Um método para determinar a equivalência semãntica entre esquemas GML

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computaçã

Framework de integração para o modelo estratégico de colaboração e mineração de dados espaciais na WEB

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011Após o levantamento da situação de alguns municípios brasileiros com relação a produção e ao tratamento de dados espaciais, ficou detectada a carência de infraestruturas, de informações e por consequência, a falta de mecanismos colaborativos com suporte a mineração de dados para análise espacial. As dificuldades aumentam com a disseminação de diferentes estruturas de dados espaciais a exemplo de padrões CAD/GIS produzidas através do rápido avanço das tecnologias de informação, sendo reais os desafios para implementação de uma infraestrutura interoperável e foco de várias discussões. Entretanto o acesso a esses dados via internet e os problemas ocasionados na troca dos mesmos estão relacionados diretamente a natureza particular de cada padrão adotado, por isso devem ser analisados e adequados para colaboração. Inicialmente a hipótese do trabalho visa intensificar a interoperabilidade entre dados espaciais e a integração de sistemas, tornando possível estabelecer canais de comunicação para um ambiente colaborativo visando ações potenciais e cooperativas. A partir disso, a pesquisa apresenta uma investigação sobre os aspectos relevantes que influenciam na engenharia de projetos, originando o desenvolvimento do protótipo denominado OpenCGFW (Collaborative Geospatial Framework Web), visando o reconhecimento de estruturas, integração, manipulação e colaboração, em sintonia com esforços da INDE, OGC e W3C. Inicialmente são realizados estudos e revisões sobre os assuntos diretamente relacionados à interoperabilidade. Também são abordados temas relacionados ao armazenamento, tratamento e colaboração computacional especificamente entre os dados geográficos produzidos por diferentes instituições públicas. Para construção do framework foi aplicado o método MCDA-C (Multicritério de Apoio à Decisão - Construtivista) para identificação dos aspectos fundamentais e elementares. A partir disso o trabalho também descreve os resultados obtidos na implementação das etapas de um padrão de projeto para apoiar nas atividades e na avaliação de geosoluções livres. Durante a discussão, são apresentados os resultados através experimentos e aplicações para mapas digitais na web visando a integração de várias bases de dados distribuídas ao cadastro técnico multifinalitário para uso das principais técnicas de mineração de dados espaciais. Ao final, o trabalho discute a hipótese e a contribuição da pesquisa, visando atender principalmente às características regionais, buscando contribuir para o avanço tecnológico do país ao intensificar o uso de padrões abertos e geotecnologias livres na colaboração e gestão do conhecimentoAfter surveying the situation in some municipals Brazilian with respect to production and processing of spatial data, it was detected the lack of infrastructure, of information, and therefore the lack of mechanisms to support collaborative for data mining and spatial analysis. The difficulties increase with the spread of different structures of spatial data standards like ie: CAD / GIS produced by the rapid advancement of information technology, and real challenges to implementation of an interoperable infrastructure and it focus of several discussions. However access to this data via the Internet and the problems caused in the same exchange are directly related to the particular nature of each standard adopted, so it they should must be analyzed and appropriate for collaboration. Initially, the hypothesis of the study aims to enhance interoperability between spatial data and systems integration, making it possible to establish communication channels for a collaborative environment aimed at potential and cooperative actions. From this, the study presents an investigation into the relevant aspects that influence the projects engineering, resulting in the development of the prototype called OpenCGFW (Collaborative Geospatial Framework Web), to the recognition of structures, integration, manipulation and collaboration, in tuning with efforts GSDI-INDE, OGC and W3C. Initially, studies and reviews on subjects directly related to interoperability. Are also discussed issues related to storage, processing between collaboration computational and specifically geographic data produced by different public institutions. For construction of the framework was applied MCDA-C method (Multicriteria Decision Aid - Constructivist) to identify the fundamental and elementary. From this work also describes the results obtained in implementing the steps of a design pattern to support the activities and evaluating free geo-solutions. During the discussion, are present the results through experiments and applications of the web mapping for digital maps to integrate multiple databases distributed of the multipurpose cadaster and use of the main techniques of spatial data mining. At the end, the work discusses the hypothesis and the contribution of research, mainly to meet the regional characteristics, seeking to contribute to the technological advancement of the country intensifying the use of open standards, the free geo-solutions collaboration and knowledge managemen

