Interactive multidimensional modeling of linked data for exploratory OLAP

Exploratory OLAP aims at coupling the precision and detail of corporate data with the information wealth of LOD. While some techniques to create, publish, and query RDF cubes are already available, little has been said about how to contextualize these cubes with situational data in an on-demand fashion. In this paper we describe an approach, called iMOLD, that enables non-technical users to enrich an RDF cube with multidimensional knowledge by discovering aggregation hierarchies in LOD. This is done through a user-guided process that recognizes in the LOD the recurring modeling patterns that express roll-up relationships between RDF concepts, then translates these patterns into aggregation hierarchies to enrich the RDF cube. Two families of aggregation patterns are identified, based on associations and generalization respectively, and the algorithms for recognizing them are described. To evaluate iMOLD in terms of efficiency and effectiveness we compare it with a related approach in the literature, we propose a case study based on DBpedia, and we discuss the results of a test made with real users.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Interactive Multidimensional Modeling of Linked Data for Exploratory OLAP

Exploratory OLAP aims at coupling the precision and detail of corporate data with the information wealth of LOD. While some techniques to create, publish, and query RDF cubes are already available, little has been said about how to contextualize these cubes with situational data in an on-demand fashion. In this paper we describe an approach, called iMOLD, that enables non-technical users to enrich an RDF cube with multidimensional knowledge by discovering aggregation hierarchies in LOD. This is done through a user-guided process that recognizes in the LOD the recurring modeling patterns that express roll- up relationships between RDF concepts, then translates these patterns into aggregation hierarchies to enrich the RDF cube. Two families of aggregation patterns are identified, based on associations and generalization respectively, and the algorithms for recognizing them are described. To evaluate iMOLD in terms of efficiency and effectiveness we compare it with a related approach in the literature, we propose a case study based on DBpedia, and we discuss the results of a test made with real users

Analyzing the Impact of RDF Graph Structure on Dataset Search: A Case Study with ACORDAR

openNel mondo del Semantic Web, RDF si pone come elemento cardine per la modellazione precisa dei dati e dei loro legami. L'obiettivo centrale di questo lavoro è esplorare le dinamiche dei grafi RDF, mettendo in luce le principali problematiche e potenzialità nell'ambito della ricerca di dataset. Il caso studio di ACORDAR viene esaminato per illustrare l'effetto delle strutture a grafo sull'organizzazione dei dati. Vengono analizzate le tecniche di serializzazione in RDF, sottolineando la centralità di elementi quali gli URI e le capacità avanzate offerte da SPARQL. Si affronta il tema della riproducibilità di ACORDAR, mettendo in risalto l'importanza dei metadati nella fase di ricerca dei dataset. In conclusione, si delineano prospettive future per ottimizzare la ricerca di dataset, arricchendo l'analisi con informazioni tratte dalle strutture a grafo e avvalendosi delle tecnologie emergenti.RDF plays a central role in the era of the Semantic Web, enabling a structured representation of datasets and their relationships. The complex nature of RDF graph structures significantly influences the retrieval of datasets, offering a blend of both challenges and possibilities. Delving deeply into the ACORDAR case study, the work unveils how graph structures influence dataset retrieval and the organization of data. Furthermore, it introduces serialization methods within RDF, emphasizing the importance of URI and the capabilities of the SPARQL. Presenting the ACORDAR reproducibility, the research underscores the significance of metadata in dataset search. Exploring potential avenues for future research in dataset search, the investigation integrates graph structures and harnesses emerging technologies from the Semantic Web era

Leveraging literals for knowledge graph embeddings

