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Entwurfsprinzipien
und Muster für
vernetzte Daten
Ansgar Scherp
Habilitationskolloquium
Universität Koblenz-Landau

9. November 2011             CC-BY
Motivation
 Dave plant eine Reise
   von London
   zum Kunden in Köln



 Wie geht er vor?

 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   2 of 42
Webseite der Deutschen Bahn




Funktioniert, aber …
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   3 of 42
Versuchen wir andere Anfragen
 Engpässe im öffentlichen Personenverkehr
 Visualisierung der Route auf einer Karte
 Vergleich mit Flugverbindungen
 Verknüpfung mit anderen Daten

 Anfragen können nicht beantwortet werden
 Denn im Internet von heute sind die Daten …


  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   4 of 42
… eingeschlossen in Silos!




 Hoher Integrationsaufwand
 Nicht wiederverwendbar
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                                                5 of 42
                                                             B. Jagendorf, http://www.flickr.com/photos/bobjagendorf/, CC-BY
Lösung: vernetzte Daten
 Vernetzte Daten (engl. Linked Data)
 Veröffentlichung und Verknüpfung von Daten
   unterschiedlicher Qualität und Zweck
   aus verschiedenen Quellen im Internet

                       Web                                            Linked Data
 Entitäten             Dokumente                                      Daten
 Relationen            Hyperlinks                                     Typisierte Links
 Format                HTML                                           RDF
 Identität / Protokoll URI / HTTP                                     URI / HTTP

  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                 6 of 42
Linked Data: Mai „07  Sept. „11
                                                         Web 2.0


                                      Medien



                                                                                   Publikationen

     Government

                                        Cross-Domain



                                                                 Lebenswissen-
                Geographisch                                        schaften



< 31 Milliarde – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten
   Ansgar Scherp Triple                                                     Quelle: http://lod-cloud.net
                                                                                                 7 of 42
Facettierte, interaktive Exploration




 Daten verschiedener Qualität und Herkunft:
  DBpedia, GeoNames, WordNet, FOAF und Flickr
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   8 of 42
Übersicht
 Motivation
 Prinzipien
  1. Identifikation
  2. Verknüpfung
  3. Dereferenzierung
  4. Beschreibung
 Muster
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   9 of 42
Beispiel: Big Lynx
                                                    Matt Briggs




                                                 Scott Miller
                                                                     ?Big Lynx
                                                                       Firma




< 31 Milliarde – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten
   Ansgar Scherp Triple                                              Quelle: http://lod-cloud.net
                                                                                         10 of 42
1. Verwende URIs für Dinge



Matt Briggs


                                                                            Scott Miller
      http://biglynx.co.uk/
      people/matt-briggs
                                                                       http://biglynx.co.uk/
                                                                       people/scott-miller

                 B. Gazen,http://www.flickr.com/photos/bayat/, CC-BY
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                             11 of 42
Beispiel: Big Lynx
                                                   Matt Briggs




                                                Scott Miller
                                                                     Big Lynx
                                                                      Firma



 Was ist mit Relationen wie z.B. kennt ?
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten              12 of 42
Resource Description Framework (RDF)

 Beschreibung von Ressourcen mit RDF-Triple

 Spiegelt die Struktur einfacher Sätze wider, z. B.

           Matt Briggs                                  ist eine Person


                   Subjekt                              Prädikat      Objekt



  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten            13 of 42
Beispiel in Turtle Syntax
<http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs>
  <http://w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
  <http://xmlns.com/foaf/0.1/Person> .

 Namensräume zum Abkürzen von URIs
 Etablierte Namensräume: rdf, foaf, …

@prefix rdf:<http://w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>.
@prefix foaf:<http://xmlns.com/foaf/0.1/> .
<http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs>
   rdf:type foaf:Person .

