On Reasoning with RDF Statements about Statements using Singleton Property Triples

The Singleton Property (SP) approach has been proposed for representing and querying metadata about RDF triples such as provenance, time, location, and evidence. In this approach, one singleton property is created to uniquely represent a relationship in a particular context, and in general, generates a large property hierarchy in the schema. It has become the subject of important questions from Semantic Web practitioners. Can an existing reasoner recognize the singleton property triples? And how? If the singleton property triples describe a data triple, then how can a reasoner infer this data triple from the singleton property triples? Or would the large property hierarchy affect the reasoners in some way? We address these questions in this paper and present our study about the reasoning aspects of the singleton properties. We propose a simple mechanism to enable existing reasoners to recognize the singleton property triples, as well as to infer the data triples described by the singleton property triples. We evaluate the effect of the singleton property triples in the reasoning processes by comparing the performance on RDF datasets with and without singleton properties. Our evaluation uses as benchmark the LUBM datasets and the LUBM-SP datasets derived from LUBM with temporal information added through singleton properties

The DIGMAP geo-temporal web gazetteer service

This paper presents the DIGMAP geo-temporal Web gazetteer service, a system providing access to names of places, historical periods, and associated geo-temporal information. Within the DIGMAP project, this gazetteer serves as the unified repository of geographic and temporal information, assisting in the recognition and disambiguation of geo-temporal expressions over text, as well as in resource searching and indexing. We describe the data integration methodology, the handling of temporal information and some of the applications that use the gazetteer. Initial evaluation results show that the proposed system can adequately support several tasks related to geo-temporal information extraction and retrieval

TEMPOS: A Platform for Developing Temporal Applications on Top of Object DBMS

This paper presents TEMPOS: a set of models and languages supporting the manipulation of temporal data on top of object DBMS. The proposed models exploit object-oriented technology to meet some important, yet traditionally neglected design criteria related to legacy code migration and representation independence. Two complementary ways for accessing temporal data are offered: a query language and a visual browser. The query language, namely TempOQL, is an extension of OQL supporting the manipulation of histories regardless of their representations, through fully composable functional operators. The visual browser offers operators that facilitate several time-related interactive navigation tasks, such as studying a snapshot of a collection of objects at a given instant, or detecting and examining changes within temporal attributes and relationships. TEMPOS models and languages have been formalized both at the syntactical and the semantical level and have been implemented on top of an object DBMS. The suitability of the proposals with regard to applications' requirements has been validated through concrete case studies

Efficient processing of large-scale spatio-temporal data

Millionen Geräte, wie z.B. Mobiltelefone, Autos und Umweltsensoren senden ihre Positionen zusammen mit einem Zeitstempel und weiteren Nutzdaten an einen Server zu verschiedenen Analysezwecken. Die Positionsinformationen und übertragenen Ereignisinformationen werden als Punkte oder Polygone dargestellt. Eine weitere Art räumlicher Daten sind Rasterdaten, die zum Beispiel von Kameras und Sensoren produziert werden. Diese großen räumlich-zeitlichen Datenmengen können nur auf skalierbaren Plattformen wie Hadoop und Apache Spark verarbeitet werden, die jedoch z.B. die Nachbarschaftsinformation nicht ausnutzen können - was die Ausführung bestimmter Anfragen praktisch unmöglich macht. Die wiederholten Ausführungen der Analyseprogramme während ihrer Entwicklung und durch verschiedene Nutzer resultieren in langen Ausführungszeiten und hohen Kosten für gemietete Ressourcen, die durch die Wiederverwendung von Zwischenergebnissen reduziert werden können. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den beiden oben beschriebenen Herausforderungen. Wir präsentieren zunächst das STARK Framework für die Verarbeitung räumlich-zeitlicher Vektor- und Rasterdaten in Apache Spark. Wir identifizieren verschiedene Algorithmen für Operatoren und analysieren, wie diese von den Eigenschaften der zugrundeliegenden Plattform profitieren können. Weiterhin wird untersucht, wie Indexe in der verteilten und parallelen Umgebung realisiert werden können. Außerdem vergleichen wir Partitionierungsmethoden, die unterschiedlich gut mit ungleichmäßiger Datenverteilung und der Größe der Datenmenge umgehen können und präsentieren einen Ansatz um die auf Operatorebene zu verarbeitende Datenmenge frühzeitig zu reduzieren. Um die Ausführungszeit von Programmen zu verkürzen, stellen wir einen Ansatz zur transparenten Materialisierung von Zwischenergebnissen vor. Dieser Ansatz benutzt ein Entscheidungsmodell, welches auf den tatsächlichen Operatorkosten basiert. In der Evaluierung vergleichen wir die verschiedenen Implementierungs- sowie Konfigurationsmöglichkeiten in STARK und identifizieren Szenarien wann Partitionierung und Indexierung eingesetzt werden sollten. Außerdem vergleichen wir STARK mit verwandten Systemen. Im zweiten Teil der Evaluierung zeigen wir, dass die transparente Wiederverwendung der materialisierten Zwischenergebnisse die Ausführungszeit der Programme signifikant verringern kann.Millions of location-aware devices, such as mobile phones, cars, and environmental sensors constantly report their positions often in combination with a timestamp to a server for different kinds of analyses. While the location information of the devices and reported events is represented as points and polygons, raster data is another type of spatial data, which is for example produced by cameras and sensors. This Big spatio-temporal Data needs to be processed on scalable platforms, such as Hadoop and Apache Spark, which, however, are unaware of, e.g., spatial neighborhood, what makes them practically impossible to use for this kind of data. The repeated executions of the programs during development and by different users result in long execution times and potentially high costs in rented clusters, which can be reduced by reusing commonly computed intermediate results. Within this thesis, we tackle the two challenges described above. First, we present the STARK framework for processing spatio-temporal vector and raster data on the Apache Spark stack. For operators, we identify several possible algorithms and study how they can benefit from the underlying platform's properties. We further investigate how indexes can be realized in the distributed and parallel architecture of Big Data processing engines and compare methods for data partitioning, which perform differently well with respect to data skew and data set size. Furthermore, an approach to reduce the amount of data to process at operator level is presented. In order to reduce the execution times, we introduce an approach to transparently recycle intermediate results of dataflow programs, based on operator costs. To compute the costs, we instrument the programs with profiling code to gather the execution time and result size of the operators. In the evaluation, we first compare the various implementation and configuration possibilities in STARK and identify scenarios when and how partitioning and indexing should be applied. We further compare STARK to related systems and show that we can achieve significantly better execution times, not only when exploiting existing partitioning information. In the second part of the evaluation, we show that with the transparent cost-based materialization and recycling of intermediate results, the execution times of programs can be reduced significantly

