Aplicação de inferências em uma modelagem ontológica
DOI:
https://doi.org/10.1590/1808-5245.29.129483Palavras-chave:
inferência, análise de domínio, interoperabilidade semânticaResumo
A modelagem de dados apoiada em ontologias favorece à organização do conhecimento e à utilização de máquinas de inferências para obter novos conhecimentos sobre os dados e apoiar a tomada de decisões de especialistas. No entanto, é preciso discutir as técnicas para promover as inferências e explorar a semântica entre os dados. O problema de pesquisa é verificar como o emprego de tecnologias semânticas representaria uma alternativa vantajosa, em relação ao estado da arte, para analisar, sistematizar e organizar as informações de um domínio, acelerando um processo para tomada de decisões. Apresentam-se os conceitos por trás do desenvolvimento de um artefato que emprega tecnologias semânticas e uma ontologia de domínio para integrar dados de projetos Building Information Modeling e outros dados tabulares externos ao projeto para automatizar as tarefas da certificação Leadership in Energy and Environmental Design. Para demonstrar o artefato, dados são anotados semanticamente e um grafo de conhecimento é gerado no formato Resource Description Framework. Uma vez integrados no grafo, são aplicadas inferências para avaliar os critérios da certificação por meio de consultas. Os resultados sugerem que a aplicação destas tecnologias promove a extensão semântica, facilita a integração com outras bases de conhecimento e organiza conceitualmente os dados para melhor recuperar informações e gerar novos conhecimentos.
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Referências
ALMEIDA, J. P. A. et al. gUFO: a lightweight implementation of the Unified Foundational Ontology (UFO). GitHub, San Francisco, 2019.
AUTODESK. Revit Family. Autodesk, Inc., California, 26 Oct. 2022.
AZHAR, S. et al. Building information modeling for sustainable design and LEED® rating analysis. Automation in Construction, Netherlands, v. 20, n. 2, p. 217-224, 2011. Available in: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2010.09.019. Accessed on: 15 May. 2021.
BASSILIADES, N. SWRL2SPIN: converting SWRL to SPIN. CEUR Workshop Proceedings, Germany, v. 2204, p. 1-15, 2018.
BAX, M. P. Design science: filosofia da pesquisa em ciência da informação e tecnologia. Ciência da Informação, Brasília, v. 42, n. 2, p. 298-312, 2013. Available in: https://doi.org/10.18225/ci.inf.v42i2.1388. Accessed on: 16 Oct. 2021.
BONDUEL, M. et al. The IFC to linked building data converter - current status. CEUR Workshop Proceedings, Germany, v. 2159, p. 34-43, 2018.
COPPENS, S. et al. Reasoning over SPARQL. CEUR Workshop Proceedings, Germany, v. 996, p. 1-5, 2013.
DING, L. et al. TWC LOGD: a portal for linked open government data ecosystems. Journal of Web Semantics, Netherlands, v. 9, n. 3, p. 325-333, 2011. Available in: https://doi.org/10.1016/j.websem.2011.06.002. Accessed on: 28 Sept. 2021.
FALBO, R. de A. SABiO: systematic approach for building ontologies. CEUR Workshop Proceedings, Germany, v. 1301, p. 1-14, 2014.
GEARON, P.; PASSANT, A.; POLLERES, A. (ed.) SPARQL 1.1 update. W3C, [s.l.], 21 Mar. 2013. W3C Recommendation.
GEYER, P. Advanced engineering informatics systems modelling for sustainable building design. Advanced Engineering Informatics, United Kingdom, v. 26, n. 4, p. 656-668, 2012. Available in: https://doi.org/10.1016/j.aei.2012.04.005. Accessed on: 15 May. 2021.
GUIZZARDI, G. Ontological foundations for structural conceptual models. University of Twente: Telematica Institut/CTIT, 2005.
GUIZZARDI, G. et al. Ontologias de fundamentação, modelagem conceitual e interoperabilidade semântica. CEUR Workshop Proceedings, Germany, v. 728, p. 1-10, 2011.
HAWKE, S. et al. SPARQL 1.1 entailment regimes. W3C, [s.l.],12 May 2011.
HJØRLAND, B. Domain analysis in information science: eleven approaches: traditional as well as innovative. Journal of Documentation, United Kingdom, v. 58, n. 4, p. 422-462, 2002. Available in: https://doi.org/10.1108/00220410210431136. Accessed on: 17 Feb. 2021.
HJØRLAND, B. Reviews of concepts in knowledge organization. Knowledge Organization, Germany, v. 44, n. 5, p. 349-379, 2017. Available in: https://doi.org/10.5771/0943-7444-2017-1-55. Accessed on: 17 Feb. 2021.
HJØRLAND, B. What is Knowledge Organization (KO)? Knowledge Organization, Germany, v. 35, n. 2/3, p. 86-101, 2008. Available in 10.5771/0943-7444-2008-2-3-86. Accessed on: 17 Feb. 2021.
HJØRLAND, B.; ALBRECHTSEN, H. Toward a new horizon in information science: domain‐analysis. Journal of the American Society for Information Science, Leesburg, v. 46, n. 6, p. 400-425, 1995. Available in: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4571(199507)46:6<400::AID-ASI2>3.0.CO;2-Y. Accessed on: 17 Feb. 2021.