Wissensgraphen (Knowledge Graphs, KGs) repräsentieren strukturierte Fakten, die sich aus Entitäten und den zwischen diesen bestehenden Relationen zusammensetzen. Um die Effizienz von KG-Anwendungen zu maximieren, ist es von Vorteil, KGs in einen niedrigdimensionalen Vektorraum zu transformieren. KGs folgen dem Paradigma einer offenen Welt (Open World Assumption, OWA), d. h. fehlende Information wird als potenziell möglich angesehen, wodurch ihre Verwendung in realen Anwendungsszenarien oft eingeschränkt wird. Link-Vorhersage (Link Prediction, LP) zur Vervollständigung von KGs kommt daher eine hohe Bedeutung zu. LP kann in zwei unterschiedlichen Modi durchgeführt werden, transduktiv und induktiv, wobei die erste Möglichkeit voraussetzt, dass alle Entitäten der Testdaten in den Trainingsdaten vorhanden sind, während die zweite Möglichkeit auch zuvor nicht bekannte Entitäten in den Testdaten zulässt. Die vorliegende Arbeit untersucht die Verwendung von Literalen in der transduktiven und induktiven LP, da KGs zahlreiche numerische und textuelle Literale enthalten, die eine wesentliche Semantik aufweisen. Zur Evaluierung dieser LP Methoden werden spezielle Benchmark-Datensätze eingeführt. Insbesondere wird eine neuartige KG Embedding (KGE) Methode, RAILD, vorgeschlagen, die Textliterale zusammen mit kontextuellen Graphinformationen für die LP nutzt. Das Ziel von RAILD ist es, die bestehende Forschungslücke beim Lernen von Embeddings für beim Training ungesehene Relationen zu schließen. Dafür wird eine Architektur vorgeschlagen, die Sprachmodelle (Language Models, LMs) mit Netzwerkembeddings kombiniert. Hierzu erfolgt ein Feintuning von leistungsstarken vortrainierten LMs wie BERT zum Zweck der LP, wobei textuelle Beschreibungen von Entitäten und Relationen genutzt werden. Darüber hinaus wird ein neuer Algorithmus, WeiDNeR, eingeführt, um ein Relationsnetzwerk zu generieren, das zum Erlernen graphbasierter Embeddings von Relationen unter Verwendung eines Netzwerkembeddingsmodells dient. Die Vektorrepräsentationen dieser Relationen werden für die LP kombiniert. Zudem wird ein weiteres neuartiges Embeddingmodell, LitKGE, vorgestellt, das numerische Literale für die transduktive LP verwendet. Es zielt darauf ab, numerische Merkmale für Entitäten durch Graphtraversierung zu erzeugen. Hierfür wird ein weiterer Algorithmus, WeiDNeR_Extended, eingeführt, der ein Netzwerk aus Objekt- und Datentypproperties erzeugt. Aus den aus diesem Netzwerk extrahierten Propertypfaden werden dann numerische Merkmale von Entitäten generiert. Des Weiteren wird der Einsatz eines mehrsprachigen LM zur Kodierung von Entitätenbeschreibungen in verschiedenen natürlichen Sprachen zum Zweck der LP untersucht. Für die Evaluierung der KGE-Modelle wurden die Benchmark-Datensätze LiterallyWikidata und Wikidata68K erstellt. Die vielversprechenden Ergebnisse, die mit den vorgestellten Modellen erzielt wurden, eröffnen interessante Fragestellungen für die zukünftige Forschung auf dem Gebiet der KGEs und ihrer Folgeanwendungen

Creation, Enrichment and Application of Knowledge Graphs

The world is in constant change, and so is the knowledge about it. Knowledge-based systems - for example, online encyclopedias, search engines and virtual assistants - are thus faced with the constant challenge of collecting this knowledge and beyond that, to understand it and make it accessible to their users. Only if a knowledge-based system is capable of this understanding - that is, it is capable of more than just reading a collection of words and numbers without grasping their semantics - it can recognise relevant information and make it understandable to its users. The dynamics of the world play a unique role in this context: Events of various kinds which are relevant to different communities are shaping the world, with examples ranging from the coronavirus pandemic to the matches of a local football team. Vital questions arise when dealing with such events: How to decide which events are relevant, and for whom? How to model these events, to make them understood by knowledge-based systems? How is the acquired knowledge returned to the users of these systems? A well-established concept for making knowledge understandable by knowledge-based systems are knowledge graphs, which contain facts about entities (persons, objects, locations, ...) in the form of graphs, represent relationships between these entities and make the facts understandable by means of ontologies. This thesis considers knowledge graphs from three different perspectives: (i) Creation of knowledge graphs: Even though the Web offers a multitude of sources that provide knowledge about the events in the world, the creation of an event-centric knowledge graph requires recognition of such knowledge, its integration across sources and its representation. (ii) Knowledge graph enrichment: Knowledge of the world seems to be infinite, and it seems impossible to