 Präfix ist im aktuellen Dokument gültig
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   14 of 42
1. Verwende URIs für Relationen




     http://biglynx.co.uk/
     people/matt-briggs

                                                                       http://biglynx.co.uk/
                                                                       people/scott-miller

 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten
                 B. Gazen,http://www.flickr.com/photos/bayat/, CC-BY                       15 of 42
Beispiel: Big Lynx                                                    Dave Smith
      London
                                               „lebt hier“


                                                Matt Briggs

                                                   „dieselbe
                                                Scott Miller
                                                        Person“      Big Lynx
                          …
                                                                      Firma

         DBpedia                                                      Matt Briggs

                                Matts private
                                Webseite
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten              16 of 42
2. Verknüpfungen herstellen
 Verknüpfen von Ressourcen mit RDF-Links
   Beziehungslinks
   Identitätslinks
   Vokabularlinks

 Ermöglichen es weitere Ressourcen zu finden




  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   17 of 42
Beziehungslinks in RDF
 Definieren Beziehungen zwischen Ressourcen
 Beispiel
  <http://biglynx.co.uk/people/dave-smith>
      foaf:based_near
      <http://dbpedia.org/resource/London> .

 Externe Beziehungslinks: Subjekt und Objekt
  kommen aus verschiedenen Namensräumen

 Interne Beziehungslinks: gleicher Namensraum
  biglynx:matt-briggs foaf:knows biglynx:dave-smith .

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Identitätslinks
 URI-Aliase zur Verknüpfung von Datenquellen,
  die dieselben Dinge der realen Welt beschreiben
 Beispiel
     <http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs>
       <http://www.w3.org/2002/07/owl#sameAs>
       <http://www.matt-briggs.eg.uk#me> .


 Dienst für Identitätslinks:                                         .org

 Wann sind zwei Ressourcen identisch?

  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten          19 of 42
Gleichheit von Entitäten
 Problem bekannt aus Datenbanken und
  Datamining


 K. Mayer und K. M. Mayer dieselbe Person?
 Auflösen von Name, Koautoren, Titel und
  Veranstaltungsort oftmals nicht ausreichend

 413.000 DBpedia Orte mit GeoNames abgleichen
 Werkzeuge zur Formulierung von Heuristiken

  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   20 of 42
Vokabularlinks
 Verweise auf Definitionen in eigenen und
  existierenden Vokabularen
 Ziel: Daten werden selbstbeschreibend

 Spezifikation eigener Vokabulare mit
   RDF Vocabulary Description Language (RDFS)
   Simple Knowledge Organization System (SKOS)
   Web Ontology Language (OWL):
    typischerweise nur owl:sameAs

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Existierende Vokabulare
 Friend-of-a-Friend (foaf): Personen
  und Beziehungen
 Dublin Core (dc): Metadaten wie Titel,
  Ersteller, Datum und Thema


 Programmontologie der BBC
 Schema.org Web-Seiten-Markup
  von Google, Bing und Yahoo!
 Facebook Graph API

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Abgleich von Vokabularen
 Integration von Vokabularen
 Ähnlich zum Problem der Identität
 Beispiel: foaf:name vs. vcard:family-name

 Nicht trivial, selbst für ähnliche Vokabulare
 Domänenontologien können sehr groß sein
 Methoden zum Abgleich von Vokabularen und
  Re-Engineering


  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   23 of 42
Beispiel: Big Lynx                                                    Dave Smith
      London
                                       foaf:based_near
                                           „lebt hier“


                                                Matt Briggs

                                                    „dieselbe
                                                 owl:sameAs
                                                    Person“          Big Lynx
                                                                      Firma

         DBpedia                                                      Matt Briggs

                                Matts private
                                Webseite
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3. Dereferenzierung von URIs
 Nachschlagen von URIs mittels HTTP GET
 Anwendbar für Dokumente und digitale Inhalte
 Nachschlagen von Dingen der realen Welt ?




                                http://biglynx.co.uk/
                                people/matt-briggs


 Verschiedene URIs für Dinge und Beschreibung
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   25 of 42
Variante 1: 303 See Other
Linked            HTTP GET (Accept: appl./rdf+xml)                     Big
 Data               http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs           Lynx
Client                                                               Server
                                      303 See Other
                http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs.rdf

                                          HTTP GET
                http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs.rdf

                                                200 OK
                                     (Dokument in RDF)

- Höhere Netzwerklatenz
+ Geeignet für große Datensätze, z. B. DBpedia
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten     26 of 42
Variante 2: Hash URIs
 URI enthält einen mit # getrennten Teil, z. B.
  http://biglynx.co.uk/vocab/sme#Team

 Abschneiden des #<…>-Fragmentes
 Verbleibende URI dereferenzieren
 Beschreibung mehrerer Ressourcen, u. A. Team


 - Höhere Datenübertragung
 + Geeignet zum Empfang ganzer Vokabulare
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   27 of 42
Beispiel: Big Lynx                                                       Dave Smith
      London
                                       foaf:based_near


                                                Matt Briggs

                                                 owl:sameAs
                                                                        Big Lynx
                                                                         Firma

         DBpedia                                                         Matt Briggs

                                Matts private                        Beschreibung
                                Webseite                             von Matt?
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                 28 of 42
4. Beschreibung von URIs
 Dereferenzierung einer Ressource
 Liefert eine Beschreibung in RDF zurück


 Was ist eine sinnvolle Beschreibung?