Arquitetura para integração de dados interligados abertos à INDE-BR

Resumo: A crescente disponibilidade de dados da web gerou a demanda para que esta seja tratada como uma única base interligada de conhecimento a ser explorada. Adicionalmente, os governos, como grandes produtores de informação essencial, também estão sendo exigidos para que a publique de forma aberta, transparente e processável por máquina. Tais necessidades levaram a criação de um novo paradigma, dos dados interligados abertos, efetivada no governo brasileiro através de iniciativas como a Infraestrutura Nacional de Dados Abertos (INDA) e do portal dados.gov.br. O conhecimento do território surge neste contexto como forte componente na integração de informação de diversas naturezas. A comunidade de informação geoespacial tem uma história de busca por padrões e ações de interoperabilidade desde a década de 1990 já percebendo a necessidade de se superar obstáculos de conflitos sintáticos e semânticos. A arquitetura orientada a serviços vem embasando estes esforços, que culminaram com a criação das Infraestruturas de Dados Espaciais (IDEs), nas quais padrões, políticas públicas, tecnologia e formação de recursos são coordenados em busca da melhoria do compartilhamento e uso da informação geoespacial. No entanto, os dados publicados na Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE-BR) através de serviços web padronizados não consegue ser acessada diretamente no formato orientado a recursos dos dados interligados. Para isso é necessário um conjunto de medidas que englobam a criação e manutenção de ontologias, a disponibilização de formas de publicação compatíveis e a ligação de bases de dados de diversas fontes Neste trabalho, foi proposta uma arquitetura para esta integração, que foi demonstrada através de um caso de uso, definindo ontologias para a divisão político-administrativa brasileira e com o desenvolvimento de um serviço web mediador que transforma dados diretamente de um serviço WFS compatível com a INDE-BR para o formato RDF, este por sua vez compatível com a INDA

XATA 2006: XML: aplicações e tecnologias associadas

Esta é a quarta conferência sobre XML e Tecnologias Associadas. Este evento tem-se tornado um ponto de encontro para quem se interessa pela temática e tem sido engraçado observar que os participantes gostam e tentam voltar nos anos posteriores. O grupo base de trabalho, a comissão científica, também tem vindo a ser alargada e todos os que têm colaborado com vontade e com uma qualidade crescente ano após ano. Pela quarta vez estou a redigir este prefácio e não consigo evitar a redacção de uma descrição da evolução da XATA ao longo destes quatro anos: 2003 Nesta "reunião", houve uma vintena de trabalhos submetidos, maioritariamente da autoria ou da supervisão dos membros que integravam a comissão organizadora o que não envalidou uma grande participação e acesas discussões. 2004 Houve uma participação mais forte da comunidade portuguesa mas ainda com números pouco expressivos. Nesta altura, apostou-se também numa forte participação da indústria, o que se traduziu num conjunto apreciável de apresentações de casos reais. Foi introduzido o processo de revisão formal dos trabalhos submetidos. 2005 Houve uma forte adesão nacional e internacional (Espanha e Brasil, o que para um evento onde se pretende privilegiar a língua portuguesa é ainda mais significativo). A distribuição geográfica em Portugal também aumentou, havendo mais instituições participantes. Automatizaram-se várias tarefas como o processo de submissão e de revisão de artigos. 2006 Nesta edição actual, e contrariamente ao que acontece no plano nacional, houve um crescimento significativo. Em todas as edições, tem sido objectivo da comissão organizadora, previlegiar a produção científica e dar voz ao máximo número de participantes. Nesse sentido, este ano, não haverá oradores convidados, sendo o programa integralmente preenchido com as apresentações dos trabalhos seleccionados. Apesar disso ainda houve uma taxa significativa de rejeições, principalmente devido ao elevado número de submissões. Foi introduzido também, nesta edição, um dia de tutoriais com o objectivo de fornecer competências mínimas a quem quer começar a trabalhar na área e também poder assistir de uma forma mais informada à conferência. Se analisarmos as temáticas, abordadas nas quatro conferências, percebemos que também aqui há uma evolução no sentido de uma maior maturidade. Enquanto que no primeiro encontro, os trabalhos abordavam problemas emergentes na utilização da tecnologia, no segundo encontro a grande incidência foi nos Web Services, uma nova tecnologia baseada em XML, no terceiro, a maior incidência foi na construção de repositórios, motores de pesquisa e linguagens de interrogação, nesta quarta edição há uma distribuição quase homogénea por todas as áreas temáticas tendo mesmo aparecido trabalhos que abordam aspectos científicos e tecnológicos da base da tecnologia XML. Desta forma, podemos concluir que a tecnologia sob o ponto de vista de utilização e aplicação está dominada e que a comunidade portuguesa começa a fazer contributos para a ciência de base.Microsoft

