Semi-automatische Verschlagwortung zur Integration externer semantischer Inhalte innerhalb einer medizinischen Kooperationsplattform

PubMed stellt mit 21 Mio. Aufsatzzitaten eines der umfangreichsten Informationssysteme in Bereich der Medizin. Durch die Verwendung einer einheitlichen Terminologie (Medical Subject Heading - MeSH) bei der Indizierung von PubMed Inhalten kann die Orientierung in solch großen Datenbeständen optimiert werden. Zwar bietet ein kontrolliertes Vokabular bei der Informationsbeschaffung zahlreiche Vorteile gegenüber einer Freitextsuche doch fällt Nutzern das Abbilden eines Informationsbedarfs auf die verwendete Terminologie oftmals schwer. In dieser Arbeit wird eine Systemunterstützung geschaffen, die den Abbildungsprozess automatisiert indem eine automatische Verschlagwortung textbasierter Inhalte unter Verwendung eines kontrollierten Vokabulars vorgenommen wird. Durch die Verwendung einer einheitliche Terminologie kann so eine konsistente Integration von PubMed Inhalten erreicht werden

Bibliografische Daten, Normdaten und Metadaten im Semantic Web : Konzepte der Bibliografischen Kontrolle im Wandel

Diese Veröffentlichung geht zurück auf eine Magisterarbeit (2010) im Direktstudiengang Bibliothekswissenschaft an der Humboldt-Universität zu Berlin.Die Informationsräume Bibliothek und World Wide Web (WWW) stehen vor der gleichen Herausforderung: Eine korrekte, umfassende und nutzergerechte Erschliessung ihrer Dokumente zu leisten. Eine Lösung aus beiden Perspektiven wäre eine einfache und universelle Ressourcenbeschreibung, die implizit generiert wird. Hieraus ergibt sich eine zentrale Frage für die Bibliothekswissenschaft: Inwieweit und auf welche Weise können solche Techniken auch für die Bibliografische Kontrolle nutzbar gemacht werden? Im ersten Teil der Arbeit werden die klassischen Konzepte der Bibliografischen Kontrolle analysiert. Als aktuelle Umformungen dieser Komponenten wird auf die Konzeptmodelle des "Bibliografischen Universums" FRBR, FRAD und FRSAD eingegangen. Das Begriffskontinuum Metadaten und Ressourcenbeschreibung wird erläutert und als Bibliografisches System redefiniert, bevor die gegenwärtigen Metadatensystemen abschliessend kritisch betrachtet werden. Im zweiten Teil werden Prinzipien und Technologien beschrieben, die unter dem Begriff Semantic Web zusammengefasst werden und die Struktur des WWW durch maschinenverarbeitbare Informationen erweitern sollen. Ein Überblick über aktuelle Anwendungen in Form von Linked-Data-Projekten schliesst den Teil ab. Im letzten Abschnitt wird erläutert, wie Bibliografische Metadatensysteme durch die vorgestellten Semantic-Web-Techniken reformuliert und integriert werden können. Dies wird danach anhand des DCAM und konkreter Darstellungen von bibliografischen Metadatenschemata, Normdaten und Kontrollierten Vokabularen mittels RDF(S)/SKOS veranschaulicht. Schliesslich wird das neue Katalogisierungsregelwerk Resource Description and Access (RDA) vor diesem Hintergrund betrachtet. Die Arbeit endet mit der Schlussfolgerung, dass Semantic-Web-Techniken dazu geeignet erscheinen, die strukturelle und inhaltliche Komplexität von bibliografischen Metadaten einheitlich darzustellen sowie diese hochgradig anpassungsfähig und universell verarbeitbar zu gestalten. Im Gegenzug können qualitativ hochwertige bibliothekarische Daten als wichtige Referenzpunkte in der sich rasch entwickelnden Linked Data Cloud fungieren - und ihrerseits in ungeahntem Ausmass verknüpft und somit angereichert werden