grasp it entirely at any time. Therefore, methods that autonomously infer new knowledge and enrich the knowledge graphs are of particular interest. (iii) Knowledge graph interaction: Even having all knowledge of the world available does not have any value in itself; in fact, there is a need to make it accessible to humans. Based on knowledge graphs, systems can provide their knowledge with their users, even without demanding any conceptual understanding of knowledge graphs from them. For this to succeed, means for interaction with the knowledge are required, hiding the knowledge graph below the surface. In concrete terms, I present EventKG - a knowledge graph that represents the happenings in the world in 15 languages - as well as Tab2KG - a method for understanding tabular data and transforming it into a knowledge graph. For the enrichment of knowledge graphs without any background knowledge, I propose HapPenIng, which infers missing events from the descriptions of related events. I demonstrate means for interaction with knowledge graphs at the example of two web-based systems (EventKG+TL and EventKG+BT) that enable users to explore the happenings in the world as well as the most relevant events in the lives of well-known personalities.Die Welt befindet sich im steten Wandel, und mit ihr das Wissen über die Welt. Wissensbasierte Systeme - seien es Online-Enzyklopädien, Suchmaschinen oder Sprachassistenten - stehen somit vor der konstanten Herausforderung, dieses Wissen zu sammeln und darüber hinaus zu verstehen, um es so Menschen verfügbar zu machen. Nur wenn ein wissensbasiertes System in der Lage ist, dieses Verständnis aufzubringen - also zu mehr in der Lage ist, als auf eine unsortierte Ansammlung von Wörtern und Zahlen zurückzugreifen, ohne deren Bedeutung zu erkennen -, kann es relevante Informationen erkennen und diese seinen Nutzern verständlich machen. Eine besondere Rolle spielt hierbei die Dynamik der Welt, die von Ereignissen unterschiedlichster Art geformt wird, die für unterschiedlichste Bevölkerungsgruppe relevant sind; Beispiele hierfür erstrecken sich von der Corona-Pandemie bis hin zu den Spielen lokaler Fußballvereine. Doch stellen sich hierbei bedeutende Fragen: Wie wird die Entscheidung getroffen, ob und für wen derlei Ereignisse relevant sind? Wie sind diese Ereignisse zu modellieren, um von wissensbasierten Systemen verstanden zu werden? Wie wird das angeeignete Wissen an die Nutzer dieser Systeme zurückgegeben? Ein bewährtes Konzept, um wissensbasierten Systemen das Wissen verständlich zu machen, sind Wissensgraphen, die Fakten über Entitäten (Personen, Objekte, Orte, ...) in der Form von Graphen sammeln, Zusammenhänge zwischen diesen Entitäten darstellen, und darüber hinaus anhand von Ontologien verständlich machen. Diese Arbeit widmet sich der Betrachtung von Wissensgraphen aus drei aufeinander aufbauenden Blickwinkeln: (i) Erstellung von Wissensgraphen: Auch wenn das Internet eine Vielzahl an Quellen anbietet, die Wissen über Ereignisse in der Welt bereithalten, so erfordert die Erstellung eines ereigniszentrierten Wissensgraphen, dieses Wissen zu erkennen, miteinander zu verbinden und zu repräsentieren. (ii) Anreicherung von Wissensgraphen: Das Wissen über die Welt scheint schier unendlich und so scheint es unmöglich, dieses je vollständig (be)greifen zu können. Von Interesse sind also Methoden, die selbstständig das vorhandene Wissen erweitern. (iii) Interaktion mit Wissensgraphen: Selbst alles Wissen der Welt bereitzuhalten, hat noch keinen Wert in sich selbst, vielmehr muss dieses Wissen Menschen verfügbar gemacht werden. Basierend auf Wissensgraphen, können wissensbasierte Systeme Nutzern ihr Wissen darlegen, auch ohne von diesen ein konzeptuelles Verständis von Wissensgraphen abzuverlangen. Damit dies gelingt, sind Möglichkeiten der Interaktion mit dem gebotenen Wissen vonnöten, die den genutzten Wissensgraphen unter der Oberfläche verstecken. Konkret präsentiere ich EventKG - einen Wissensgraphen, der Ereignisse in der Welt repräsentiert und in 15 Sprachen verfügbar macht, sowie Tab2KG - eine Methode, um in Tabellen enthaltene Daten anhand von Hintergrundwissen zu verstehen und in Wissensgraphen zu wandeln. Zur Anreicherung von Wissensgraphen ohne weiteres Hintergrundwissen stelle ich HapPenIng vor, das fehlende Ereignisse aus den vorliegenden Beschreibungen ähnlicher Ereignisse inferiert. Interaktionsmöglichkeiten mit Wissensgraphen demonstriere ich anhand zweier web-basierter Systeme (EventKG+TL und EventKG+BT), die Nutzern auf einfache Weise die Exploration von Geschehnissen in der Welt sowie der wichtigsten Ereignisse in den Leben bekannter Persönlichkeiten ermöglichen