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Beispiel: Beschreibung von Matt
                foaf:Person                                                            …
…                                                             dp:Birmingham
                                rdf:type                                                …
                                                             foaf:based_near
        biglynx:matt-briggs                                   ex:loc
                                                                        _:point
                                foaf:knows
                                                                                   wgs84:
                                                                     wgs84:          long
       biglynx:dave-smith
                                                                     lat
                                                                                  “-0.118”
                                foaf:based_near
                                                                       “51.509”
                 dp:London

      …                                                       …
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Concise Bounded Description
 Gegeben ein RDF-Graph G = (V, P, E) mit
   V = R B L endliche Knotenmenge aus
                     ∩          ∩
    Ressourcen R, Blank-Nodes B und Literale L
   P endliche Menge an Prädikaten
                     ∩
   E R B x P x V Menge typisierter Kanten
 Startknoten n                            R


 Blank-Node: eindeutige Ressource, ohne URI
 Literal: XSD-typisiertes Objekt (z. B. string, int)
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   31 of 42
Concise Bounded Description
 Einfache Concise Bounded Description (CBD)
                  ∞                          ∩
  SimpleCBD(n) =     I j mit
                                            j=0

       I 0 = { (s, p, o) | (s, p, o)                                  E     s=n}
   I j+1 = { (o, p‘, o‘)                           E|           (s, p, o)      Ij : o   B
                                                                                        ∩j
                                                                          (o, p‘, o‘)          Ik}
                                                                                        k=0


 Weitere CBDs berücksichtigen bspw. noch
  RDF-Reifikation, Symmetrie und RDF-Label
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                          32 of 42
Beispiel: Beschreibung von Matt
                foaf:Person                                                            …
…                                                             dp:Birmingham
                                rdf:type                                                …
                                                             foaf:based_near
        biglynx:matt-briggs                                   ex:loc
                                                                        _:point
                                foaf:knows
                                                                                   wgs84:
                                                                     wgs84:          long
       biglynx:dave-smith
                                                                     lat
                                                                                  “-0.118”
                                foaf:based_near
                                                                       “51.509”
                 dp:London

      …                                                       …
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                    33 of 42
Datensätze beschreiben mit voiD
 Profile der Mitarbeiter sind gebündelt zu einem
  großen Datensatz
  <http://biglynx.co.uk/datasets/people>
     rdf:type void:Dataset;
  dc:hasPart
     <http://biglynx.co.uk/people/dave-smith.rdf>;
  dc:isPartOf
     <http://biglynx.co.uk/datasets/all>.
   …

 voiD hat keine explizite Schemainformation
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   34 of 42
Schemaextraktion
 Finde Quellen mit bestimmten Datentypen
 Erkenne die Verknüpfung von Datenquellen



 Präzise Indexstrukturen benötigt
 Beispielsweise für RDF-Typen, Typ-Cluster und
  prädikatsbasierte Äquivalenzklassen

 Ermöglicht verteilte Anfragen
  auf der Linked-Data-Wolke
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   35 of 42
Übersicht
 Motivation
 Prinzipien
  1. Identifikation
  2. Verknüpfung
  3. Dereferenzierung
  4. Beschreibung
 Muster
 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   36 of 42
Muster in vernetzten Daten
 Generische Lösung für ein wiederkehrendes
  Modellierungsproblem
 Klare Kommunikation durch festgelegte Begriffe

 (Oft) eher Best Practices als Muster

                                                                 [Dodds und Davis, 2011]




  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                 37 of 42
Muster: Topic Autodiscovery
 Problem
    Web-Seiten handeln oft von einem
     bestimmten Thema

 Lösung
    Einbetten eines <link>-Elements
      <link rel="primarytopic"
         href="http://dbpedia.org/resource/London"/>




  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   38 of 42
Muster: Reified Statement
 Problem
    Modellierung von „Aussagen über Aussagen“
    Triple annotieren mit Autor, Datum der
     Erstellung usw.

