρονικά δεδομένα, Χωροχρονικές βάσεις δεδομένων, Σημασιολογικός Ιστός

Ευρετήριο:

Ναι

Αρ. σελίδων ευρετηρίου:

Εικονογραφημένη:

Ναι

Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:

Αριθμός σελίδων:

133