Evolution cohérente des ressources termino-ontologiques et des annotations sémantiques

Un des enjeux du web sémantique est de produire des caractérisations formelles de contenus documentaires, ou annotations sémantiques, de qualité. Or dans un environnement dynamique, les ressources termino-ontologiques et les annotations sémantiques qu'elles permettent de construire doivent être modifiées régulièrement et en cohérence pour s'adapter à l'évolution du domaine concerné et des collections documentaires annotées. Notre contribution est une méthode qui permet de gérer conjointement l'évolution d'une ressource termino-ontologique et d'annotations sémantiques produites à partir de cette ressource. La méthode définit les types de changements applicables (élémentaires ou complexes), ainsi que des stratégies d'évolution de la ressource et des annotations. Cette méthode est mise en œuvre par le logiciel EvOnto qui s'intègre à l'environnement d'annotation automatique de documents TextViz défini dans le cadre du projet ANR DYNAMO. L'originalité d'EvOnto est de s'adapter à plusieurs scénarios d'évolution suivant que ce soit l'ontologie, la collection documentaire ou les annotations qui soient modifiées. EvOnto assure un support à l'ontologue en le guidant interactivement pour formuler une demande de changement, évaluer son impact (effets supplémentaires) sur la ressource termino-ontologique et aussi sur les annotations sémantiques, et décider ensuite de leur mise en œuvre. Il fournit des informations à l'ontologue pour qu'il décide d'une évolution en connaissant ses conséquences, et qu'il l'adapte pour minimiser les effets négatifs, les impacts non souhaitables ou les coûts correspondants sur la ressource elle-même et son utilisation dans des annotations.One of the challenges of the Semantic Web is to get high quality formal representations that characterize document content, also called semantic annotations. In a dynamic environment, the termino-ontological resources and semantic annotations built thanks to the resources must be regularly and consistently modified to adapt to the evolution of the domain to which they relate and to the annotated document collections. Our contribution is a method to jointly manage the evolution of a termino-ontological resource and semantic annotations built with this resource. The method defines applicable change types (elementary or complex) as well as evolution strategies for both the resource and the document semantic annotations. This method is supported by the EvOnto system that takes place in the TextViz platform for ontology-based automatic document annotation developed in the DYNAMO project. The originality of EvOnto is to preserve the consistency between the termino-ontological resources and the semantic annotations.. EvOnto provides support to the ontologist for different scenarios, and guides him interactively when he requests for a change by assessing its impact (additional effects) on the quality of the termino-ontological resource and also on semantic annotations, and then when he decides on their implementation. EvOnto provides the ontologist with relevant information on the use of ontology so that he takes initiative of a change knowing its consequences, and so that he adapts changes to minimize their negative effects, their undesirable impacts and their related costs on the resource itself and its use in annotations

Algebraic graph transformations for formalizing ontology changes and evolving ontologies

An ontology represents a consensus on the representation of the concepts and axioms of a given domain. This consensus is often reached through an iterative process, each iteration consisting in modifying the current version of the consensus. Furthermore, frequent and continuous changes are also occurring when the represented domain evolves or when new requirements have to be considered. Consequently, ontologies have to be adaptable to handle evolution, revision and refinement. However, this process is highly challenging as it is often difficult to understand all affected ontology parts when changes are performed. Thus, inconsistencies can occur in the ontology as the changes can introduce contradictory axioms. To address this issue, this paper presents a formal approach for evolving ontologies using Typed Graph Grammars. This method relies on the algebraic approach Simple PushOut (SPO) of graph transformations. It formalizes the ontology changes and proposes an a priori approach of inconsistencies resolution. The modified ontology does not need an explicit checking as an incorrect ontology version cannot actually be generated. To validate our proposal, an implementation is presented using the Attributed Graph Grammar (AGG) toolbox

ScaleSem (model checking et web sémantique)