 Lösung
    Beschreibung von Graphänderungen mit
     herkömmlicher RDF-Reifikation


 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   39 of 42
Beispiel: Reified Statement
                                      rdf:Statement

                                   rdf:type
                                                                dc:created
                                                _:ex1                        "2011-10-28"

    rdf:subject                                                         rdf:object

                                                       rdf:predicate
    ex:/book/1                                                                biglynx:
                                                                             matt-briggs
                                           foaf:maker

 Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                    40 of 42
Muster: Qualified Relation
 Relation mit zwei gleichberechtigen Ressourcen
 Spezieller Fall des Musters N-ary Relation
 Beispiel
   _:mattMaryMarriage rdf:type ex:Marriage;
      ex:partner biglynx:matt-briggs;
      ex:partner ex:mary;
      ex:date "2010-08-06"^^xsd:date .


 Warum nicht als Reified Statement?
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   41 of 42
Zusammenfassung
 Veröffentlichung und Verknüpfung von Daten
   Einheitliches Datenmodell RDF
   Beschreiben und Auffinden von Daten
   Web-Standards wie URI und HTTP

 Herausforderungen
    Identität und Verknüpfung von Ressourcen
    Abgleich von Vokabularen
    Extrahieren von Schemata
    Intuitiv benutzbare Anwendungen
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   42 of 42
Literatur




http://linkeddatabook.com/                                    http://patterns.dataincubator.org/
  Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten                      43 of 42
Weitere Literatur
 T. Berners-Lee: Linked Data, June, 2009.
  URL: http://www.w3.org/DesignIssues/LinkedData.html
 T. Berners-Lee: Cool URIs don't change, 1998.
  URL: http://www.w3.org/Provider/Style/URI
 M. Janik, A. Scherp, and S. Staab. The Semantic Web: Collective
  Intelligence on the Web. In: Informatik Spektrum, Springer, 2011.
 F. Manola, E. Miller, B. McBride (eds.): RDF Primer, 2004. URL:
  http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-primer-20040210/#reification
 L. Sauermann, R. Cyganiak, D. Ayers, M. Völkel: Cool URIs for the
  Semantic Web, 2008. URL: http://www.w3.org/TR/cooluris/
 P. Stickler: CBD - Concise Bounded Description, 2005.
  URL: http://www.w3.org/Submission/CBD/
 Talis Systems Ltd.: Bounded Descriptions In RDF, 2011. URL:
  http://docs.api.talis.com/getting-started/bounded-descriptions-in-rdf
 J. Volz, C. Bizer, M. Gaedke, G. Kobilarov: Discovering and
  Maintaining Links on the Web of Data. ISWC, Westfields, USA, 2009.
   Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten   44 of 42

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Linked Open Data (Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten)

