Ontology Services for Knowledge Organization Systems
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Doctoral thesis (article-based)
| Defence date: 2017-06-16
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2017
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
88 + app. 114
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 101/2017
Abstract
Ontologies and other knowledge organization systems, such as controlled vocabularies, can be used to enhance the findability of information. By describing the contents of documents using a shared, harmonized terminology, information systems can provide efficient search and browsing functionalities for the contents. Explicit descriptive metadata aims to solve some of the prevailing issues in full text search in many search engines, including the processing of synonyms and homonyms. The use of ontologies as domain models enables the machine-processability of contents, semantic reasoning, information integration, and other intelligent ways of processing the data. The utilization of knowledge organization systems in content indexing and information retrieval can be facilitated by providing automated tools for their efficient use. This thesis studies and presents novel methods and systems for publishing and using knowledge organization systems as ontology services. The research is conducted by designing and evaluating prototype systems that support the use of ontologies in real-life use cases. The research follows the principles of the design science and action research methodologies. The presented ONKI system provides user interface components and application programming interfaces that can be integrated into external applications to enable ontology-based workflows. The features of the system are based on analyzing the needs of the main user groups of ontologies. The common functionalities identified in ontology-based workflows include concept search, browsing, and selection. The thesis presents the Linked Open Ontology cloud approach for managing and publishing a set of interlinked ontologies in an ontology service. The system enables the users to use multiple ontologies as a single, interoperable, cross-domain representation instead of individual ontologies. For facilitating the simultaneous use of ontologies published in different ontology repositories, the Normalized Ontology Repository approach is presented. As a use case of managing and publishing a semantically rich knowledge organization system as an ontology, the thesis presents the Taxon Meta-Ontology model for biological nomenclatures and classifications. The model supports the representation of changes and differing opinions of taxonomic concepts. The ONKI system and the ontologies developed using the methods presented in this thesis have been provided as a living lab service http://onki.fi, which has been run since 2008. The service provides tools and support for the users of ontologies, including content indexers, information searchers, ontology developers, and application developers.Ontologioita ja muita tietämyksen järjestämisen menetelmiä, kuten kontrolloituja sanastoja, voidaan käyttää tiedon löytämisen parantamiseksi. Kun dokumenttien sisällöt kuvaillaan käyttämällä jaettua, yhtenäistettyä terminologiaa, tietojärjestelmät voivat tarjota tehokkaita haku- ja selaustoiminnallisuuksia sisältöihin. Eksplisiittisesti esitetty, kuvaileva metatieto pyrkii ratkaisemaan monien hakukoneiden käyttämän kokotekstihaun ongelmia, kuten synonyymien ja homonyymien huomioimisen. Ontologioiden käyttäminen käsitemalleina mahdollistaa sisältöjen koneellisen käsittelyn, semanttisen päättelyn, tiedon integroinnin ja muita älykkäitä menetelmiä. Tietämyksen järjestämisen menetelmien hyödyntämistä sisältöjen indeksoinnissa ja haussa voidaan helpottaa tarjoamalla käyttäjille automatisoituja työkaluja niiden tehokkaaseen käyttämiseen. Tässä väitöskirjassa tutkitaan ja esitetään uudenlaisia menetelmiä ja järjestelmiä tietämyksen järjestämisen menetelmien julkaisemiseksi ontologiapalveluina. Tutkimus on toteutettu suunnittelemalla ja arvioimalla prototyyppijärjestelmiä, jotka edistävät ontologioiden käyttämistä todellisissa käyttötapauksissa. Tutkimus nojautuu suunnittelutieteen ja toimintatutkimuksen metodologioiden periaatteisiin. Työssä esitetty ONKI-järjestelmä tarjoaa käyttöliittymäkomponentteja ja ohjelmallisia rajapintoja, jotka voidaan integroida ulkoisiin sovelluksiin ontologiaperustaisten työnkulkujen mahdollistamiseksi. Järjestelmän ominaisuudet on toteutettu perustuen ontologioiden keskeisten käyttäjäryhmien tarpeiden selvittämiseen. Ontologiaperustaisista työnkuluista tunnistettuja yleisiä toiminnallisuuksia ovat käsitteen haku, selailu ja valinta. Tässä työssä esitetään linkitetyn avoimen ontologiapilven menetelmä toisiinsa linkitettyjen ontologioiden ylläpitämiseen ja julkaisemiseen ontologiapalvelussa. Järjestelmän avulla käyttäjät voivat käyttää useita ontologioita yhtenä, yhteentoimivana, alat yhdistävänä kokonaisuutena erillisten ontologioiden sijaan. Eri ontologiapalveluissa julkaistujen ontologioiden samanaikaisen käytön helpottamiseksi esitetään normalisoidun ontologiapalvelun menetelmä. Käyttötapauksena semanttisesti rikkaan tietämyksen järjestämisen menetelmän ylläpitämisestä ja julkaisemisesta työssä esitetään biologisten nimistöjen ja luokitusten taksonominen ontologiamalli. Malli mahdollistaa taksonomisten käsitteiden muutosten ja toisistaan poikkeavien näkemysten esittämisen. ONKI-järjestelmä ja työssä esitetyillä menetelmillä kehitetyt ontologiat ovat olleet käytettävissä living lab -palvelussa http://onki.fi, joka on ollut toiminnassa vuodesta 2008 lähtien. Palvelu tarjoaa työkaluja ja tukea ontologioiden käyttäjille, kuten tiedon indeksoijille, hakijoille, ontologioiden kehittäjille ja sovelluskehittäjille.Description
Supervising professor
Hyvönen, Eero, Prof., Aalto University, Department of Computer Science, FinlandThesis advisor
Hyvönen, Eero, Prof., Aalto University, Department of Computer Science, FinlandKeywords
semantic web, knowledge organization systems, metadata creation, ontology services, semanttinen web, tietämyksen järjestämisen menetelmät, metadatan tuottaminen, ontologiapalvelut
Other note
Parts
-
[Publication 1]: Kim Viljanen, Jouni Tuominen, and Eero Hyvonen. Ontology Libraries for Production Use: The Finnish Ontology Library Service ONKI. In The Semantic Web: Research and Applications: 6th European Semantic Web Conference, ESWC 2009, Heraklion, Crete, Greece, May 31–June 4, 2009, Proceedings, Lora Aroyo, Paolo Traverso, Fabio Ciravegna, Philipp Cimiano, Tom Heath, Eero Hyvonen, Riichiro Mizoguchi, Eyal Oren, Marta Sabou, and Elena Simperl (editors), Lecture Notes in Computer Science, volume 5554, pages 781–795, ISBN 978-3-642-02120-6, Springer-Verlag, June 2009.
