Akademia Ekonomiczna w Poznaniu
Katedra Informatyki Ekonomicznej
Wspólna warstwa pojęciowa
Wspólna warstwa pojęciowa
rejestrów publicznych
rejestrów publicznych
Witold Abramowicz
Andrzej Bassara
Agata Filipowska
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Cel
Cel
przedstawienie ontologii jako narzędzia
wspierającego budowanie i funkcjonowanie
rejestrów publicznych
Jakie są problemy związane z istniejącymi
rejestrami państwa?
Czy obecne podejścia do projektowania rejestrów
zapewniają wystarczającą interoperacyjność?
Jak zapewnić interoperacyjność rejestrom
państwa?
Czym jest wspólna warstwa pojęciowa?
Jak można budować tę warstwę?
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Motywacja
Motywacja
Architektura fizyczna Integrującej Platformy Elektronicznej.
Źródło: Krzysztof Miksa, Moduł Powszechnej Taksacji Nieruchomości Integrującej
Platformy Elektronicznej, Materiały Konferencyjne, Mierki (k. Olsztyna), 5.12.2002 r.
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Agenda
Agenda
Interoperacyjność w rejestrach
publicznych
Ontologie jako narzędzie
interoperacyjności rejestrów
Inżynieria ontologii
Dyskusja
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Rejestry publiczne
Rejestry publiczne
rejestr publiczny - rejestr, ewidencja, wykaz, lista, spis albo inna
forma ewidencji, służąca do realizacji zadań publicznych,
prowadzona przez podmiot publiczny na podstawie odrębnych
przepisów ustawowych
Ustawa o informatyzacji podmiotów realizujących zadania
publiczne z 17 lutego 2005r.)
rejestr publiczny – zbiór informacji o osobach, rzeczach lub
prawach:
–
utworzony na podstawie przepisów prawa (przepisy
przynajmniej przewidują jego utworzenie)
–
prowadzony przez organ rejestrowy o charakterze publicznym
–
przyjęcie, utrwalenie, a następnie ujawnienie określonych w
nim informacji co do zasady w drodze decyzji
–
prowadzenie rejestru i ujawnianie zawartych w nim danych
rodzi skutki prawne zarówno dla osoby, której wpis dotyczy, jak
i dla organu
jest jawny
Tomasz Stawecki „Rejestry publiczne. Funkcje instytucji”,
LexisNexis, Warszawa 2005 s. 28-29
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Problemy rejestrów
Problemy rejestrów
Wielość i różnorodność (potrzeb, podstaw
prawnych, rozwiązań technicznych)
Redundancja danych
Rozłożenie odpowiedzialności za
utrzymanie rejestrów
Brak możliwości integracji danych
Brak wspólnych standardów
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Interoperability/Współdziałanie
Interoperability/Współdziałanie
legislacja i porozumienie na poziomie organizacyjnym
(organizacyjny)
udostępnienie interfejsu oraz dokumentacji
(organizacyjny/semantyczny)
zrozumienie interfejsu przez integratora (semantyczny)
dostosowanie lokalnego systemu do interfejsu (techniczny)
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Współdziałanie obecnie
Współdziałanie obecnie
Problem
interfejs nie jest samoopisujący się
zawartość rejestrów nie jest samoopisująca się
konieczność ręcznej integracji systemów
Skutek
brak możliwości automatycznego korzystania ze
świadczonych usług
zmiana funkcjonalności świadczonych usług
uniemożliwia dalsze współdziałanie systemów
brak możliwości włączenia nowych typów
informacji
wysokie koszty integracji
wysokie koszty wprowadzania zmian
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Do czego dążymy
Do czego dążymy
Jednoznaczność pojęć
Wspólny interfejs dostępu do rejestrów
Ograniczenia redundancji danych i
zwiększenia spójności danych
Interpretowalność otrzymanej z rejestru
informacji
Umożliwienie interoperacyjności między
rejestrami
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Nasze rozumienie rejestru
Nasze rozumienie rejestru
Rejestr
–
utworzony na podstawie przepisów prawa
–
służący do realizacji zadań publicznych
–
wykaz obiektów, procesów, zdarzeń
–
prowadzony w formie elektronicznej
–
wzbogacony o opis semantyczny
Rejestry współdziałające ze sobą
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu
Katedra Informatyki Ekonomicznej
Opis semantyczny
Opis semantyczny
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Dane, informacja i wiedza
Dane, informacja i wiedza
Dane
80110102173
Informacj
a
Nr PESEL:80110102173
„Wiedza” Nr PESEL, to unikalny identyfikator
801101, to data urodzenia
7, nieparzyste to płeć - mężczyzna
=
?