Contextual Social Networking

The thesis centers around the multi-faceted research question of how contexts may be detected and derived that can be used for new context aware Social Networking services and for improving the usefulness of existing Social Networking services, giving rise to the notion of Contextual Social Networking. In a first foundational part, we characterize the closely related fields of Contextual-, Mobile-, and Decentralized Social Networking using different methods and focusing on different detailed aspects. A second part focuses on the question of how short-term and long-term social contexts as especially interesting forms of context for Social Networking may be derived. We focus on NLP based methods for the characterization of social relations as a typical form of long-term social contexts and on Mobile Social Signal Processing methods for deriving short-term social contexts on the basis of geometry of interaction and audio. We furthermore investigate, how personal social agents may combine such social context elements on various levels of abstraction. The third part discusses new and improved context aware Social Networking service concepts. We investigate special forms of awareness services, new forms of social information retrieval, social recommender systems, context aware privacy concepts and services and platforms supporting Open Innovation and creative processes. This version of the thesis does not contain the included publications because of copyrights of the journals etc. Contact in terms of the version with all included publications: Georg Groh, [email protected] zentrale Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die vielschichtige Frage, wie Kontexte detektiert und abgeleitet werden können, die dazu dienen können, neuartige kontextbewusste Social Networking Dienste zu schaffen und bestehende Dienste in ihrem Nutzwert zu verbessern. Die (noch nicht abgeschlossene) erfolgreiche Umsetzung dieses Programmes führt auf ein Konzept, das man als Contextual Social Networking bezeichnen kann. In einem grundlegenden ersten Teil werden die eng zusammenhängenden Gebiete Contextual Social Networking, Mobile Social Networking und Decentralized Social Networking mit verschiedenen Methoden und unter Fokussierung auf verschiedene Detail-Aspekte näher beleuchtet und in Zusammenhang gesetzt. Ein zweiter Teil behandelt die Frage, wie soziale Kurzzeit- und Langzeit-Kontexte als für das Social Networking besonders interessante Formen von Kontext gemessen und abgeleitet werden können. Ein Fokus liegt hierbei auf NLP Methoden zur Charakterisierung sozialer Beziehungen als einer typischen Form von sozialem Langzeit-Kontext. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf Methoden aus dem Mobile Social Signal Processing zur Ableitung sinnvoller sozialer Kurzzeit-Kontexte auf der Basis von Interaktionsgeometrien und Audio-Daten. Es wird ferner untersucht, wie persönliche soziale Agenten Kontext-Elemente verschiedener Abstraktionsgrade miteinander kombinieren können. Der dritte Teil behandelt neuartige und verbesserte Konzepte für kontextbewusste Social Networking Dienste. Es werden spezielle Formen von Awareness Diensten, neue Formen von sozialem Information Retrieval, Konzepte für kontextbewusstes Privacy Management und Dienste und Plattformen zur Unterstützung von Open Innovation und Kreativität untersucht und vorgestellt. Diese Version der Habilitationsschrift enthält die inkludierten Publikationen zurVermeidung von Copyright-Verletzungen auf Seiten der Journals u.a. nicht. Kontakt in Bezug auf die Version mit allen inkludierten Publikationen: Georg Groh, [email protected]

A grid-based infrastructure for distributed retrieval

In large-scale distributed retrieval, challenges of latency, heterogeneity, and dynamicity emphasise the importance of infrastructural support in reducing the development costs of state-of-the-art solutions. We present a service-based infrastructure for distributed retrieval which blends middleware facilities and a design framework to ‘lift’ the resource sharing approach and the computational services of a European Grid platform into the domain of e-Science applications. In this paper, we give an overview of the DILIGENT Search Framework and illustrate its exploitation in the field of Earth Science