Open Research Knowledge Graph

As we mark the fifth anniversary of the alpha release of the Open Research Knowledge Graph (ORKG), it is both timely and exhilarating to celebrate the significant strides made in this pioneering project. We designed this book as a tribute to the evolution and achievements of the ORKG and as a practical guide encapsulating its essence in a form that resonates with both the general reader and the specialist. The ORKG has opened a new era in the way scholarly knowledge is curated, managed, and disseminated. By transforming vast arrays of unstructured narrative text into structured, machine-processable knowledge, the ORKG has emerged as an essential service with sophisticated functionalities. Over the past five years, our team has developed the ORKG into a vibrant platform that enhances the accessibility and visibility of scientific research. This book serves as a non-technical guide and a comprehensive reference for new and existing users that outlines the ORKG’s approach, technologies, and its role in revolutionizing scholarly communication. By elucidating how the ORKG facilitates the collection, enhancement, and sharing of knowledge, we invite readers to appreciate the value and potential of this groundbreaking digital tool presented in a tangible form. Looking ahead, we are thrilled to announce the upcoming unveiling of promising new features and tools at the fifth-year celebration of the ORKG’s alpha release. These innovations are set to redefine the boundaries of machine assistance enabled by research knowledge graphs. Among these enhancements, you can expect more intuitive interfaces that simplify the user experience, and enhanced machine learning models that improve the automation and accuracy of data curation. We also included a glossary tailored to clarifying key terms and concepts associated with the ORKG to ensure that all readers, regardless of their technical background, can fully engage with and understand the content presented. This book transcends the boundaries of a typical technical report. We crafted this as an inspiration for future applications, a testament to the ongoing evolution in scholarly communication that invites further collaboration and innovation. Let this book serve as both your guide and invitation to explore the ORKG as it continues to grow and shape the landscape of scientific inquiry and communication

Adding value to Linked Open Data using a multidimensional model approach based on the RDF Data Cube vocabulary

Most organisations using Open Data currently focus on data processing and analysis. However, although Open Data may be available online, these data are generally of poor quality, thus discouraging others from contributing to and reusing them. This paper describes an approach to publish statistical data from public repositories by using Semantic Web standards published by the W3C, such as RDF and SPARQL, in order to facilitate the analysis of multidimensional models. We have defined a framework based on the entire lifecycle of data publication including a novel step of Linked Open Data assessment and the use of external repositories as knowledge base for data enrichment. As a result, users are able to interact with the data generated according to the RDF Data Cube vocabulary, which makes it possible for general users to avoid the complexity of SPARQL when analysing data. The use case was applied to the Barcelona Open Data platform and revealed the benefits of the application of our approach, such as helping in the decision-making process.This work was supported in part by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities through the Project ECLIPSE-UA under grant RTI2018-094283-B-C32

Aspects of semantic ETL

Tesi en modalitat de cotutela: Universitat Politècnica de Catalunya i Aalborg UniversitetBusiness Intelligence tools support making better business decisions by analyzing available organizational data. Data Warehouses (DWs), typically structured with the Multidimensional (MD) model, are used to store data from different internal and external sources processed using Extract-Transformation-Load (ETL) processes. On-Line analytical Processing (OLAP) queries are applied on DWs to derive important business-critical knowledge. DW and OLAP technologies perform efficiently when they are applied on data that are static in nature and well organized in structure. Nowadays, Semantic Web technologies and the Linked Data principles inspire organizations to publish their semantic data, which allow machines to understand