Semantic Analysis of R2RML Mappings for Ontology-Based Data Access

Ontology-based data access (OBDA) deals with the problem of accessing autonomous data sources through a shared, virtual ontology, and declarative mappings connecting the data sources to the ontology. The W3C standard R2RML allows for mapping relational data sources to RDFS/OWL ontologies. In this paper, we present algorithms for the semantic analysis of R2RML mappings in the OBDA setting, when the ontology is expressed in OWL 2 QL. The focus of such algorithms is to identify the main semantical anomalies (inconsistency and redundancy) of a mapping specification with respect to the ontology and/or the data sources. Such algorithms have been implemented in the mapping analysis tool developed within the Optique European project. We also report on the experiments conducted within the Optique project use cases

A survey of RDB to RDF translation approaches and tools

ISRN I3S/RR 2013-04-FR 24 pagesRelational databases scattered over the web are generally opaque to regular web crawling tools. To address this concern, many RDB-to-RDF approaches have been proposed over the last years. In this paper, we propose a detailed review of seventeen RDB-to-RDF initiatives, considering end-to-end projects that delivered operational tools. The different tools are classified along three major axes: mapping description language, mapping implementation and data retrieval method. We analyse the motivations, commonalities and differences between existing approaches. The expressiveness of existing mapping languages is not always sufficient to produce semantically rich data and make it usable, interoperable and linkable. We therefore briefly present various strategies investigated in the literature to produce additional knowledge. Finally, we show that R2RML, the W3C recommendation for describing RDB to RDF mappings, may not apply to all needs in the wide scope of RDB to RDF translation applications, leaving space for future extensions

Supporting Tools for Automated Generation and Visual Editing of Relational-to-Ontology Mappings

La integració de dades amb formats heterogenis i de diversos dominis mitjançant tecnologies de la web semàntica permet solucionar la seva disparitat estructural i semàntica. L'accés a dades basat en ontologies (OBDA, en anglès) és una solució integral que es basa en l'ús d'ontologies com esquemes mediadors i el mapatge entre les dades i les ontologies per facilitar la consulta de les fonts de dades. No obstant això, una de les principals barreres que pot dificultar més l'adopció de OBDA és la manca d'eines per donar suport a la creació de mapatges entre dades i ontologies. L'objectiu d'aquesta investigació ha estat desenvolupar noves eines que permetin als experts sense coneixements d'ontologies la creació de mapatges entre dades i ontologies. Amb aquesta finalitat, s'han dut a terme dues línies de treball: la generació automàtica de mapatges entre dades relacionals i ontologies i l'edició dels mapatges a través de la seva representació visual. Les eines actualment disponibles per automatitzar la generació de mapatges estan lluny de proporcionar una solució completa, ja que es basen en els esquemes relacionals i amb prou feines tenen en compte els continguts de la font de dades relacional i les característiques de l'ontologia. No obstant això, les dades poden contenir relacions ocultes que poden ajudar a la generació de mapatges. Per superar aquesta limitació, hem desenvolupat AutoMap4OBDA, un sistema que genera automàticament mapatges R2RML a partir de l'anàlisi dels continguts de la font relacional i tenint en compte les característiques de l'ontologia. El sistema fa servir una tècnica d'aprenentatge d'ontologies per inferir jerarquies de classes, selecciona les mètriques de similitud de cadenes en base a les etiquetes de les ontologies i analitza les estructures de grafs per generar els mapatges a partir de l'estructura de l'ontologia. La representació visual per mitjà d'interfícies intuïtives pot ajudar els usuaris sense coneixements tècnics a establir mapatges entre una font relacional i una ontologia. No obstant això, les eines existents per a l'edició visual de mapatges mostren algunes limitacions. En particular, la representació visual de mapatges no contempla les estructures de la font relacional i de l'ontologia de forma conjunta. Per superar aquest inconvenient, hem desenvolupat Map-On, un entorn visual web per a l'edició manual de mapatges. AutoMap4OBDA ha demostrat que supera les prestacions de les solucions existents per a la generació de mapatges. Map-On s'ha aplicat en projectes d'investigació per verificar la seva eficàcia en la gestió de mapatges.La integración de datos con formatos heterogéneos y de diversos dominios mediante tecnologías de la Web Semántica permite solventar su disparidad estructural y semántica. El acceso a datos basado en ontologías (OBDA, en inglés) es una solución integral que se basa en el uso de ontologías como esquemas mediadores y mapeos entre los datos y las ontologías para facilitar la consulta de las fuentes de datos. Sin embargo, una de las principales barreras que puede dificultar más la adopción de OBDA es la falta de herramientas para apoyar la creación de mapeos entre datos y ontologías. El objetivo de esta investigación ha sido desarrollar nuevas herramientas que permitan a expertos sin conocimientos de ontologías la creación de mapeos entre datos y ontologías. Con este fin, se han llevado a cabo dos líneas de trabajo: la generación automática de mapeos entre datos relacionales y ontologías y la edición de los mapeos a través de su representación visual. Las herramientas actualmente disponibles para automatizar la generación de mapeos están lejos de proporcionar una solución completa, ya que se basan en los esquemas relacionales y apenas tienen en cuenta los contenidos de la fuente de datos relacional y las características de la ontología. Sin embargo, los datos pueden contener relaciones ocultas que pueden ayudar a la generación de mapeos. Para superar esta limitación, hemos desarrollado AutoMap4OBDA, un sistema que genera automáticamente mapeos R2RML a partir del análisis de los contenidos de la fuente relacional y teniendo en cuenta las características de la ontología. El sistema emplea una técnica de aprendizaje de ontologías para inferir jerarquías de clases, selecciona las métricas de similitud de cadenas en base a las etiquetas de las ontologías y analiza las estructuras de grafos para generar los mapeos a partir de la estructura de la ontología. La representación visual por medio de interfaces intuitivas puede ayudar a los usuarios sin conocimientos técnicos a establecer mapeos entre una fuente relacional y una ontología. Sin embargo, las herramientas existentes para la edición visual de mapeos muestran algunas limitaciones. En particular, la representación de mapeos no contempla las estructuras de la fuente relacional y de la ontología de forma conjunta. Para superar este inconveniente, hemos desarrollado Map-On, un entorno visual web para la edición manual de mapeos. AutoMap4OBDA ha demostrado que supera las prestaciones de las soluciones existentes para la generación de mapeos. Map-On se ha aplicado en proyectos de investigación para verificar su eficacia en la gestión de mapeos.Integration of data from heterogeneous formats and domains based on Semantic Web technologies enables us to solve their structural and semantic heterogeneity. Ontology-based data access (OBDA) is a comprehensive solution which relies on the use of ontologies as mediator schemas and relational-to-ontology mappings to facilitate data source querying. However, one of the greatest obstacles in the adoption of OBDA is the lack of tools to support the creation of mappings between physically stored data and ontologies. The objective of this research has been to develop new tools that allow non-ontology experts to create relational-to-ontology mappings. For this purpose, two lines of work have been carried out: the automated generation of relational-to-ontology mappings, and visual support for mapping editing. The tools currently available to automate the generation of mappings are far from providing a complete solution, since they rely on relational schemas and barely take into account the contents of the relational data source and features of the ontology. However, the data may contain hidden relationships that can help in the process of mapping generation. To overcome this limitation, we have developed AutoMap4OBDA, a system that automatically generates R2RML mappings from the analysis of the contents of the relational source and takes into account the characteristics of ontology. The system employs an ontology learning technique to infer class hierarchies, selects the string similarity metric based on the labels of ontologies, and analyses the graph structures to generate the mappings from the structure of the ontology. The visual representation through intuitive interfaces can help non-technical users to establish mappings between a relational source and an ontology. However, existing tools for visual editing of mappings show somewhat limitations. In particular, the visual representation of mapping does not embrace the structure of the relational source and the ontology at the same time. To overcome this problem, we have developed Map-On, a visual web environment for the manual editing of mappings. AutoMap4OBDA has been shown to outperform existing solutions in the generation of mappings. Map-On has been applied in research projects to verify its effectiveness in managing mappings