Visualisierungsmethoden für das interaktive Erfassen und Strukturieren von Informationen im Kontext der Freiform-Wissensmodellierung

In der vorliegenden Arbeit werden Visualisierungsmethoden für das interaktive Erfassen und Strukturieren von Informationen im Kontext der Wissensmodellierung konzipiert und untersucht. Motiviert ist das Vorhaben durch das Interesse von Wissensarbeitern an unterstützenden Werkzeugen sowie von Unternehmen und Institutionen, unstrukturiertes Prozesswissen zu erfassen, zu strukturieren und intern für Optimierungszwecke verfügbar zu machen. Diese Problematik tritt domänenunabhängig auf. Die Herausforderung dabei ist, diese branchenübergreifend zu lösen. Die zwei wesentlichen Nachteile des Wissensmodellierungsprozesses sind zum einen die aufwendige Dateneingabe durch Benutzer und zum anderen der komplizierte Prozess der Wissensformalisierung. In den frühen Phasen bisheriger Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung verwenden Wissensarbeiter hauptsächlich Papier und Stift sowie Whiteboards, da digitale Systeme für diesen Zweck häufig zu inflexibel sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen digitalen Lösungsansatz zu präsentieren, welcher diese nachteiligen Aspekte verbessert. Das Thema wird dabei methodisch in drei Schritten bearbeitet. Zuerst werden aktuelle Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung sowie dabei verwendete Hilfsmittel analysiert. Basierend auf diesen Untersuchungen wird als theoretische Lösung die Methode der Freiform-Wissensmodellierung vorgestellt, welche eine Alternative zur Papierform und zu bisherigen digitalen Systemen darstellt. Das erarbeitete Konzept umfasst eine digitale, stiftbasierte Tablet-Computer-Anwendung, welche die Art und Weise der Darstellungen mittels Papier und Stift mit den Vorteilen der Veränderbarkeit und Datenspeicherung digitaler Systeme kombiniert. Um die theoretischen Überlegungen zu untermauern, werden zwei aufeinander aufbauende, prototypische Softwareanwendungen in der vorliegenden Arbeit entwickelt und vorgestellt (Auf Implementierungsarbeiten betreuter Studenten wird an den entsprechenden Stellen im Text verwiesen). Im Rahmen einer Laborstudie wird die entwickelte Methode der Freiform-Wissensmodellierung, welche den Softwareanwendungen zugrunde liegt, mit der Verwendung von Stift und Papier verglichen. Da bis dato keine derartige Vergleichsstudie zwischen Papier und Tablet-Computer gefunden werden konnte, wird anforderungsgeleitet ein spezieller Studienaufbau entwickelt. Dieser kann zukünftig für andere Forschungsvorhaben verwendet werden. Die Ergebnisse belegen, dass die digitale Anwendung zur Freiform-Wissensmodellierung in ihren Möglichkeiten eine hohe Ähnlichkeit zur Verwendung von Papier und Stift aufweist. Sie eignet sich daher in besonderem Maße zur Unterstützung der frühen Phasen der Wissensmodellierung. Basierend auf den Erkenntnissen der Studie werden darüber hinaus Weiterentwicklungsmöglichkeiten aufgezeigt. Für die wichtigsten Kritikpunkte wird ein weiterentwickeltes Konzept vorgestellt. Das Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist ein in der Praxis auf Tablet-Computern anwendbares Konzept zur Wissensmodellierung. Dieses steht als prototypische