the meaning of data, using the Resource Description Framework (RDF) model. In addition to traditional (non-semantic) data sources, the incorporation of semantic data sources into a DW raises the additional challenges of schema derivation, semantic heterogeneity, and schema and data management model over traditional ETL tools. Furthermore, most SW data provided by business, academic and governmental organizations include facts and figures, which raise new requirements for BI tools to enable OLAP-like analyses over those semantic (RDF) data. In this thesis, we 1) propose a layer-based ETL framework for handling diverse semantic and non-semantic data sources by addressing the challenges mentioned above, 2) propose a set of high-level ETL constructs for processing semantic data, 3) implement appropriate environments (both programmable and GUI) to facilitate ETL processes and evaluate the proposed solutions. Our ETL framework is a semantic ETL framework because it integrates data semantically. We propose SETL, a unified framework for semantic ETL. The framework is divided into three layers: the Definition Layer, ETL Layer, and Data Warehouse Layer. In the Definition Layer, the semantic DW (SDW) schema, sources, and the mappings among the sources and the target are defined. In the ETL Layer, ETL processes to populate the SDW from sources are designed. The Data Warehouse Layer manages the storage of transformed semantic data. The framework supports the inclusion of semantic (RDF) data in DWs in addition to relational data. It allows users to define an ontology of a DW and annotate it with MD constructs (such as dimensions, cubes, levels, etc.) using the Data Cube for OLAP (QB4OLAP) vocabulary. It supports traditional transformation operations and provides a method to generate semantic data from the source data according to the semantics encoded in the ontology. It also provides a method to connect internal SDW data with external knowledge bases. On top of SETL, we propose SETLCONSTUCT where we define a set of high-level ETL tasks/operations to process semantic data sources. We divide the integration process into two layers: the Definition Layer and Execution Layer. The Definition Layer includes two tasks that allow DW designers to define target (SDW) schemas and the mappings between (intermediate) sources and the (intermediate) target. To create mappings among the sources and target constructs, we provide a mapping vocabulary called S2TMAP. Different from other ETL tools, we propose a new paradigm: we characterize the ETL flow transformations at the Definition Layer instead of independently within each ETL operation (in the Execution Layer). This way, the designer has an overall view of the process, which generates metadata (the mapping file) that the ETL operators will read and parametrize themselves with automatically. In the Execution Layer, we propose a set of high-level ETL operations to process semantic data sources. Finally, we develop a GUI-based semantic BI system SETLBI to define, process, integrate, and query semantic and non-semantic data. In addition to the Definition Layer and the ETL Layer, SETLBI has the OLAP Layer, which provides an interactive interface to enable OLAP analysis over the semantic DWLes eines d’Intel·ligència Empresarial (BI), conegudes en anglès com Business Intelligence, donen suport a la millora de la presa de decisions empresarials mitjançant l’anàlisi de les dades de l’organització disponibles. Els magatzems de dades, o data warehouse, (DWs), típicament estructurats seguint el model Multidimensional (MD), s’utilitzen per emmagatzemar dades de diferents fonts, tant internes com externes, processades mitjançant processos Extract- Transformation-Load (ETL). Les consultes de processament analític en línia (OLAP) s’apliquen als DW per extraure coneixement crític en l’àmbit empresarial. Els DW i les tecnologies OLAP funcionen de manera eficient quan s’apliquen sobre dades de natura estàtica i ben estructurades. Avui en dia, les tecnologies de la Web Semàntica (SW) i els principis Linked Data (LD) inspiren les organitzacions per publicar les seves dades en formats semàntics, que permeten que les màquines entenguin el significat de les dades, mitjançant el llenguatge de descripció de recursos (RDF). Una de les raons per les quals les dades semàntiques han tingut tant d’èxit és que es poden gestionar i fer que estiguin disponibles per tercers amb poc esforç, i no depenen d’esquemes de dades sofisticats. A més de les fonts de dades tradicionals (no semàntiques), la incorporació de fonts de dades semàntiques en un DW planteja