Diapositive 1 «Ontologie spatiales pour la multireprésentation des bases de données géographiques hétérogènes» Dr Mohamed-Khireddine KHOLLADI Chef de département Informatique Université Mentouri Constantine Faculté des Sciences de l Ingénieur Tél. et Fax: +213.31.818817 GSM: +213.70.314924 Email: kholladi@umc.edu.dz et kholladi@yahoo.fr Site web : www.asd-kholladi.com JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 1 Diapositive 2 Plan à suivre 1. Introduction 2. Objectifs 3. Besoin d Outils 4. Formalisation des connaissances 5. Rôles de l Ontologie 6. Différentes Ontologies 7. Exemple de Modélisation 8. Une Ontologie de Relation Spatiale 9. Identification 10. Description 11. Distribution 12. Qualité 13. Couverture Spatiale 14. Relations 15. Dates 16. Fusion d Ontologies 17. Utilisateurs et Ontologies 18. Les passerelles sémantiques des bases de données 19. Conclusion et Perspectives JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 2 Diapositive 3 Introduction De nombreuses bases de données géographiques coexistent pour représenter un même monde réel. Ces bases ont été réalisées pour répondre à différents besoins (topographie, navigation, urbanisme, géodésie, glissement de terrain, PDAU, POS, etc.) et possèdent différents niveaux d'analyse (échelle du pays, de la ville, des détails topographiques...). Par exemple, la figure suivante présente, superposées à une orthophotographie, trois différentes représentations d'un même carrefour, dans trois extraits de bases de données de l'inc avec différentes spécifications. JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 3
Diapositive 4 Introduction Une gestion relativement indépendante de ces bases pose divers problèmes pour le producteur, comme pour l'utilisateur des données. Tout d'abord il peut y avoir des incohérences entre les bases. Ensuite les efforts de saisie, de maintenance et de mise à jour sont multipliés. Enfin, il est difficile de réaliser des analyses combinant différentes données avec différents points de vue. Une solution possible à ces problèmes est de rendre explicites les relations entre les divers éléments des bases de données. Le passage de données organisées en un ensemble de bases indépendantes à des données explicitement mises en relation est appelé l'intégration des bases de données. Elle peut résulter en une base dite multi représentations, où différentes représentations d'un même phénomène coexistent et sont reliées entre elles. JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 4 Diapositive 5 Objectifs C est de mener l'action de recherche permettant d apporter des réponses aux questions suivantes : 1. Comment créer une base de données multi-représentations à partir de bases de données existantes? Les problèmes abordés sont alors ceux de la modélisation et de la détection de correspondances entre schémas, spécifications et données, ainsi que de la gestion des raccords, des redondances et des incohérences. Cette intégration est le point principal abordé à court terme par l'action de recherche. 2. Comment gérer et manipuler une base de données multireprésentations? Les problèmes abordés sont ceux de la propagation des mises à jour entre diverses représentations, ainsi que ceux de la visualisation et de l analyse de données avec représentation multiple. Notons que les aspects relatifs à l architecture logicielle pour la mise à jour ne sont pas abordés par l action de recherche. JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 5 Diapositive 6 Besoin d outils Ces deux images issues des bases de données différentes posent le problème de la mise en correspondances des données dans le cadre de multi représentation. Besoin d'outils pour décrire l'information qu'on publie et mieux interpréter l'information que l'on reçoit. En particulier, besoin d'outils pour nous (les machines et les humains) aider à gérer l hétérogénéité sémantique. JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 6
Diapositive 7 Formalisation des connaissances Elle passe par des graphes conceptuels ou par des langages de représentation basé sur la linguistique, la psychologie et la philosophie et/ou par des réseaux sémantiques et la traduction en formalisme logique d intelligence artificielle, de systèmes experts, des objets logiques reliés par des propriétés, axiomes et règles. Il se pourrait aussi par les Web sémantique : ontologies et langages associés (RDF, OWL, IsoTopicMap,...). JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 7 Diapositive 8 Rôles de l Ontologie Il y a deux rôles pour une ontologie : 1. Définir / fournir une sémantique formelle (descriptive) pour l information permettant son exploitation par un ordinateur ; 2. & Définir / fournir une sémantique interprétative d un domaine du monde réel fondée sur un consensus et permettant de lier le contenu exploitable par la machine à sa signification pour les humains. JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 8 Diapositive 9 Différentes Ontologies Il existe différentes ontologies : ontologies de domaine : réutilisables par plusieurs applications sur ce domaine ; ontologies applicatives : contiennent des connaissances du domaine nécessaires pour une application donnée ; spécifiques, non réutilisables ; ontologies génériques ou top ontologies : expriment des conceptualisations valables dans différents domaines (regroupement d'ontologies) ; et ontologies de représentation : conceptualisent les primitives des langages de représentation des connaissances. JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 9
Diapositive 10 Exemple de Modélisation Exemple de modélisation des relations entre objets d'une carte géographique : Ontologie de relations spatiales floues pour l interprétation d une carte ; Enrichissement d une ontologie de relations spatiales par leur représentation floue dans le domaine de l image Espace de représentation et de raisonnement permettant de réduire le fossé sémantique Représentation de l imprécision Application à la segmentation de structures cérébrales. JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 10 Diapositive 11 Une Ontologie de Relation Spatiale JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 11 Diapositive 12 Identification Identification Nom Type Domaine d étude Mots-Clefs Simple Complexe thèmes Mesure Info Spatiale Document texte Enregistrement Module de prog =Catalogue unité =carte =rapport =sonore =Site WEB =image =présentation =vidéo =publication =BD =logiciel =Collection (herbier) JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 12
Diapositive 13 Description Description schéma résumé occurrence Schéma BD description croquis photo JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 13 Diapositive 14 Distribution DISTRIBUTION Localisation Format Type Langue Propriété intellectuelle =papier (nb pages) accessibilité Payant (prix) Acteurs Droits =électronique (nb octets) créateur opérateur éditeur contributeurr =échantillon physique JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 14 Diapositive 15 Qualité QUALITE Protocole Qualifiant Protocole générateur Norme nom valeur JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 15
Diapositive 16 Couverture Spatiale COUVERTURE SPATIALE Nom Type Rectangle =continent coordonnées =pays superficie =site personnalisé JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 16 Diapositive 17 Relations Relations Sources Liens référence Autres utilisateurs Commentaire sur ce choix Autres organismes Autres données Autres protocoles JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 17 Diapositive 18 Dates Dates Dates création Date 1ère diffusion Dates de mise à jour de la métabase Date de 1ère création Dates de modification JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 18
Diapositive 19 Fusion d Ontologies Existence d ontologies multiples Parfois formalismes différents Différentes langues JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 19 Diapositive 20 Utilisateurs et Ontologies JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 20 Diapositive 21 Les passerelles sémantiques des bases de données JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 21
Diapositive 22 Conclusion et Perspectives 1. Ontologies pour réduire le fossé sémantique au pluriel, pour caractériser les connaissances liées à l'utilisateur, au domaine d'application et au traitement des cartes de ce domaine et pour exploiter/extraire des connaissances 2. Les inconvénients? à définir suivant les problèmes rencontrés et surtout assurer la réutilisabilité 3. Importance de la sémantique dans les BD 4. Comment décrire la sémantique 5. Importance des ontologies 6. Nécessité de médiateurs 7. Importance dans l interopérabilité 8. Beaucoup de prototypes, peu de systèmes véritablement opérationnels 9. Challenge : ontologie globale? JED'07 - Annaba 27-28 et 29 Mai 2007 22