HONG, S.-H.; LEE, S.-K.; YU, J.-H. Automated management of green building material information using web crawling and ontology. Automation in Construction, Netherlands, v. 102, p. 230-244, 2019. Available in: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.01.015. Accessed on: 15 May. 2021.
HORROCKS, I. et al. OWL rules: a proposal and prototype implementation. Web Semantics, Netherlands, v. 3, n. 1, p. 23-40, 2005. Available in: https://doi.org/10.1016/j.websem.2005.05.003. Accessed on: 08 June 2021.
ISOTANI, S.; BITTENCOURT, I. I. Dados abertos conectados. São Paulo: Novatec, 2015.
JIANG, S.; WANG, N.; WU, J. Combining BIM and ontology to facilitate intelligent green building evaluation. Journal of Computing in Civil Engineering, Reston, v. 32, n. 5, p. 1-15, 2018. Available in: https://doi.org/10.1061/(ASCE)CP.1943-5487.0000786. Accessed on: 02 May. 2021.
KRIJNEN, T.; BEETZ, J. A. SPARQL query engine for binary-formatted IFC building models. Automation in Construction, Netherlands, v. 95, p. 46-63, 2018. Avaliable in: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2018.07.014. Accessed on: 21 Aug. 2021.
LAWAN, A.; RAKIB, A. The semantic web rule language expressiveness extensions-a survey. arXiv, Ithaca, Mar. 2019. Available in: https://doi.org/10.48550/arXiv.1903.11723. Accessed on: 01 June 2021.
NIKNAM, M.; KARSHENAS, S. A shared ontology approach to semantic representation of BIM data. Automation in Construction, Netherlands, v. 80, p. 22-36, 2017. Available in: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.03.013. Accessed on: 15 May. 2021.
NOY, N. F.; MCGUINNESS, D. L. Ontology Development 101: a guide to creating your first ontology. Knowledge Systems Laboratory, Stanford, v. 32, 2001.
PAUWELS, P; ROXIN, A. SimpleBIM: from full ifcOWL graphs to simplified building graphs. In: European Conference on Product and Process Modelling, 11th, 2016. Proceedings […]. [S.l.]: ECPPM, 2016.
PAUWELS, P.; TERKAJ, W. EXPRESS to OWL for construction industry: towards a recommendable and usable ifcOWL ontology. Automation in Construction, Netherlands, v. 63, p. 100-133, 2016. Available in: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2015.12.003. Accessed on: 24 Feb. 2021.
PERRY, M.; HERRING, J. GeoSPARQL: a geographic query language for RDF data. Open Geospatial Consortium, Arlington, 2011.
RASHID, S. M. et al. The semantic data dictionary - an approach for describing and annotating data. Data Intelligence, Beijing, v. 2, n. 4, p. 443-486, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1162/dint_a_00058. Accessed on: 24 Feb. 2021.
RASMUSSEN, M. H. et al. Proposing a central AEC ontology that allows for domain specific extensions. In: Joint Conference on Computing in Construction, 3., Creta, 2017. Proceedings […]. Edinburg: Heriot-Watt University, 2017. p. 237-244.
SACKS, R. et al. BIM handbook: a guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers, and contractors. 3. ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2018.
SMIRAGLIA, R. P. Domain analysis for knowledge organization: tools for ontology extraction. Oxfordshire: Chandos Publishing, 2015.
SUCHÁNEK, M. OntoUML specification. OntoUMLReadthedocs, [s.l.], p. 1-123, 11 Sept. 2022.
TANDY, J.; HERMAN, I.; KELLOGG, G. (ed.). Generating RDF from tabular data on the web. W3C, [s.l.], 17 Dec. 2015. W3C Recommendation.
TERKAJ, W.; SOJIC, A. Ontology-based representation of IFC EXPRESS rules: an enhancement of the ifcOWL ontology. Automation in Construction, Netherlands, v. 57, p. 188-201, 2015. Avaliable in: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2015.04.010. Accessed on: 22 Feb. 2021.
US GREEN BUILDING COUNCIL (USGBC). LEED v4.1: building design and construction. US Green Building Council, Washington, p. 259, 2020.
WONG, J. K. W.; ZHOU, J. Enhancing environmental sustainability over building life cycles through green BIM: a review. Automation in Construction, Netherlands, v. 57, p. 156-165, 2015. Avaliable in: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2015.06.003. Accessed on: 24 Feb. 2021.
XU, Z. et al. Study on the evaluation method of green construction based on ontology and BIM. Advances in Civil Engineering, London, v. 2019, p. 1-20, 2019. Avaliable in: https://doi.org/10.1155/2019/5650463. Accessed on: 23 Feb. 2021.
ZHANG, D. et al. A semantic and social approach for real-time green building rating in BIM-based design. Sustainability, Basel, v. 11, n. 14, p. 1-16, 2019. Avaliable in: https://doi.org/10.3390/su11143973. Accessed on: 24 Feb. 2021.
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