Umsetzung zur Verfügung. Das entwickelte Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ermöglicht jedem Benutzer (egal ob Laie oder Experte in grafischer Gestaltung oder in technischer Repräsentation) Gedanken visuell zu strukturieren und diese synchron in einem passenden Datenmodell abzulegen. Durch die Visualisierungsmethode der Freiformen wird die Struktur der Daten und der Aufbau der Informationen bereits durch die visuelle Oberfläche für den Benutzer und das System gleichermaßen „ersichtlich”. Das System erkennt die hierarchische Verschachtelung und Gruppierung von Informationen. Der darunterliegende Aufbau sowie die Struktur der Daten werden vom System grafisch explizit gezeigt, sodass ein Anwender zu jederzeit sieht, welche Struktur das System „verstanden” hat. So kann diese „entindividualisierte” Struktur der Inhalte auch von anderen Benutzern nachvollzogen werden. Dies erlaubt ein grundlegendes kooperatives Arbeiten. Das Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ist dabei (ähnlich wie Whiteboards oder Papier und Stift) vom Anwendungsfall unabhängig einsetzbar. Die vorliegende Arbeit bietet einen neuartigen Ansatz, temporäre Informationen bereits im Verlauf der Wissensmodellierung digital festzuhalten und schrittweise weiterzuentwickeln. In der durchgeführten Studie wurden sämtliche von Probanden erstellte Typen grafischer Objekte ermittelt. Zukünftige Forschungsarbeiten können darauf aufbauend die softwareseitige Erkennung und Verarbeitung von handgezeichneten Inhalten verbessern. Somit bietet die vorliegende Arbeit die Grundlage für eine neue Generation unterstützender digitaler Werkzeuge für Wissensarbeiter.:1 Einleitung 2 Grundlagen und Begriffe 2.1 Überblick der Einflussfaktoren 2.2 Der Wissensbegriff 2.2.1 Grenzen der Definierbarkeit 2.2.2 Theoretische Ansätze 2.2.3 Arbeitsdefinition von Wissensarten 2.2.4 Abgrenzung der Wissensarten 2.3 Wissensmodellierung 2.3.1 Sinnerschließung 2.3.2 Wissensformalisierung 2.3.3 Problem der semantischen Lücke 2.4 Wissensrepräsentation 2.4.1 Interne (mentale) Repräsentation 2.4.2 Externe Repräsentation 2.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Begriffe 3 Praxisanalyse der Wissensmodellierung 3.1 Relevanz der Arbeit mit Wissen 3.2 Rollen von Wissensarbeitern 3.3 Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung 3.3.1 Sinnerschließung als Arbeitsprozess 3.3.2 Wissensformalisierung als Arbeitsprozess 3.4 Stand der Forschung und Technik 3.4.1 Durchgeführte Befragungen von Wissensarbeitern 3.4.2 Werkzeuge zur Sinnerschließung 3.4.3 Werkzeuge zur Wissensformalisierung 3.5 Probleme und Herausforderungen aktueller digitaler Systeme 3.6 Lösungsansatz: Freiform-Wissensmodellierung 3.6.1 Formalästhetische Orientierung an der Praxis 3.6.2 Menschzentrierte Gestaltung der Prozesse und Systeme 3.6.3 Definition Freiform-Wissensmodellierung 3.6.4 Basis-Editor 3.6.5 Formalisierungs-Editor 3.7 Zusammenfassung der Praxisanalyse 4 Anforderungsspezifikation zum Basis-Editor 4.1 Anforderungen aus Benutzersicht 4.2 Anforderungen aus softwaretechnischer Sicht 4.3 Einordnung verwandter Arbeiten 4.3.1 Pinnwandsysteme mit planarer Anordnung 4.3.2 Systeme mit Netzwerkvisualisierungen 4.3.3 Systeme mit hierarchischer Repräsentation 