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Wiedza Informacje o rejestrach
Wiedza Informacje o rejestrach
Jakie istnieją rejestry?
W jaki sposób są zorganizowane?
Jakie posiadają cechy wspólne?
W jaki sposób komunikują się między
sobą (w jaki sposób można łączyć dane z
wielu rejestrów)?
Jaki jest zakres przedmiotowy każdego z
rejestrów?
Jaką posiadają strukturę danych (łącznie z
semantyką)?
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Ontologia
Ontologia
Nauka o tym, co istnieje…
powiązanie ontologiczne
–
świat rzeczywisty vs. jego model (rejestry)
byty oraz kategorie bytów
–
rejestr vs. ontologia
najbardziej uniwersalne właściwości bytów oraz
relacje, jakie mogą pomiędzy nimi zachodzić
–
rejestr vs. ontologia
meta-ontologia
Formalna ontologia – teoria zbudowana przy pomocy
narzędzi matematycznych opisująca kategorie
bytów oraz relacje pomiędzy nimi zachodzące
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Ontologia – relacja do innych dziedzin
Ontologia – relacja do innych dziedzin
Reprezentacja
wiedzy
Logika
Ontolog
ia
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Formalna definicja ontologii formalnej
Formalna definicja ontologii formalnej
Struktura ontologii:
O={C, R, Hc, rel, A}
–
C - stanowi zbiór wszystkich pojęć wykorzystanych w modelu
–
R - zbiór nietaksonomicznych relacji
–
Hc - zbiór taksonomicznych relacji pomiędzy konceptami
rozłączne podklasy
wyczerpujące rozłączne podklasy
podklasy
–
rel - nietaksonomiczne relacje zdefiniowane pomiędzy pojęciami
–
A - zbiór aksjomatów
L={Lc, Lr, F,G}
–
Lc - definicje leksykonu dla zbioru pojęć
–
Lr - definicje leksykonu dla zbioru relacji
–
F - referencje dla pojęć
–
G - referencje dla relacji
Co posiadają rejestry?
Czego brak rejestrom?
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Przykład ontologii
Przykład ontologii
Dane personalne
NR
Imie
Pierwsze
Nazwisk
o
Data
Urodzenia
Miejsce
Urodzenia
PESEL
NIP
…
868…
Jan
Kowalski
11.01.197
7
Warszawa
770111
…
782…
…
…
PESEL
Miejsce
Urodzenia
Identyfikator
Osoba
Miejsce
…
…
…
NIP
770111…
782
…
Jan
Kowalsk
i
Warszaw
a
11.01.197
7
868
…
[posiada_Ident]
Imie
Pierwsze
Nazwisko
NR
[urodzony]
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Skutek
Skutek
Po co reprezentować wiedzę?
Odp: Automatyczne wnioskowanie
Przykłady:
zawieranie się pojęć/relacji (PESEL, Unikalny
Identyfikator)
tranzytywność, symetryczność, odwrotność
(małżonek, zatrudniony przez itp.)