Arquitetura MCGML : classificando modelos desestruturados usando aprendizado de máquina em grafos

Orientador: Andrey Ricardo PimentelTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa : Curitiba, 27/03/2023Inclui referênciasÁrea de concentração: Ciência da ComputaçãoResumo: Modelos e metamodelos criados usando abordagens baseadas em modelos têm relações de conformidades restritas. No entanto, houve um aumento nos formatos de dados livres de schemas ou semiestruturados, tais como as representações orientadas a documentos, as quais geralmente são persistidas como documentos JSON. Apesar de não terem um metamodelo/schema explícitos, esses documentos poderiam ser categorizados visando obter conhecimento sobre seus domínios, e conformá-los parcialmente aos seus respectivos metamodelos. Abordagens recentes estão surgindo objetivando extrair informações ou combinar soluções de modelagem com cognificação. Existe porém uma carência de abordagens que explorem a classificação de formatos semiestruturados. Esta tese aborda justamente essas limitações, apresentando a Arquitetura MCGML (Model Classification using Graph Machine Learning): uma abordagem para analisar e classificar modelos desestruturados usando Aprendizado de Máquina em Grafos. Primeiro descrevemos nossa primeira etapa de pesquisa que diz respeito ao processo de extração de elementos de um metamodelo para dentro de uma rede neural Multi-Layer Perceptron (MLP) para que a mesma possa ser treinada. Em seguida convertemos documentos JSON em um formato de entrada codificado para a MLP. Apresentaremos nesta tese, o passo a passo para classificar documentos JSON de acordo com metamodelos existentes extraídos a partir de um repositório. Em seguida apresentamos a Arquitetura MCGML com o objetivo de classificar e analisar similaridades em modelos e metamodelos através da análise de grafos e os algoritmos de Machine Learning (ML). Mostramos também uma série de experimentos para demonstrar a viabilidade da arquitetura MCGML e sua efetividade em classificar documentos.Abstract: Models and metamodels created using model-based approaches have restrict conformance relations. However, there has been an increase of semi-structured or schema-free data formats, such as document-oriented representations, which are often persisted as JSON documents. Despite not having an explicit schema/metamodel, these documents could be categorized to discover their domain and to partially conform to a metamodel. Recent approaches are emerging to extract information or to couple modeling with cognification. However, there is a lack of approaches exploring semi-structured formats classification. In this thesis, we address precisely these limitations, we present MCGML Architecture (Model Classification using Graph Machine Learning): an approach to analyze and classify unstructured models using Graph Machine Learning. First, we describe our first research stage that concerns how to extract metamodels elements into a Multi-Layer Perceptron (MLP) network to be trained. Then, we translate the JSON documents into the input format of the encoded MLP. We present the step-by-step tasks to classify JSON documents according to existing metamodels extracted from a repository. Then we present the MCGML Architecture in order to classify and analyze similarities in models and metamodels through graph analysis and Machine Learning (ML) algorithms. We have conducted a set of experiments, showing that the approach is feasible, and its effectiveness in classifying documents