Le développement croissant des réseaux et en particulier l'Internet a considérablement développé l'écart entre les systèmes d'information hétérogènes. En faisant une analyse sur les études de l'interopérabilité des systèmes d'information hétérogènes, nous découvrons que tous les travaux dans ce domaine tendent à la résolution des problèmes de l'hétérogénéité sémantique. Le W3C (World Wide Web Consortium) propose des normes pour représenter la sémantique par l'ontologie. L'ontologie est en train de devenir un support incontournable pour l'interopérabilité des systèmes d'information et en particulier dans la sémantique. La structure de l'ontologie est une combinaison de concepts, propriétés et relations. Cette combinaison est aussi appelée un graphe sémantique. Plusieurs langages ont été développés dans le cadre du Web sémantique et la plupart de ces langages utilisent la syntaxe XML (eXtensible Meta Language). Les langages OWL (Ontology Web Language) et RDF (Resource Description Framework) sont les langages les plus importants du web sémantique, ils sont basés sur XML.Le RDF est la première norme du W3C pour l'enrichissement des ressources sur le Web avec des descriptions détaillées et il augmente la facilité de traitement automatique des ressources Web. Les descriptions peuvent être des caractéristiques des ressources, telles que l'auteur ou le contenu d'un site web. Ces descriptions sont des métadonnées. Enrichir le Web avec des métadonnées permet le développement de ce qu'on appelle le Web Sémantique. Le RDF est aussi utilisé pour représenter les graphes sémantiques correspondant à une modélisation des connaissances spécifiques. Les fichiers RDF sont généralement stockés dans une base de données relationnelle et manipulés en utilisant le langage SQL ou les langages dérivés comme SPARQL. Malheureusement, cette solution, bien adaptée pour les petits graphes RDF n'est pas bien adaptée pour les grands graphes RDF. Ces graphes évoluent rapidement et leur adaptation au changement peut faire apparaître des incohérences. Conduire l application des changements tout en maintenant la cohérence des graphes sémantiques est une tâche cruciale et coûteuse en termes de temps et de complexité. Un processus automatisé est donc essentiel. Pour ces graphes RDF de grande taille, nous suggérons une nouvelle façon en utilisant la vérification formelle Le Model checking .Le Model checking est une technique de vérification qui explore tous les états possibles du système. De cette manière, on peut montrer qu un modèle d un système donné satisfait une propriété donnée. Cette thèse apporte une nouvelle méthode de vérification et d interrogation de graphes sémantiques. Nous proposons une approche nommé ScaleSem qui consiste à transformer les graphes sémantiques en graphes compréhensibles par le model checker (l outil de vérification de la méthode Model checking). Il est nécessaire d avoir des outils logiciels permettant de réaliser la traduction d un graphe décrit dans un formalisme vers le même graphe (ou une adaptation) décrit dans un autre formalismeThe increasing development of networks and especially the Internet has greatly expanded the gap between heterogeneous information systems. In a review of studies of interoperability of heterogeneous information systems, we find that all the work in this area tends to be in solving the problems of semantic heterogeneity. The W3C (World Wide Web Consortium) standards proposed to represent the semantic ontology. Ontology is becoming an indispensable support for interoperability of information systems, and in particular the semantics. The structure of the ontology is a combination of concepts, properties and relations. This combination is also called a semantic graph. Several languages have been developed in the context of the Semantic Web. Most of these languages use syntax XML (eXtensible Meta Language). The OWL (Ontology Web Language) and RDF (Resource Description Framework) are the most important languages of the Semantic Web, and are based on XML.RDF is the first W3C standard for enriching resources on the Web with detailed descriptions, and increases the facility of automatic processing of Web resources. Descriptions may be characteristics of resources, such as the author or the content of a website. These descriptions are metadata. Enriching the Web with metadata allows the development of the so-called Semantic Web. RDF is used to represent semantic graphs corresponding to a specific knowledge modeling. RDF files are typically stored in a relational database and manipulated using SQL, or derived languages such as SPARQL. This solution is well suited for small RDF graphs, but is unfortunately not well suited for large RDF graphs. These graphs are rapidly evolving, and adapting them to change may reveal inconsistencies. Driving the implementation of changes while maintaining the consistency of a semantic graph is a crucial task, and costly in terms of time and complexity. An automated process is essential. For these large RDF graphs, we propose a new way using formal verification entitled "Model Checking".Model Checking is a verification technique that explores all possible states of the system. In this way, we can show that a model of a given system satisfies a given property. This thesis provides a new method for checking and querying semantic graphs. We propose an approach called ScaleSem which transforms semantic graphs into graphs understood by the Model Checker (The verification Tool of the Model Checking method). It is necessary to have software tools to perform the translation of a graph described in a certain formalism into the same graph (or adaptation) described in another formalismDIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

Gestion de l'évolution d'un Web sémantique d'entreprise

Corporate Semantic Web (CSW) is an approach of the Knowledge Management in an organisation for the next generation of the Semantic Web. Actually, the organisations live in a dynamic and evolving environment which often leads to internal and external changes requiring the evolution of their knowledge management system. Few current researches face the change management of the knowledge management system. The objective of this thesis is to contribute to reduce this limitation. In this dissertation, we present a new approach for the evolution management of the CSW. We focus particularly on ontology evolution and semantic annotation evolution which are two important components of the CSW. We are interested in two main scenarios of ontology evolution : (i) with trace and (ii) without trace of ontology changes which are carried out during its evolution. These two scenarios are often encountered in reality and they lead to inconsistencies of the semantic annotations using this modified ontology. Corresponding to each context of evolution, we have developed equivalent approaches: a procedural approach and a rule-based approach in order to manage semantic annotation evolution and particularly to detect inconsistent annotations and to guide the process of solving these inconsistencies. These propositions were implemented and validated in the CoSWEM system which facilitates the evolution management of the CSW. This system was also experimented within the framework of the industrial projects PALETTE and E-WOK_HUB with a set of real and evolving data from these projects.Le Web Sémantique d'Entreprise (WSE) est une approche particulière de la Gestion des Connaissances d'une entreprise pour la prochaine génération du Web Sémantique. Dans la réalité, les organisations vivent dans un environnement hétérogène, dynamique et en cours d'évolution qui mène souvent à des changements externes et internes requérant l'évolution de leur système de gestion des connaissances. Peu de recherches actuelles font face aux changements du système de gestion des connaissances. L'objectif de cette thèse est de contribuer à lever cette limitation. Dans ce manuscrit, nous présentons une nouvelle approche de la gestion de l'évolution du WSE. Nous nous focalisons en particulier sur l'évolution de l'ontologie et de l'annotation sémantique qui sont deux composants importants du WSE. Nous nous intéressons à deux scénarios d'évolution de l'ontologie : (i) avec trace et (ii) sans trace de changements ontologiques effectués. Ces deux scénarios sont fréquents dans les situations réelles et ils peuvent entraîner des inconsistances au niveau des annotations sémantiques reposant sur cette ontologie modifiée. Pour chacun des contextes d'évolution, nous développons des approches équivalentes : une approche procédurale et une approche basée sur des règles en vue de gérer l'évolution des annotations sémantiques et de détecter et de corriger les annotations sémantiques inconsistantes. Ces propositions ont été implémentées et validées dans le système CoSWEM qui facilite la gestion de l'évolution du WSE. Ce système a été expérimenté dans le cadre des projets PALETTE et E-WOK_HUB sur un ensemble de données réelles et évolutives provenant de ces projets