reptes addicionals tals com derivar-hi esquema, l’heterogeneïtat semàntica i la representació de l’esquema i les dades a través d’eines d’ETL. A més, la majoria de dades SW proporcionades per empreses, organitzacions acadèmiques o governamentals inclouen fets i figures que representen nous reptes per les eines de BI per tal d’habilitar l’anàlisi OLAP sobre dades semàntiques (RDF). En aquesta tesi, 1) proposem un marc ETL basat en capes per a la gestió de diverses fonts de dades semàntiques i no semàntiques i adreçant els reptes esmentats anteriorment, 2) proposem un conjunt d’operacions ETL per processar dades semàntiques, i 3) la creació d’entorns apropiats de desenvolupament (programàtics i GUIs) per facilitar la creació i gestió de DW i processos ETL semàntics, així com avaluar les solucions proposades. El nostre marc ETL és un marc ETL semàntic perquè Es capaç de considerar e integrar dades de forma semàntica. Els següents paràgrafs elaboren sobre aquests contribucions. Proposem SETL, un marc unificat per a ETL semàntic. El marc es divideix en tres capes: la capa de definició, la capa ETL i la capa DW. A la capa de definició, es defineixen l’esquema del DW semàntic (SDW), les fonts i els mappings entre les fonts i l’esquema del DW. A la capa ETL, es dissenyen processos ETL per popular el SDW a partir de fonts. A la capa DW, es gestiona l’emmagatzematge de les dades semàntiques transformades. El nostre marc dóna suport a la inclusió de dades semàntiques (RDF) en DWs, a més de dades relacionals. Així, permet als usuaris definir una ontologia d’un DW i anotar-la amb construccions MD (com ara dimensions, cubs, nivells, etc.) utilitzant el vocabulari Data Cube for OLAP (QB4OLAP). També admet operacions de transformació tradicionals i proporciona un mètode per generar semàntica de les dades d’origen segons la semàntica codificada al document ontologia. També proporciona un mètode per connectar l’SDW amb bases de coneixement externes. Per tant, crea una base de coneixement, composta per un ontologia i les seves instàncies, on les dades estan connectades semànticament amb altres dades externes / internes. Per fer-ho, desenvolupem un mètode programàtic, basat en Python, d’alt nivell, per realitzar les tasques esmentades anteriorment. S’ha portat a terme un experiment complet d’avaluació comparant SETL amb una solució elaborada amb eines tradicional (que requereixen molta més codificació). Com a cas d’ús, hem emprat el Danish Agricultural dataset, i els resultats mostren que SETL proporciona un millor rendiment, millora la productivitat del programador i la qualitat de la base de coneixement. La comparació entre SETL i Pentaho Data Integration (PDI) mostra que SETL és un 13,5% més ràpid que PDI. A més de ser més ràpid que PDI, tracta les dades semàntiques com a ciutadans de primera classe, mentre que PDI no conté operadors específics per a dades semàntiques. A sobre de SETL, proposem SETLCONSTUCT on definim un conjunt de tasques d’alt nivell / operacions ETL per processar fonts de dades semàntiques i orientades a encapsular i facilitar la creació de l’ETL semàntic. Dividim el procés d’integració en dues capes: la capa de definició i la capa d’execució. La capa de definició inclou dues tasques que permeten definir als dissenyadors de DW esquemes destí (SDW) i mappings entre fonts (o resultats intermedis) i l’SDW (potencialment, altres resultats intermedis). Per crear mappings entre les fonts i el SDW, proporcionem un vocabulari de mapping anomenat Source-To-Target Mapping (S2TMAP). A diferència d’altres eines ETL, proposem un nou paradigma: les transformacions del flux ETL es caracteritzen a la capa de definició, i no de forma independent dins de cada operació ETL (a la capa d’execució). Aquest nou paradigma permet al dissenyador tenir una visió global del procés, que genera metadades (el fitxer de mapping) que els operadors ETL individuals llegiran i es parametritzaran automàticament. A la capa d’execució proposem un conjunt d’operacions ETL d’alt nivell per processar fonts de dades semàntiques. A més de la neteja, la unió i la transformació per dades semàntiques, proposem operacions per generar semàntica multidimensional i actualitzar el SDW per reflectir els canvis en les fonts. A més, ampliem SETLCONSTRUCT per permetre la generació automàtica de flux d’execució ETL (l’anomenem SETLAUTO). Finalment, proporcionem una àmplia avaluació per comparar la productivitat, el temps de desenvolupament i el rendiment de SETLCONSTRUCT i SETLAUTO amb el marc anterior SETL. L’avaluació demostra que SETLCONSTRUCT millora considerablement sobre SETL en termes de