  • 1. Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten Ansgar Scherp Habilitationskolloquium Universität Koblenz-Landau 9. November 2011 CC-BY
  • 2. Motivation  Dave plant eine Reise  von London  zum Kunden in Köln  Wie geht er vor? Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 2 of 42
  • 3. Webseite der Deutschen Bahn Funktioniert, aber … Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 3 of 42
  • 4. Versuchen wir andere Anfragen  Engpässe im öffentlichen Personenverkehr  Visualisierung der Route auf einer Karte  Vergleich mit Flugverbindungen  Verknüpfung mit anderen Daten  Anfragen können nicht beantwortet werden  Denn im Internet von heute sind die Daten … Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 4 of 42
  • 5. … eingeschlossen in Silos!  Hoher Integrationsaufwand  Nicht wiederverwendbar Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 5 of 42 B. Jagendorf, http://www.flickr.com/photos/bobjagendorf/, CC-BY
  • 6. Lösung: vernetzte Daten  Vernetzte Daten (engl. Linked Data)  Veröffentlichung und Verknüpfung von Daten  unterschiedlicher Qualität und Zweck  aus verschiedenen Quellen im Internet Web Linked Data Entitäten Dokumente Daten Relationen Hyperlinks Typisierte Links Format HTML RDF Identität / Protokoll URI / HTTP URI / HTTP Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 6 of 42
  • 7. Linked Data: Mai „07  Sept. „11 Web 2.0 Medien Publikationen Government Cross-Domain Lebenswissen- Geographisch schaften < 31 Milliarde – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten Ansgar Scherp Triple Quelle: http://lod-cloud.net 7 of 42
  • 8. Facettierte, interaktive Exploration  Daten verschiedener Qualität und Herkunft: DBpedia, GeoNames, WordNet, FOAF und Flickr Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 8 of 42
  • 9. Übersicht  Motivation  Prinzipien 1. Identifikation 2. Verknüpfung 3. Dereferenzierung 4. Beschreibung  Muster Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 9 of 42
  • 10. Beispiel: Big Lynx Matt Briggs Scott Miller ?Big Lynx Firma < 31 Milliarde – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten Ansgar Scherp Triple Quelle: http://lod-cloud.net 10 of 42
  • 11. 1. Verwende URIs für Dinge Matt Briggs Scott Miller http://biglynx.co.uk/ people/matt-briggs http://biglynx.co.uk/ people/scott-miller B. Gazen,http://www.flickr.com/photos/bayat/, CC-BY Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 11 of 42
  • 12. Beispiel: Big Lynx Matt Briggs Scott Miller Big Lynx Firma  Was ist mit Relationen wie z.B. kennt ? Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 12 of 42
  • 13. Resource Description Framework (RDF)  Beschreibung von Ressourcen mit RDF-Triple  Spiegelt die Struktur einfacher Sätze wider, z. B. Matt Briggs ist eine Person Subjekt Prädikat Objekt Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 13 of 42
  • 14. Beispiel in Turtle Syntax <http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs> <http://w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> <http://xmlns.com/foaf/0.1/Person> .  Namensräume zum Abkürzen von URIs  Etablierte Namensräume: rdf, foaf, … @prefix rdf:<http://w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>. @prefix foaf:<http://xmlns.com/foaf/0.1/> . <http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs> rdf:type foaf:Person .  Präfix ist im aktuellen Dokument gültig Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 14 of 42
  • 15. 1. Verwende URIs für Relationen http://biglynx.co.uk/ people/matt-briggs http://biglynx.co.uk/ people/scott-miller Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten B. Gazen,http://www.flickr.com/photos/bayat/, CC-BY 15 of 42
  • 16. Beispiel: Big Lynx Dave Smith London „lebt hier“ Matt Briggs „dieselbe Scott Miller Person“ Big Lynx … Firma DBpedia Matt Briggs Matts private Webseite Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 16 of 42
  • 17. 2. Verknüpfungen herstellen  Verknüpfen von Ressourcen mit RDF-Links  Beziehungslinks  Identitätslinks  Vokabularlinks  Ermöglichen es weitere Ressourcen zu finden Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 17 of 42
  • 18. Beziehungslinks in RDF  Definieren Beziehungen zwischen Ressourcen  Beispiel <http://biglynx.co.uk/people/dave-smith> foaf:based_near <http://dbpedia.org/resource/London> .  Externe Beziehungslinks: Subjekt und Objekt kommen aus verschiedenen Namensräumen  Interne Beziehungslinks: gleicher Namensraum biglynx:matt-briggs foaf:knows biglynx:dave-smith . Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 18 of 42