4.3.4 Mischsysteme 4.3.5 Übersicht verwandter Arbeiten 5 SketchViz: ein Basis-Editor zur Sinnerschließung 5.1 Konzeption SketchViz 5.1.1 Paper Prototyping zur Konzeptentwicklung 5.1.2 Fokussierte Hardware: Tablet-Computer 5.1.3 Anforderungsbezogene Funktionen 5.1.4 Interaktionskonzept von SketchViz 5.1.5 Benutzeroberfläche von SketchViz 5.2 Umsetzung von SketchViz 5.2.1 Modularer Systemaufbau 5.2.2 Realisierung eines Prototyps 5.3 Fazit SektchViz 6 Vergleichsstudie zwischen SketchViz und Papier 6.1 Ziel der vorliegenden Untersuchung 6.1.1 Verwandte Studien 6.1.2 Zielsetzung der Studie 6.2 Untersuchungsaufgabe 6.2.1 Anforderungen an die Untersuchungsaufgabe 6.2.2 Verwandte Aufgabentypen 6.2.3 Aufbau der Untersuchungsaufgabe 6.3 Stichprobe 6.4 Studien-Design 6.4.1 Untersuchungsaufbau und Apparatur 6.4.2 Untersuchungsablauf 6.5 Fragestellungen der Laborstudie 6.5.1 Veränderungshandhabung 6.5.2 Übersichtlichkeit 6.5.3 Interaktion 6.5.4 Darstellungsformen 6.6 Ergebnisse 6.6.1 Ergebnisse bezüglich Veränderungshandhabung 6.6.2 Ergebnisse bezüglich Übersicht 6.6.3 Ergebnisse bezüglich Interaktion 6.6.4 Ergebnisse bezüglich Darstellungsformen 6.7 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse 6.7.1 Eignung zur Unterstützung von Sinnerschließungsprozessen 6.7.2 Erreichte Ähnlichkeit zwischen SketchViz und Papier 6.7.3 Studienkritik 7 Weiterentwicklung SketchViz 7.1 Anforderungen aus den Ergebnissen der Evaluation von SketchViz 7.2 Suche nach einer formalästhetisch orientierten Visualisierungsmethode 7.3 Methodenbeschreibung zur Exploration natürlicher Materialien 7.4 Analyse der Experimentergebnisse mit fluiden Materialien 7.4.1 Interaktion mit fluiden Materialien 7.4.2 Visuelle Eigenschaften fluider Materialien 7.5 Übertragung physischer Eigenschaften fluider Materialien ins Digitale 7.5.1 Themenzuordnung 7.5.2 Hierarchiebildung 7.5.3 Veränderbarkeit 7.6 Fazit des weiterentwickelten Konzepts 8 Formalisierungs-Editor 8.1 Analyse des Arbeitsablaufs der Wissensformalisierung 8.2 Ontologien und deren Herausforderungen 8.2.1 Beispiel einer formalisierten Organisationsstruktur 8.2.2 Herausforderungen bei der Verwendung von Ontologien 8.3 Ein Formalisierungs-Editor basierend auf SketchViz 8.3.1 Arbeitsablauf mit Formalisierungs-Editor 8.3.2 Systemaufbau Formalisierungs-Editor 8.4 Erweiterte Anforderungen bezüglich des Formalisierungs-Editors 8.4.1 Übersicht bestehender und erweiterter Anforderungen 8.4.2 Beschreibung der erweiterten Anforderungen 8.5 Verwandte Arbeiten zur Wissensformalisierung 8.6 Prototypische Umsetzung des Formalisierungs-Editors 8.6.1 Modularer Aufbau von OntoSketch 8.6.2 Anforderungen zur Umsetzung 8.6.3 Realisierung von OntoSketch durch Schneider 8.7 Fazit OntoSketch 8.7.1 Übergang zwischen Sinnerschließung und Wissensformalisierung 8.7.2 Gegenüberstellung von SketchViz und OntoSketch 8.7.3 Gegenüberstellung zwischen OntoSketch und bisherigen menügesteuerten Werkzeugen 9 Zusammenfassung und Ausblick 9.1 Zusammenfassung 9.2 Ausblick A Anhang A.1 Publikationsliste A.2 Preisauszeichnungen A.3 Dokumente und Fragebögen zur SketchViz Evaluation A.4 Handouts Natural Interface Exploration Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Literaturverzeichnis Glossar Inde

