Querying Property Graphs with Ontologies

Nikola Dragovic, Maria Magdalena Ortiz de la Fuente
2022
Bei Ontology-Mediated Querying fragen NutzerInnen Daten mit Hilfe einer Ontologie ab.Eine Ontologie bietet nicht nur ein Mittel, Daten aus heterogenen Quellen miteinander zu verbinden, sondern auch die Möglichkeit, bei unvollständigen Daten Schlüsse zu ziehen.Moderne Systeme erlauben NutzerInnen ihre Daten mit SPARQL 1.1 abzufragen, wobei davon ausgegangen wird, dass diese in einem relationalen Schema gespeichert sind.Obwohl diese Systeme von Graph-strukturierten Daten ausgehen, ermöglichen sie
more » ... keine Abfragen mit Navigationsfunktionen.Unser Ziel ist es, NutzerInnen die Möglichkeit zu geben, eine Neo4j Property-Graph Datenbank mit Ontologien und einer Abfragesprache mit Navigationsfunktionen abzufragen.In unserer Arbeit diskutieren wir die Unterschiede in der Semantik zwischen SPARQL 1.1 und der Property-Graph Abfragesprache Cypher.Abfragen in unserem Framework sollen in Bezug auf eine gegebene Ontologie umschreibbar, und ihre Auswertung hinsichtlich der Datenkomplexität praktisch ausführbar sein.Wir schlagen ein Framework für die Abfrage von Neo4j Property-Graphen mit Ontologien vor.Darüber hinaus definieren wir Bedingungen, die sicherstellen, dass die Antworten in den betrachteten Abfragesprachen übereinstimmen.Unsere Arbeit umfasst auch eine neue Umschreibetechnik für Abfragen in unserem Framework.Weiters zeigen wir, dass unsere Umschreibung vollständig und korrekt ist und dass die Beantwortung von Abfragen praktisch umsetzbar ist.Abschließend stellen wir eine Implementierung unserer Umschreibung vor und diskutieren die Realisierbarkeit unseres Ansatzes anhand eines Anwendungsfalls aus dem Bereich des autonomen Fahrens, der von der Virtual Vehicle Research GmbH bereitgestellt wurde.Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Abfrage von Property-Graphen mit Ontologien in der Praxis realisierbar ist.Darüber hinaus zeigt sich, dass wir Property-Graph Datenbankmanagementsysteme nutzen können, um Navigationsabfragen in Bezug auf Ontologien zu beantworten.
doi:10.34726/hss.2022.96571 fatcat:vtgqrxb4drey7dseinz5pk2s5m