DOI: 10.1007/978-3-642-02121-3_57 View at publisher
-
[Publication 2]: Jouni Tuominen, Matias Frosterus, Kim Viljanen, and Eero Hyvonen. ONKI SKOS Server for Publishing and Utilizing SKOS Vocabularies and Ontologies as Services. In The Semantic Web: Research and Applications: 6th European Semantic Web Conference, ESWC 2009, Heraklion, Crete, Greece, May 31–June 4, 2009, Proceedings, Lora Aroyo, Paolo Traverso, Fabio Ciravegna, Philipp Cimiano, Tom Heath, Eero Hyvonen, Riichiro Mizoguchi, Eyal Oren, Marta Sabou, and Elena Simperl (editors), Lecture Notes in Computer Science, volume 5554, pages 781–795, ISBN 978-3-642-02120-6, Springer-Verlag, June 2009.
DOI: 10.1007/978-3-642-02121-3_56 View at publisher
- [Publication 3]: Jouni Tuominen, Tomi Kauppinen, Kim Viljanen, and Eero Hyvonen. Ontology-Based Query Expansion Widget for Information Retrieval. In Proceedings of the 5th International Workshop on Scripting and Development for the Semantic Web at ESWC 2009, Heraklion, Greece, May 31, Soren Auer, Chris Bizer, and Gunnar Aastrand Grimnes (editors), CEUR Workshop Proceedings, volume 449, pages 52–57, ISSN 1613-0073, online CEUR-WS.org/Vol-449/ShortPaper1.pdf, May 2009.
-
[Publication 4]: Matias Frosterus, Jouni Tuominen, Sini Pessala and Eero Hyvonen. Linked Open Ontology cloud: managing a system of interlinked crossdomain light-weight ontologies. International Journal of Metadata, Semantics and Ontologies, 10, 3, pages 189–201, December 2015.
DOI: 10.1504/IJMSO.2015.073879 View at publisher
-
[Publication 5]: Kim Viljanen, Jouni Tuominen, Eetu Makela and Eero Hyvonen. Normalized Access to Ontology Repositories. In ICSC 2012: 2012 IEEE Sixth International Conference on Semantic Computing, Palermo, Italy, 19-21 September 2012, pages 109–116, ISBN 978-1-4673-4433-3, IEEE, September 2012.
DOI: 10.1109/ICSC.2012.56 View at publisher
-
[Publication 6]: Jouni Tuominen, Nina Laurenne, and Eero Hyvonen. Biological Names and Taxonomies on the Semantic Web – Managing the Change in Scientific Conception. In The Semantic Web: Research and Applications: 8th Extended Semantic Web Conference, ESWC 2011, Heraklion, Crete, Greece, May 29 – June 2, 2011, Proceedings, Part II, Grigoris Antoniou, Marko Grobelnik, Elena Simperl, Bijan Parsia, Dimitris Plexousakis, Pieter De Leenheer, and Jeff Pan (editors), Lecture Notes in Computer Science, volume 6644, pages 255–269, ISBN 978-3-642-21063-1, Springer-Verlag, June 2011.
DOI: 10.1007/978-3-642-21064-8_18 View at publisher
-
[Publication 7]: Nina Laurenne, Jouni Tuominen, Hannu Saarenmaa and Eero Hyvonen. Making species checklists understandable to machines – a shift from relational databases to ontologies. Journal of Biomedical Semantics, 5, 40, September 2014.
DOI: 10.1186/2041-1480-5-40 View at publisher
- [Publication 8]: Jouni Tuominen, Nina Laurenne and Eero Hyvonen. Publishing and Using Plant Names as an Ontology Service. In Proceedings of the first international Workshop on Semantics for Biodiversity at ESWC 2013, Montpellier, France, May 27, Pierre Larmande, Elizabeth Arnaud, Isabelle Mougenot, Clement Jonquet, Therese Libourel, Manuel Ruiz (editors), CEUR Workshop Proceedings, volume 979, ISSN 1613-0073, online CEUR-WS.org/Vol-979/WS_s4biodiv2013_paper_2.pdf, May 2013.