Os mecanismos da aprendizagem conceitual por meio de teorias cognitivas: uma contribuição à educação em engenharia

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2016.A aprendizagem conceitual viabiliza a lacuna que existe entre o comportamento do iniciante para o iniciado (ou mais experiente), permitindo a articulação de um conhecimento estruturado ao desenvolvimento de competências em novas situações na Engenharia tanto para um domínio técnico quanto para um humanista. Embora exista informação substanciosa sobre o desenvolvimento de expertise ao suporte do ensino de Engenharia, este é amplamente direcionado às características do status do novato e do experiente; há uma lacuna no que diz respeito aos mecanismos de metacognição responsáveis pela condução de um estado de comportamento para outro; além disso, há lacunas sobre a aprendizagem conceitual no domínio humanista, onde o engenheiro é visto não só como um tecnologista, mas um expert social que precisa não só gerir recursos e pessoas, mas também integrar conhecimentos de outras áreas além das exatas. Das teorias cognitivas que concorrem com suas propostas de mecanismos explicativos, identificam-se cinco: equlibração, theory-theory, framework-theory, ontological view e knowledge in pieces. Dessa forma, a questão central de pesquisa que se estabelece, sob a perspectiva dessas teorias cognitivo-construtivistas é: quais são os mecanismos viabilizadores da aprendizagem conceitual no estudante de engenharia? Com o Objetivo Geral de verificar quais são esses mecanismos, defende-se a tese de que esses mecanismos de cognição viabilizadores têm a sua explicação parcialmente elaborada através do eixo Equilibração, proposto por Jean Piaget. No intuito de verificar empiricamente o funcionamento desses mecanismos, realizou-se um estudo de caso com 18 estudantes de Engenharia, matriculados regularmente na disciplina de Introdução à Engenharia, durante dois semestres letivos, a fim de acompanhar os seus progressos. Nesta disciplina, que serviu de contexto para se trabalhar com maior ênfase sobre o domínio humanista, os estudantes calouros foram solicitados a estabelecer conexões teóricas sobre os conceitos de Ciência, Arte, Tecnologia e Engenharia no intuito de exercitar habilidades de pensamento crítico. Coletaram-se os dados por meio de entrevistas semiestruturadas gravadas (antes, durante e após o período da realização da atividade) e analisados por meio do método da análise de conteúdo de Bardin. Os resultados dos progressos obtidos pelos estudantes em suas articulações foram avaliados e comparados às proposições teóricas formuladas em termos das configurações de conhecimento inicias, finais e das regularidades produzidas pelos mecanismos, a partir dos cinco eixos teóricos. Constatou-se haver convergência para o funcionamento dos mecanismos propostos pelo eixo da Equilibração, conferindo-lhe aplicabilidade à explicação da aprendizagem conceitual do estudante de engenharia. Entendeu-se, portanto, o eixo da equilibração como uma alternativa viável ao enfoque sobre as transformações que ocorrem durante a aprendizagem conceitual dos estudantes, que lhes permitem a mudança de estados de comportamento do novato em direção ao iniciado (ou mais experiente).Abstract : Conceptual learning enables the gap between the novice behavior to a more experienced one, allowing the articulation of a structured knowledge to develop competencies in new situations in Engineering for both technical and humanist domains. Although there is substantial information on the development of expertise to support engineering education, this is largely directed to the characteristics of novice and experienced statuses; there is a gap related to the metacognition mechanisms responsible for driving a behavior status to another; Moreover, there are gaps on conceptual learning in the humanist domain, where the engineer is seen not only as a technologist, but a social expert who must not only manage resources and people, but also integrate knowledge from other areas beyond engineering. From the cognitive theories that dispute the explanaing mechanisms, there are five theorectical thrusts to consider: equilibration, theory-theory, framework-theory, ontological view e knowledge in pieces. Thus, the cetnral research question that raises under the perspective of these cognitive-constructivist theories is: What are the mechanisms that enable the conceptual learning in the engineering student? With the General Objective of verifiyng what are these mechanisms, this thesis stands for those mechanisms proposed by Jean Piaget, through the equilibration thrust. In order to verify empirically the mechanisms? operations, a case study with 18 engineering students, regularly enrolled in a Introduction to Engineering course, was undertaken in order to monitor their progress. In this course, which provided the context to work with greater emphasis on the humanist domain, freshmen were requested to establish theoretical connections on the concepts of Science, Art, Technology and Engineering in order to stimulate critical thinking skills. The data were collected through recorded semistructured interviews (before, during and after the period the activity was carried out in the course of Introduction to Engineering) and analyzed using Bardin?s content analysis method. The results of the progress obtained by the students in their conceptual statements were evaluated e compared to the predictions formulated by means of the initial and final knowledge configurations and the regularities produced by the mechanisms, considering those five theorectical thrusts. The predictions related to the mechanisms? operations converged totally to the equilibration thrust. These results stand for its applicability to explain the conceptual learning in the engineering student. The main conclusion is that the equilibration thrust is a viable alternative to focus on the changes that occur during the engineering students? conceptual learning, which allow them to change their novice status toward a more experienced one