productivitat, temps de desenvolupament i rendiment. L’avaluació mostra que 1) SETLCONSTRUCT utilitza un 92% menys de caràcters mecanografiats (NOTC) que SETL, i SETLAUTO redueix encara més el nombre de conceptes usats (NOUC) un altre 25%; 2) utilitzant SETLCONSTRUCT, el temps de desenvolupament es redueix gairebé a la meitat en comparació amb SETL, i es redueix un altre 27 % mitjançant SETLAUTO; 3) SETLCONSTRUCT es escalable i té un rendiment similar en comparació amb SETL. Finalment, desenvolupem un sistema de BI semàntic basat en GUI SETLBI per definir, processar, integrar i consultar dades semàntiques i no semàntiques. A més de la capa de definició i de la capa ETL, SETLBI té una capa OLAP, que proporciona una interfície interactiva per permetre l’anàlisi OLAP d’autoservei sobre el DW semàntic. Cada capa està composada per un conjunt d’operacions / tasques. Per formalitzar les connexions intra i inter-capes dels components de cada capa, emprem una ontologia. La capa ETL amplia l’execució de la capa de SETLCONSTUCT afegint operacions per processar fonts de dades no semàntiques. Per últim, demostrem el sistema final mitjançant el cens de la població de Bangladesh (2011). La solució final d’aquesta tesi és l’eina SETLBI . SETLBI facilita (1) als dissenyadors del DW amb pocs / sense coneixements de SW, integrar semànticament les dades (semàntiques o no) i analitzar-les emprant OLAP, i (2) als usuaris de la SW els permet definir vistes sobre dades semàntiques, integrar-les amb fonts no semàntiques, i visualitzar-les segons el model MD i fer anàlisi OLAP. A més, els usuaris SW poden enriquir l’esquema SDW generat amb construccions RDFS / OWL. Prenent aquest marc com a punt de partida, els investigadors poden emprar-lo per a crear SDWs de forma interactiva i automàtica. Aquest projecte crea un pont entre les tecnologies BI i SW, i obre la porta a altres oportunitats de recerca com desenvolupar tècniques de DW i ETL comprensibles per les màquines.(Danskere) Business Intelligence (BI) værktøjer understøtter at tage bedre forretningsbeslutninger, ved at analysere tilgængelige organisatoriske data. Data Warehouses (DWs), typisk konstrueret med den Multidimensionelle (MD) model, bruges til at lagre data fra forskellige interne og eksterne kilder, der behandles ved hjælp af Extract-Transformation-Load (ETL) processer. On-Line Analytical Processing (OLAP) forespørgsler anvendes på DWs for at udlede vigtig forretningskritisk viden. DW og OLAP-teknologier fungerer effektivt, når de anvendes på data, som er statiske af natur og velorganiseret i struktur. I dag inspirerer Semantic Web (SW) teknologier og Linked Data (LD) principper organisationer til at offentliggøre deres semantiske data, som tillader maskiner at forstå betydningen af denne, ved hjælp af Resource Description Framework (RDF) modellen. En af grundene til, at semantiske data er blevet succesfuldt, er at styringen og udgivelsen af af dataene er nemt, og ikke er afhængigt af et sofistikeret skema. Ud over problemer ved overførslen af traditionelle (ikke-semantiske) databaser til DWs, opstår yderligere udfordringer ved overførslen af semantiske databaser, såsom skema nedarvning, semantisk heterogenitet samt skemaet for data repræsentation over traditionelle ETL værktøjer. På den anden side udgør en stor del af den semantiske data der bliver offentliggjort af virksomheder, akademikere samt regeringer, af figurer og fakta, der igen giver nye problemstillinger og krav til BI værktøjer, for at gøre OLAP lignende analyser over de semantiske data mulige. I denne afhandling gør vi følgende: 1) foreslår et lag-baseret ETL framework til at håndterer multiple semantiske og ikke-semantiske datakilder, ved at svare på udfordringerne nævnt herover, 2) foreslår en mængde af ETL operationer til at behandle semantisk data, 3) implementerer passende miljøer (både programmerbare samt grafiske brugergrænseflader), for at lette ETL processer og evaluere den foreslåede løsning. Vores ETL framework er et semantisk ETL framework, fordi det integrerer data semantisk. Den følgende sektion forklarer vores bidrag. Vi foreslår SETL, et samlet framework for semantisk ETL. Frameworket er splittet i tre lag: et definitions-lag, et ETL-lag, og et DW-lag. Det semanvii tiske DW (SWD) skema, datakilder, samt sammenhængen mellem datakilder og deres mål, er defineret i definitions-laget. I ETL-laget designes ETLprocesser til at udfylde SDW fra datakilderne. DW-laget administrerer lagring af transformerede semantiske data. Frameworket understøtter inkluderingen af semantiske (RDF) data i DWs ud over relationelle data. Det giver brugerne mulighed