Constitute: The world’s constitutions to read, search, and compare

Constitutional design and redesign is constant. Over the last 200 years, countries have replaced their constitutions an average of every 19 years and some have amended them almost yearly. A basic problem in the drafting of these documents is the search and analysis of model text deployed in other jurisdictions. Traditionally, this process has been ad hoc and the results suboptimal. As a result, drafters generally lack systematic information about the institutional options and choices available to them. In order to address this informational need, the investigators developed a web application, Constitute [online at http://www.constituteproject.org], with the use of semantic technologies. Constitute provides searchable access to the world’s constitutions using the conceptualization, texts, and data developed by the Comparative Constitutions Project. An OWL ontology represents 330 ‘‘topics’’ – e.g. right to health – with which the investigators have tagged relevant provisions of nearly all constitutions in force as of September of 2013. The tagged texts were then converted to an RDF representation using R2RML mappings and Capsenta’s Ultrawrap. The portal implements semantic search features to allow constitutional drafters to read, search, and compare the world’s constitutions. The goal of the project is to improve the efficiency and systemization of constitutional design and, thus, to support the independence and self-reliance of constitutional drafters.Governmen

Using Ontologies for Semantic Data Integration

While big data analytics is considered as one of the most important paths to competitive advantage of today’s enterprises, data scientists spend a comparatively large amount of time in the data preparation and data integration phase of a big data project. This shows that data integration is still a major challenge in IT applications. Over the past two decades, the idea of using semantics for data integration has become increasingly crucial, and has received much attention in the AI, database, web, and data mining communities. Here, we focus on a specific paradigm for semantic data integration, called Ontology-Based Data Access (OBDA). The goal of this paper is to provide an overview of OBDA, pointing out both the techniques that are at the basis of the paradigm, and the main challenges that remain to be addressed

Ontop: answering SPARQL queries over relational databases

We present Ontop, an open-source Ontology-Based Data Access (OBDA) system that allows for querying relational data sources through a conceptual representation of the domain of interest, provided in terms of an ontology, to which the data sources are mapped. Key features of Ontop are its solid theoretical foundations, a virtual approach to OBDA, which avoids materializing triples and is implemented through the query rewriting technique, extensive optimizations exploiting all elements of the OBDA architecture, its compliance to all relevant W3C recommendations (including SPARQL queries, R2RML mappings, and OWL2QL and RDFS ontologies), and its support for all major relational databases