funkcyjność (NIP)
tożsamość pojęć, relacji, obiektów (JKowalski
posiada PESEL 111, JNowak posiada PESEL 111)
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Cechy ontologii
Cechy ontologii
L1
L3
L2
L4
L1
L3
L2
L4
Interlingua
Uproszczenie komunikacji, poprzez zmniejszenie
niezbędnej liczby zdolności do translacji z O(n^2)
do O(n) poprzez wprowadzenie Interlingua
[Uscholf1996]
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Cechy ontologii
Cechy ontologii
Modularyzacja i hierarchizacja
•definicja rejestru
•struktura rejestrów
•definicja najbardziej
uniwersalnych pojęć, relacji
•definicja pojęć, relacji
współdzielonych
•definicja poszczególnych
rejestrów
•definicja pojęć, relacji
specyficznych dla danego rejestru
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Cechy ontologii
Cechy ontologii
Przetwarzalna maszynowo i przez
człowieka
ex:MiejsceUrodzenia rdfs:subclassOf
ex:Miejsce
Samoopisująca się
Rozszerzalna
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu
Katedra Informatyki Ekonomicznej
Inżynieria Ontologii
Inżynieria Ontologii
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Motywacja
Definicja zasięgu
Budowanie ontologii
–
Identyfikacja konceptów
–
Budowanie struktury konceptów
–
Modelowanie relacji
Ocena wyników
Wdrożenie
Cykl tworzenia ontologii
Cykl tworzenia ontologii
Rational Unified Process
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Ręczne tworzenie ontologii
Ręczne tworzenie ontologii
Czasochłonne
–
modelowanie domeny
–
formalizacja wiedzy
–
zaangażowanie wielu środków
Podatne na błędy i nieścisłości
–
jaki jest zasięg?
–
co jest pojęciem/relacją?
Subiektywne
–
czy istnieje jedna ontologia?
–
czy ontologia jest niezmienna w czasie/miejscu?
–
konsensus co do terminologii i semantyki trudny do
osiągnięcia
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Ręczne tworzenie ontologii
Ręczne tworzenie ontologii
Rozbudowana faza motywacji (wybór
narzędzia, sposób komunikacji,
zaangażowanie ludzi, etc.)
Faza definicji zasięgu wstrzymuje dalsze
działania
Dowód – do tej pory nie powstało żadne
sensowne narzędzie wspierające ręczne
tworzenie ontologii, brak powszechnie
akceptowanej metodyki
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Uczenie ontologii
Uczenie ontologii
Uczenie jako automatyczne tworzenie
ontologii
Nacisk na samą fazę budowania
Szansa na obniżenie czasochłonności,
pracochłonności, subiektywizmu i
nieścisłości
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Proces uczenia ontologii
Proces uczenia ontologii
Analiza lingwistyczna
Analiza statystyczna
Trójkąt znaczenia
obiekt-symbol-pojęcie
Wykorzystanie
ontologii, tezaurusów
Analiza leksykalno-
syntaktyczna (wzorce
syntaktyczne)
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Doskonalenie ontologii
Doskonalenie ontologii
Ciąg zmian w ontologii -> f(t)
Powiązanie osiągnięć z dziedziny uczenia
ontologii, e-collaboration oraz ewaluacji ontologii
(na przykładzie OntoLearn)
Możliwość aktywnego działania w zależności od
zmiany przesłanek ontologii
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu
Katedra Informatyki Ekonomicznej
Wspólna warstwa semantyczna rejestrów
Wspólna warstwa semantyczna rejestrów
państwa
państwa
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Problemy, o których pamiętamy a nie mówimy
Problemy, o których pamiętamy a nie mówimy
bezpieczeństwo
ochrona danych poufnych
wybory technologiczne
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Podsumowanie
Podsumowanie
Jednoznaczność pojęć (definicja pojęć)
Wspólny interfejs dostępu do rejestrów
(wspólna technologia)
Interpretowalność otrzymanej z rejestru
informacji (informacje wzbogacone w opis
semantyczny)
Umożliwienie interoperacyjności między
rejestrami
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu – Katedra Informatyki Ekonomicznej
Współdziałanie w przyszłości
Współdziałanie w przyszłości
(?) porozumienie na poziomie
organizacyjnym
„zrozumienie” opisu świadczonych usług
wyszukiwanie i kompozycja usług
wykonanie procesu
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu
Katedra Informatyki Ekonomicznej
Dziękujemy za uwagę!
Dziękujemy za uwagę!