  • 19. Identitätslinks  URI-Aliase zur Verknüpfung von Datenquellen, die dieselben Dinge der realen Welt beschreiben  Beispiel <http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs> <http://www.w3.org/2002/07/owl#sameAs> <http://www.matt-briggs.eg.uk#me> .  Dienst für Identitätslinks: .org  Wann sind zwei Ressourcen identisch? Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 19 of 42
  • 20. Gleichheit von Entitäten  Problem bekannt aus Datenbanken und Datamining  K. Mayer und K. M. Mayer dieselbe Person?  Auflösen von Name, Koautoren, Titel und Veranstaltungsort oftmals nicht ausreichend  413.000 DBpedia Orte mit GeoNames abgleichen  Werkzeuge zur Formulierung von Heuristiken Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 20 of 42
  • 21. Vokabularlinks  Verweise auf Definitionen in eigenen und existierenden Vokabularen  Ziel: Daten werden selbstbeschreibend  Spezifikation eigener Vokabulare mit  RDF Vocabulary Description Language (RDFS)  Simple Knowledge Organization System (SKOS)  Web Ontology Language (OWL): typischerweise nur owl:sameAs Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 21 of 42
  • 22. Existierende Vokabulare  Friend-of-a-Friend (foaf): Personen und Beziehungen  Dublin Core (dc): Metadaten wie Titel, Ersteller, Datum und Thema  Programmontologie der BBC  Schema.org Web-Seiten-Markup von Google, Bing und Yahoo!  Facebook Graph API Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 22 of 42
  • 23. Abgleich von Vokabularen  Integration von Vokabularen  Ähnlich zum Problem der Identität  Beispiel: foaf:name vs. vcard:family-name  Nicht trivial, selbst für ähnliche Vokabulare  Domänenontologien können sehr groß sein  Methoden zum Abgleich von Vokabularen und Re-Engineering Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 23 of 42
  • 24. Beispiel: Big Lynx Dave Smith London foaf:based_near „lebt hier“ Matt Briggs „dieselbe owl:sameAs Person“ Big Lynx Firma DBpedia Matt Briggs Matts private Webseite Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 24 of 42
  • 25. 3. Dereferenzierung von URIs  Nachschlagen von URIs mittels HTTP GET  Anwendbar für Dokumente und digitale Inhalte  Nachschlagen von Dingen der realen Welt ? http://biglynx.co.uk/ people/matt-briggs  Verschiedene URIs für Dinge und Beschreibung Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 25 of 42
  • 26. Variante 1: 303 See Other Linked HTTP GET (Accept: appl./rdf+xml) Big Data http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs Lynx Client Server 303 See Other http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs.rdf HTTP GET http://biglynx.co.uk/people/matt-briggs.rdf 200 OK (Dokument in RDF) - Höhere Netzwerklatenz + Geeignet für große Datensätze, z. B. DBpedia Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 26 of 42
  • 27. Variante 2: Hash URIs  URI enthält einen mit # getrennten Teil, z. B. http://biglynx.co.uk/vocab/sme#Team  Abschneiden des #<…>-Fragmentes  Verbleibende URI dereferenzieren  Beschreibung mehrerer Ressourcen, u. A. Team - Höhere Datenübertragung + Geeignet zum Empfang ganzer Vokabulare Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 27 of 42
  • 28. Beispiel: Big Lynx Dave Smith London foaf:based_near Matt Briggs owl:sameAs Big Lynx Firma DBpedia Matt Briggs Matts private Beschreibung Webseite von Matt? Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 28 of 42
  • 29. 4. Beschreibung von URIs  Dereferenzierung einer Ressource  Liefert eine Beschreibung in RDF zurück  Was ist eine sinnvolle Beschreibung? Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 29 of 42
  • 30. Beispiel: Beschreibung von Matt foaf:Person … … dp:Birmingham rdf:type … foaf:based_near biglynx:matt-briggs ex:loc _:point foaf:knows wgs84: wgs84: long biglynx:dave-smith lat “-0.118” foaf:based_near “51.509” dp:London … … Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 30 of 42
  • 31. Concise Bounded Description  Gegeben ein RDF-Graph G = (V, P, E) mit  V = R B L endliche Knotenmenge aus ∩ ∩ Ressourcen R, Blank-Nodes B und Literale L  P endliche Menge an Prädikaten ∩  E R B x P x V Menge typisierter Kanten  Startknoten n R  Blank-Node: eindeutige Ressource, ohne URI  Literal: XSD-typisiertes Objekt (z. B. string, int) Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 31 of 42