Formalized Terminologies of Technical Systems and their Reliability

Während des Lebenslaufs eines technischen Systems kommunizieren Fachleute mit verschiedenen Ausbildungs- und Erfahrungshintergründen miteinander. Nur ein gleiches Verständnis auf der Grundlage eines gemeinsamen Terminologoegebäudes ermöglicht zueinander passendes Handeln. Existierende Ansätze der Terminologiearbeit erfüllen die Ansprüche an eine eindeutige, widerspruchsfreie, präzise, mehrsprachige und domänenübergreifende terminologische Basis allerdings nicht. Um einen reibungslosen Ablauf der gewerkeübergreifenden Zusammenarbeit über den gesamten Lebenslauf technischer Systeme zu ermöglichen, müssen die Grenzfälle und Unschärfen bestehender Terminologieabbildungen gelöst werden. Die in dieser Arbeit ausgearbeitete methodische Grundlage besteht in einer eindeutigen Festlegung von Termini durch die durchgängige Nutzung einheitlicher formaler Beschreibungsmittel. Auf dieser Basis aufbauend wird die Basisterminologie der leittechnischen Modellwelt beschrieben. Sie stellt das Fundament für eine weitergehende Modellbildung dar. Die im Rahmen dieser Arbeit konzipierte Vorgehensweise wird auf die Modellierung eines formalisierten Terminologiegebäudes zur Verlässlichkeit technischer Systeme angewendet. Die einzelnen Termini werden hierbei durch ein Netz zwischen ihnen bestehender Bedeutungsbeziehungen abgebildet und so zu einem neuen Terminologiegebäude zusammengefügt. Gleichwertige Benennungen werden identifiziert und somit ein Beitrag zur Eindeutigkeit des Fachvokabulars geleistet. In dieser Arbeit wird ein Terminologiemanagementsystem konzipiert, welches die Sprache in ihrer Komplexität abzubilden vermag und somit über eine bloße Auflistung von Bezeichnungen und den ihnen zugeordneten Definitionen hinausgeht. Es erlaubt die verteilte Erarbeitung und Abstimmung eines Fachwortschatzes in der Normungsarbeit und in der industriellen Praxis und ermöglicht dort eine fachübergreifende Kommunikation, wo bisher nur Unverständnis, Missverständnis und Ablehnung bestanden.In the lifecycle of a technical system experts with different educational backgrounds and experiences communicate with each other. Only a common understanding allows for coordinated and coherent action. Existing approaches of terminology management can not adequately fulfill the unambiguous, consistent, precise, multilingual conceptualization across different domains. In order to allow for an unobstructed interdisciplinary cooperation a harmonization of heterogeneous information is required and the fuzziness of the currently existing terminology needs to be overcome. The methodical framework to do this is developed in this work. The formalization of unambiguously defined technical terms is supported by the integrated use of formal means of description. Based on this approach the basic terms and definitions of control technology can be formally described. A standardized and well defined vocabulary is the basis for subsequently defined concepts and models. The methodical approach outlined in this work is applied to the formalization of a concept system of the dependability of technical systems. The individual concepts will be identified and integrated into a network structure by means of semantic relations. Equivalent designations for identical concepts can be identified and the currently existing frequent use of synonyms can be avoided. This helps to overcome the existing problems and to improve communication across different domains. As language is a complex phenomenon tool support is of utmost importance. This work lays the basis for a terminology management system which can model various facets of language and thus goes far beyond the scope and expressiveness of currently existing terminology management systems. The terminology management system introduced allows for the distributed and collaborative development of a terminology in standardization as well as in industrial applications

Semantische und organisatorische Interoperabilität kommunaler Geodaten im Kontext von INSPIRE