for at definere en ontologi for et DW og annotere med MD-konstruktioner (såsom dimensioner, kuber, niveauer osv.) ved hjælp af Data Cube til OLAP (QB4OLAP) ordforrådet. Det understøtter traditionelle transformations operationer, og giver en metode til at generere semantiske data fra de oprindelige data, i henhold til semantikken indkodet i ontologien. Det muliggør også en metode til at forbinde interne SDW data med eksterne vidensbaser. Herved skaber det en vidensbase, der er sammensat af en ontologi og dets instanser, hvor data er semantisk forbundet med andre eksterne / interne data. Vi udvikler et høj niveau Python-baseret programmerbart framework for at udføre de ovennævnte opgaver. En omfattende eksperimentel evaluering, der sammenligner SETL med en traditionel løsning (hvilket krævede meget manuel kodning), om brugen af danske landbrugsog forretnings datasæt, viser at SETL præsterer bedre, programmør produktivitet og vidensbase kvalitet. Sammenligningen mellem SETL og Pentaho Data Integration (PDI) ved behandling af en semantisk kilde viser, at SETL er 13,5% hurtigere end PDI. Udover SETL, foreslår vi SETLCONSTRUCT hvor vi definerer et sæt ETLoperationer på højt niveau til behandling af semantiske datakilder. Vi deler integrationsprocessen i to lag: Definitions-lag og eksekverings-lag. Definitionslaget indeholder to opgaver, der giver DW designere muligheden for at definere (SDW) skemaer, og kortlægningerne mellem kilder og målet. For at oprette kortlægning mellem kilderne og målene, leverer vi et kortlægnings ordforråd kaldet Source-to-Target Mapping (S2TMAP). Forskelligt fra andre ETL-værktøjer foreslår vi et nyt paradigme: vi karakteriserer ETLflowtransformationerne i definitions-laget i stedet for uafhængigt inden for hver ETL-operation (i eksekverings-laget). På denne måde har designeren et overblik over processen, som genererer metadata (kortlægningsfilen), som ETL operatørerne vil læse og parametrisere automatisk. I eksekverings-laget foreslår vi en mængde høj niveau ETL-operationer til at behandle semantiske datakilder. Udover rensning, sammenføjning og datatypebaseret transformationer af semantiske data, foreslår vi operationer til at generere multidimensionel semantik på data-niveau og operationer til at opdatere et SDW for at afspejle ændringer i kilde-dataen. Derudover udvider vi SETLCONSTRUCT for at muliggøre automatisk ETL-eksekveringsstrømgenerering (vi kalder det SETLAUTO). Endelig leverer vi en omfattende evaluering for at sammenligne produktivitet, udviklingstid og ydeevne for scon og SETLAUTO med den tidligere ramme SETL. Evalueringen viser, at SETLCONSTRUCT forbedres markant i forhold til SETL med hensyn til produktivitet, udviklingstid og ydeevne. Evalueringen viser, at 1) SETLCONSTRUCT bruger 92% færre antal indtastede tegn (NOTC) end SETL, og SETLAUTO reducerer antallet af brugte begreber (NOUC) yderligere med 25%; 2) ved at bruge SETLCONSTRUCT, er udviklingstiden næsten halveret sammenlignet med SETL, og skæres med yderligere 27% ved hjælp af SETLAUTO; 3) SETLCONSTRUCT er skalerbar og har lignende ydelse sammenlignet med SETL. Til slut udvikler vi et GUI-baseret semantisk BI system SETLBI for at definere, processere, integrere og lave forespørgsler på semantiske og ikkesemantiske data. Ud over definitions-laget og ETL-laget, har SETLBI et OLAP-lag, som giver en interaktiv grænseflade for at muliggøre selvbetjenings OLAP analyser over det semantiske DW. Hvert lag er sammensat af en mængde operationer/opgaver. Vi udarbejder en ontologi til at formalisere intra-og ekstra-lags forbindelserne mellem komponenterne og lagene. ETLlaget udvider eksekverings-laget af SETLCONSTUCT ved at tilføje operationer til at behandle ikke-semantiske datakilder. Vi demonstrerer systemet ved hjælp af Bangladesh population census 2011 datasættet. Sammenfatningen af denne afhandling er BI-værktøjet SETLBI . SETLBI fremmer (1) DW-designere med ringe / ingen SW-viden til semantisk at integrere semantiske og / eller ikke-semantiske data og analysere det i OLAP stil, og (2) SW brugere med grundlæggende MD-baggrund til at definere MDvisninger over semantiske data, der aktiverer OLAP-lignende analyse. Derudover kan SW-brugere berige det genererede SDW-skema med RDFS / OWLkonstruktioner. Med udgangspunkt i frameworket som et grundlag kan forskere sigte mod at udvikle yderligere interaktive og automatiske integrationsrammer for SDW. Dette projekt bygger bro mellem de traditionelle BIteknologier og SW-teknologier, som igen vil åbne døren for yderligere forskningsmuligheder som at udvikle maskinforståelige ETL og lagerteknikker.Postprint (published version