Avaliação da similaridade semântica entre classes de entidades espaciais, representadas numa ontologia ad-hoc

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Estudos Sociais Aplicados, Departamento de Ciência da Informação e Documentação, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Informação, 2003.A relação de similaridade semântica desempenha um importante papel nos sistemas de informação, por permitir a identificação e o tratamento de entidades ou de coisas que estão conceitualmente próximas. Dessa forma, tal relação constitui a base para projetar mecanismos de recuperação de informação que satisfaçam às necessidades dos usuários. Nos sistemas de informações geográficas (SIGs), até recentemente, os trabalhos de avaliação de similaridade entre entidades espaciais têm evidenciado tão-somente as características geométricas dessas entidades, as quais sempre recebem um tratamento isolado ou independente das relações semânticas subjacentes, com a finalidade de modelá-las em esquemas de bases de dados, que apresentam limitações em relação às propriedades cognitivas que a relação de similaridade semântica suscita, valendo citar a assimetria e a dependência contextual. O presente trabalho seguiu uma linha de pesquisa do Curso de Ciência da Informação Espacial da Universidade do Maine (EUA), cujo objetivo é estudar formas de inserir semântica em SIGs. As hipóteses que surgem nesta linha de pesquisa indicam que é possível (sob determinadas condições) simular num computador o senso humano de julgamento de similaridade de entidades espaciais. Na presente tese, numa primeira etapa, analisaram-se algumas tentativas de sobrepujar as limitações em relação às propriedades cognitivas do modelo vetorial. Numa segunda etapa, acolheram-se as concitações de pesquisa sugeridas por RODRÍGUEZ (2000), relacionadas à avaliação da similaridade semântica de entidades espaciais representáveis em bases de dados. Nada mais oportuno, de vez que, num período de trinta anos ou mais da recente história dos SIGs, grandes acervos de dados têm sido formados e muitos aplicativos de geoprocessamento têm sido desenvolvidos pelos enfoques tradicionais de tratamento da informação geográfica, de base geométrica, sem grandes compromissos de compatibilidade entre si (interoperabilidade) num nível semântico. E é justamente na interoperabilidade (em bases semânticas) que a linha de pesquisa seguida nesta tese é muito promissora, prevendo-se, num futuro próximo, a integração de dados oriundos de diferentes SIGs por agentes inteligentes. Para confirmar a hipótese de pesquisa, os instrumentos utilizados foram: um questionário e um protótipo de extensão ao modelo de similaridade semântica de RODRÍGUEZ (2000), o MSS. A primeira versão deste protótipo teve o objetivo de auxiliar o entendimento do fenômeno da similaridade semântica e de gerar as variáveis do experimento. O modelo matemático desta primeira versão seguiu o enfoque vetorial de alguns autores. A finalidade da segunda versão do protótipo foi a de avaliar a similaridade semântica entre classes de entidades espaciais. O campo de observação bifurcou- se em duas unidades de observação; a primeira foi formada por entidades espaciais de uma região do sul do Brasil (Faxinai - PR), que foi mapeada por técnicas modernas de Engenharia Cartográfica. Estas entidades foram representadas numa base de dados orientada a objetos. A segunda unidade foi constituída por um grupo homogêneo de engenheiros e técnicos de Cartografia Automatizada, que foram submetidos a um questionário de avaliação sobre a similaridade entre as entidades citadas. A principal contribuição deste trabalho, além da já mencionada investigação sobre o estado atual das pesquisas congêneres sobre similaridade semântica e ontologias, foi estender o MSS para capacitá-lo a mensurar a similaridade semântica entre os objetos modelados numa base de dados espaciais. A base dessa avaliação não se refere às feições geométricas das entidades espaciais, mas aos termos (nomes) que as representam num subconjunto do modelo conceituai criado pela Diretoria de Serviço Geográfico do Exército Brasileiro (DSG) para a folha Faxinal.Semantic similarity plays an important role in Information systems by allowing the identification and management of entities or things that are conceptually close. As such, it constitutes a basis for designing mechanisms for Information retrieval that satisfy users' needs. In geographic Information systems (GIS), similarity assessment has so far been focused on geometric characteristics, which are treated in isolation and independent from the underlying semantic relations, in order to schematize them in a data base that are limited with respect to handling the cognitive properties of similarity, such as asymmetry and context dependence. This work has followed the research line of the Spatial Information Science Course of the University of Maine (USA), which goal is to study ways that could make GIS more semantic. The hypotheses that bear from this research line reveal that it is possible (under certain conditions) simulate the human sense of semantic similarity among entity classes in a computer system. In this thesis, at a first stage, it was drawn an analysis of some atíempts to overcome the limitations concerning cognitive properties of the vector model. At a second stage of this work, some directions for future works from RODRÍGUEZ (2000) were followed, especially the one that recommends to assess semantic similarity among entity classes that could be represented in data bases. Nothing more well-timed to do in the recent history of GIS (the past thirty years or more) than this, inasmuch as huge data sets were gathered and traditional GIS softwares (geometry-based) were purchased, most of them is loosely committed with compatibility with each other (interoperability). And it is just on a semantic approach of interoperability that the research line followed in this thesis shows its strength and seems to be very promising, whereas being possible to foresee her proposal to be a first step to construct the future GISs, which will be managed by intelligent agents. In order to confirm the research hypothesis, two research tools were built: a questionnaire and a prototype to extend RODRÍGUEZ's (2000) semantic similarity model. The purpose of the first version of this prototype was to understand semantic similarity phenomenon and to help the researcher to derive the general variables. The mathematical model of this prototype was only based on a vector approach, according to other authors. The purpose of the second prototype was to assess the semantic similarity among spatial entity classes. The observational field was divided into two observational units: the first one consists of spatial entities from a southern region of Brazil, called Faxinal (state of Parana). This area was surveyed with up-to-date cartographic engineering techniques and the spatial entities were represented in an objectoriented data base. The second one consists of a regular group of individuais: automatic cartography engineers (high levei of education) and automatic cartography operators (médium levei of education). The individuais have filled in a questionnaire in order to classify the entities according to their likeness. The main contribution of this work, besides the state-of-theart on semantic similarity and ontologies, was the extension of the semantic similarity model to measure semantic similarity among the objects that are conceptually modeled in a spatial data base. The basis for this assessment is not related to the geometric features of the spatial entities, but to the terms (nouns) that represent them in a subset of the conceptual model created by the Directory for Geographic Service of the Brazilian Army (DSG) for the chart of the Faxinal region

Anotação estrutural de documentos e sua semântica : especificação da sintaxe, semântica e estilo para documentos

Tese de doutoramento em informátic