Mit INSPIRE, der Geodateninfrastruktur der Europäischen Gemeinschaft, wird das Ziel verfolgt, umweltrelevante und harmonisierte Geodatenbestände für eine nachhaltige europäische Umweltpolitik und zur allgemeinen Bereitstellung für die Bürger der EU verfügbar zu machen. Die Dissertation stellt einen wissenschaftlichen Beitrag zur Erfüllung der Aufgaben durch kommunale Verwaltungen dar. Es werden semantische und organisatorische Problemstellungen untersucht und Lösungen in Form eines Interoperabilitätsmodells für kommunale Geodaten und Geodienste unter Berücksichtigung von INSPIRE aufgezeigt

Wissensmanagement und Semantic Web

Ziel dieser Arbeit ist es, den Themen „Wissensmanagement“ und „Semantic Web“ und deren Relevanz im Organisationsumfeld nachzugehen. Der Arbeit sind folgende Forschungsfragen vorangestellt: Welche Relevanz haben Wissensmanagement und semantische Technologien für den Arbeitsalltag von Personen, die in wissensintensiven Bereichen tätig sind? Welche Möglichkeiten ergeben sich durch den Einsatz von Wissensmanagement und semantischer Technologien? Wie weit sind diese semantischen Technologien für den Einsatz schon praxistauglich? Um ein Verständnis für die, in dieser Arbeit angesprochenen Themen aufzubauen, werden im theoretischen Teil zu beiden Themen die Grundlagen ausgearbeitet, und die Themen werden unter Berücksichtigung der eingangs aufgeworfenen Fragestellungen positioniert. Den empirischen Teil der Arbeit bilden Gruppendiskussionen, die in verschiedenen Organisationen durchgeführt wurden. Die Diskussionen wurden mit Hilfe der dokumentarischen Methode interpretiert und ausgewertet. Als Ergebnis des empirischen Teils der Arbeit, wurden Ansatzpunkte für ein Verständnis der Themen „Wissensmanagement“ und „Semantic Web“ und deren Relevanz im Organisationsumfeld ausgearbeitet, und auch Möglichkeiten für eine Typenbildung aufgezeigt. Zusammenfassend und verkürzt können auf die Forschungsfragen anhand dieser Ergebnisse folgende Antworten gegeben werden: Die „theoretische Relevanz“ der beiden Themen ist groß, die „praktische Relevanz“ hingegen ist sehr gering. Weder wird in den untersuchten Organisationen strukturiertes Wissensmanagement betrieben, noch gibt es Ansätze zum Einsatz von semantischen Technologien. Ein überwiegender Teil der Teilnehmer war vor den Diskussionen noch nie mit dem Thema „Semantic Web“ konfrontiert. Die Relevanz des Semantic Web bzw. semantischer Technologien wird nach der Einführung zum Thema aber hoch eingeschätzt. Als Möglichkeiten werden vor allem eine bessere Verwaltung der Information bzw. des Wissens in den Organisationen und bei semantischen Technologien im speziellen die Verbesserung der Suchfunktionen bzw. der Suchergebnisse gesehen. Semantischen Technologien werden als noch nicht praxistauglich empfunden. Der Zusammenhang zwischen Wissensmanagement und Semantic Web wird als gegeben angenommen, ohne dass er näher begründet wird

Wissensmodellierung im Semantic Web

Wir sind sowohl in unserem „offline“ als auch in unserem „online“ Alltag von einer Vielzahl von Wissensorganisationssystemen umgeben. Die Komplexität dieser Systeme steigt mit dem Umfang und der Heterogenität der Informationen, die (wieder)gefunden werden sollen. In diesem Beitrag werden unterschiedliche Wissensorganisationssysteme beschrieben und gegenübergestellt. Für die Modellierung dieser Systeme wird ein generisches Verfahren vorgestellt, das für alle geschilderten Wissensorganisationssysteme geeignet ist. Ergänzt wird diese Methode durch die Darstellung der persönlichen Nutzung von Wissensorganisationssystemen