  • 32. Concise Bounded Description  Einfache Concise Bounded Description (CBD) ∞ ∩ SimpleCBD(n) = I j mit j=0 I 0 = { (s, p, o) | (s, p, o) E s=n} I j+1 = { (o, p‘, o‘) E| (s, p, o) Ij : o B ∩j (o, p‘, o‘) Ik} k=0  Weitere CBDs berücksichtigen bspw. noch RDF-Reifikation, Symmetrie und RDF-Label Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 32 of 42
  • 33. Beispiel: Beschreibung von Matt foaf:Person … … dp:Birmingham rdf:type … foaf:based_near biglynx:matt-briggs ex:loc _:point foaf:knows wgs84: wgs84: long biglynx:dave-smith lat “-0.118” foaf:based_near “51.509” dp:London … … Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 33 of 42
  • 34. Datensätze beschreiben mit voiD  Profile der Mitarbeiter sind gebündelt zu einem großen Datensatz <http://biglynx.co.uk/datasets/people> rdf:type void:Dataset; dc:hasPart <http://biglynx.co.uk/people/dave-smith.rdf>; dc:isPartOf <http://biglynx.co.uk/datasets/all>. …  voiD hat keine explizite Schemainformation Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 34 of 42
  • 35. Schemaextraktion  Finde Quellen mit bestimmten Datentypen  Erkenne die Verknüpfung von Datenquellen  Präzise Indexstrukturen benötigt  Beispielsweise für RDF-Typen, Typ-Cluster und prädikatsbasierte Äquivalenzklassen  Ermöglicht verteilte Anfragen auf der Linked-Data-Wolke Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 35 of 42
  • 36. Übersicht  Motivation  Prinzipien 1. Identifikation 2. Verknüpfung 3. Dereferenzierung 4. Beschreibung  Muster Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 36 of 42
  • 37. Muster in vernetzten Daten  Generische Lösung für ein wiederkehrendes Modellierungsproblem  Klare Kommunikation durch festgelegte Begriffe  (Oft) eher Best Practices als Muster [Dodds und Davis, 2011] Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 37 of 42
  • 38. Muster: Topic Autodiscovery  Problem  Web-Seiten handeln oft von einem bestimmten Thema  Lösung  Einbetten eines <link>-Elements <link rel="primarytopic" href="http://dbpedia.org/resource/London"/> Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 38 of 42
  • 39. Muster: Reified Statement  Problem  Modellierung von „Aussagen über Aussagen“  Triple annotieren mit Autor, Datum der Erstellung usw.  Lösung  Beschreibung von Graphänderungen mit herkömmlicher RDF-Reifikation Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 39 of 42
  • 40. Beispiel: Reified Statement rdf:Statement rdf:type dc:created _:ex1 "2011-10-28" rdf:subject rdf:object rdf:predicate ex:/book/1 biglynx: matt-briggs foaf:maker Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 40 of 42
  • 41. Muster: Qualified Relation  Relation mit zwei gleichberechtigen Ressourcen  Spezieller Fall des Musters N-ary Relation  Beispiel _:mattMaryMarriage rdf:type ex:Marriage; ex:partner biglynx:matt-briggs; ex:partner ex:mary; ex:date "2010-08-06"^^xsd:date .  Warum nicht als Reified Statement? Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 41 of 42
  • 42. Zusammenfassung  Veröffentlichung und Verknüpfung von Daten  Einheitliches Datenmodell RDF  Beschreiben und Auffinden von Daten  Web-Standards wie URI und HTTP  Herausforderungen  Identität und Verknüpfung von Ressourcen  Abgleich von Vokabularen  Extrahieren von Schemata  Intuitiv benutzbare Anwendungen Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 42 of 42
  • 43. Literatur http://linkeddatabook.com/ http://patterns.dataincubator.org/ Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 43 of 42
  • 44. Weitere Literatur  T. Berners-Lee: Linked Data, June, 2009. URL: http://www.w3.org/DesignIssues/LinkedData.html  T. Berners-Lee: Cool URIs don't change, 1998. URL: http://www.w3.org/Provider/Style/URI  M. Janik, A. Scherp, and S. Staab. The Semantic Web: Collective Intelligence on the Web. In: Informatik Spektrum, Springer, 2011.  F. Manola, E. Miller, B. McBride (eds.): RDF Primer, 2004. URL: http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-primer-20040210/#reification  L. Sauermann, R. Cyganiak, D. Ayers, M. Völkel: Cool URIs for the Semantic Web, 2008. URL: http://www.w3.org/TR/cooluris/  P. Stickler: CBD - Concise Bounded Description, 2005. URL: http://www.w3.org/Submission/CBD/  Talis Systems Ltd.: Bounded Descriptions In RDF, 2011. URL: http://docs.api.talis.com/getting-started/bounded-descriptions-in-rdf  J. Volz, C. Bizer, M. Gaedke, G. Kobilarov: Discovering and Maintaining Links on the Web of Data. ISWC, Westfields, USA, 2009. Ansgar Scherp – Entwurfsprinzipien und Muster für vernetzte Daten 44 of 42