Thesis (Ph.D.)--University of Florida, 2005. / Title from title page of source document. Document formatted into pages; contains 111 pages. Includes vita. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--Washington State University, August 2007. / Includes bibliographical references (p. 121-125).

Οι μοντέρνες σχεδιαστικές προσεγγίσεις των κτιρίων απαιτούν την παροχή διαδραστικών ανέσεων στους ανθρώπους που ζουν και εργάζονται στο εσωτερικό τους. Ο οικιακός και κτιριακός αυτοματισμός, όμως, χαρακτηρίζεται από μεγάλη ανομοιογένεια μεταξύ των περισσοτέρων εγκατεστημένων συστημάτων, τα οποία αποτελούν κλειστά συστήματα. Είναι αναγκαία, λοιπόν, η εύρεση μεθόδων για τη μεταξύ τους ολοκλήρωση, καθώς και στροφή σε πιο ανοικτά συστήματα τα οποία θα παρέχουν ευελιξία και διαλειτουργικότητα. Ένας αριθμός συστημάτων και εφαρμογών έχει δημιουργηθεί προς αυτή την κατεύθυνση, ενώ καθημερινά παρουσιάζονται νέες περισσότερο “έξυπνες” συσκευές με πολλαπλές δυνατότητες δικτύωσης, χρήσης τεχνολογιών διαδικτύου και ασύρματης επικοινωνίας. Οι δυνατότητες αυτές, φαίνεται να αποτελούν και τα συστατικά για μία επιτυχή παροχή ηλεκτρονικών υπηρεσιών στο χώρο. Η διδακτορική διατριβή έρχεται να ερευνήσει τη δημιουργία και χρήση σημασιολογικών περιγραφών στο περιβάλλον του κτιριακού αυτοματισμού και να υλοποιήσει μία οντολογία που περιγράφει τον κτιριακό δίκτυο LonWorks, ενώ επεκτείνεται και σε γενικότερες συσκευές και διαδικασίες που χαρακτηρίζουν το χώρο. Επί πλέον, γίνεται η έρευνα για τη μεθοδολογία αξιοποίησης των ανωτέρω περιγραφών και των δικτυακών υπηρεσιών, καταλήγοντας στη σχεδίαση και υλοποίηση μίας πλατφόρμας που ενσωματώνει μία σειρά εργαλείων, ώστε ο μηχανικός δικτύου να μπορεί να σχεδιάσει και να αναπτύξει τις απαραίτητες δικτυακές υπηρεσίες για τη δημιουργία και παροχή ηλεκτρονικών υπηρεσιών. Συγκεκριμένα, περιγράφει τη μεθοδολογία για την υλοποίηση των δικτυακών υπηρεσιών που θα αντλήσουν την πληροφορία από το υποκείμενο δίκτυο αυτοματισμού, ασχέτως του βαθμού ετερογένειας που το χαρακτηρίζει, και το μεταξύ τους συνδυασμό ώστε να δημιουργήσει τις δικτυακές υπηρεσίες. / Modern building design approaches require interactive amenities provision to people who live and work within them. Home and Building Automation, however, is characterized by great diversity among most installed systems, which are non-open systems. It is necessary therefore to find methods for integration between them, and move to more open systems that provide flexibility and interoperability. A number of systems and applications have been developed towards this direction, and every day there are new more "smart" devices with multiple networking technologies using Internet and wireless communication. These features appear to constitute the ingredients for a successful delivery of electronic services in the area. This thesis is to investigate the creation and use of semantic descriptions in the environment of building automation, implement an ontology describing a LonWorks network, and extended it to more general equipment and procedures that characterize the area. Moreover, a survey is performed around the methodology for the use of these descriptions along with network services, resulting in the design and implementation of a platform. The platform incorporates a set of tools enabling the network engineer to design and develop the necessary web services needed to create e-services. Specifically, it describes the implementation methodology of web services that will draw information from the underlying automation network, regardless of each heterogeneity degree, and each amongst combination to create web services.

Τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της Πληροφορικής Τεχνολογίας, οι Οντολογίες βρίσκονται στο επίκεντρο των ενδιαφερόντων επιστημόνων και ερευνητικών ομάδων σε όλο τον κόσμο. Η έρευνα κατευθύνεται σε μια σειρά από διαφορετικά επιστημονικά πεδία όπως της τεχνητής νοημοσύνης, της διαχείρισης γνώσης, καθώς και των τεχνολογιών του παγκόσμιου και ιδιαίτερα του σημασιολογικού ιστού. Το σύνολο των διεργασιών οι οποίες αφορούν στην διαδικασία ανάπτυξης οντολογιών, στον κύκλο ζωής τους, καθώς και στις μεθοδολογίες, στα εργαλεία και στις γλώσσες προγραμματισμού που απαιτούνται για την δημιουργία τους αναφέρεται ως Μηχανική των Οντολογιών. Η κατασκευή οντολογιών είναι μια διεργασία η οποία επηρεάζεται από αντικειμενικούς αλλά και υποκειμενικούς παράγοντες. Στους αντικειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται τα εργαλεία με τα οποία θα κατασκευαστεί και θα επεξεργαστεί η οντολογία, η γλώσσα στην οποία θα αναπτυχθεί, η μεθοδολογία στην οποία θα βασιστεί, οι εφαρμογές στις οποίες θα χρησιμοποιηθεί, το είδος της οντολογίας και τις διαθέσιμες πηγές γνώσης (τυπικές ή μη), όπως λεξικά ή υπάρχουσες οντολογίες. Στους υποκειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται οι ειδικές δεξιότητες ανάλυσης γνώσης και η εμπλοκή ατόμων που το καθένα έχει την δική του άποψη σχετικά με το πεδίο ενδιαφέροντος. Συνεπώς, η ανάπτυξη μιας οντολογίας είναι επιρρεπής στα λάθη, αφού μπορεί να υπάρξουν διάφορες ερμηνείες για το ίδιο πεδίο και τα αποτελέσματα είναι συχνά υποκειμενικά, διότι κάθε σχεδιαστής οντολογιών έχει διαφορετικούς στόχους, μπορεί να αναλύει το πεδίο ενδιαφέροντος σε διαφορετικό επίπεδο και αποσκοπεί σε διαφορετικό τρόπο χρήσης της οντολογίας. Για να ξεπεραστεί το πρόβλημα της δημιουργίας υποκειμενικών οντολογιών, οι ερευνητές ανέπτυξαν συνεργατικές μεθοδολογίες ανάπτυξης. Στις μεθοδολογίες αυτές πολλές υποκειμενικές και ίσως αντιφατικές έννοιες πρέπει να συνενωθούν έτσι ώστε να οδηγήσουν σε ένα διαμοιραζόμενο εννοιολογικό μοντέλο. Η μετάβαση όμως από την ατομική αντίληψη στο επίπεδο της κοινότητας, που θεωρείται δεδομένη σε μια συνεργατική προσέγγιση, απαιτεί ικανότητες και γνώσεις τις οποίες κάποιος αρχάριος δεν διαθέτει. Με βάση τον παραπάνω προβληματισμό, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αξιοποίηση της μεθοδολογίας κατασκευής οντολογιών που προτείνεται στην εργασία [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. Στο πλαίσιο αξιοποίησής της, κατασκευάζονται οντολογίες οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. Ειδικότερα, παρατίθενται αναλυτικά οι μεθοδολογίες ανάπτυξης οντολογιών και κατηγοριοποιούνται. Αναλύονται στην συνέχεια, οι ιδιαιτερότητες των οντολογιών σε Περιβάλλοντα Περιρρέουσας νοημοσύνης και τελικά ακολουθώντας, τα στάδια ανάπτυξης οντολογιών της προαναφερθείσας μεθοδολογίας, κατασκευάζονται οντολογίες πεδίου ενδιαφέροντος οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. / The last years, with the development of Computer scientist Technology, the Ontologies are found in the centre of interesting scientists and inquiring teams in all the world. The research is directed in a line by different scientific fields as the artificial intelligence, the management of knowledge, as well as technologies of the world wide web and particularly the semantic web. The total of activities what concern in the process of development of ontologies, in their circle of life, as well as in the methodologies, in the tools and in the computing languages that are required for the creation to them are reported as Mechanics of Ontologies. The manufacture of ontologies is an activity which is influenced by objective but also subjective factors. In the objective factors are included the tools with which will be manufactured and will process the ontology, the language in which will be developed, the methodology on which it will be based, the applications in which it will be used, the type of ontology and the available sources of knowledge (formal or not), as dictionaries or existing ontologies. In the subjective factors are included the special dexterities of analysis of knowledge and the entanglement of individuals that each one has his own opinion with regard to the field of interest. Consequently, the development of ontology is prone in the errors, after it can exist various interpretations for the same field and the results are frequent subjective, because each designer of ontologies aims at different, can analyze the field of interest in different level and aims in different way of use of ontology. In order to exceeded the problem of creation of subjective ontologies, the researchers developed cooperative methodologies of development. In these methodologies many subjective and perhaps contradictory significances should join themselves so as to lead to a distribute conceptual model. The passage however from the individual perception in the level of community, that is considered given in a cooperative approach, requires faculties and knowledge which someone novice does not have. Based in the last examination, objective of present diplomatic work is the exploitation of methodology of manufacture of ontologies that is proposed in the work [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. In the frame of exploitation of the methontology , are manufactured ontologies that will be used in applications of ubiquitous intelligence. More specifically, are mentioned analytically the methodologies of development ontologies and are categorized. Are then analyzed, the particularities of ontologies in Ubiquitous Computing Environments and finally following, the stages of development ontologies of mentioned before methodology, are manufactured ontologies of field of interest what will be used in applications of Ubiquitous Computing intelligence.

Το αντικείμενο που πραγματεύεται είναι η χρήση τεχνικών και τεχνολογιών υπηρεσιοστραφούς αρχιτεκτονικής και σημασιολογικού ιστού περιλαμβάνοντας κανόνες σημασιολογίας και κατανεμημένου λογισμικού για την κάθετη ολοκλήρωση και ανάπτυξη προσβάσιμων επιχειρησιακών συστημάτων. Επομένως, η παρούσα διατριβή εστιάζει αφενός με την ολοκλήρωση ετερογενών συστημάτων μέσω της χρήσης μεθόδων και τεχνικών σημασιολογικής ολοκλήρωσης και υπηρεσιοστραφούς αρχιτεκτονικής και αφετέρου με την εισαγωγή μιας πρωτότυπης μεθοδολογίας για την ολοκλήρωση προτύπων και τεχνικών προσβασιμότητας προκειμένου να παραχθούν προσβάσιμα διαδικτυακά συστήματα για άτομα με κάθε μορφής αναπηρία. Μέρος της διατριβής αυτή έγινε στα πλαίσια του FP7 Ερευνητικού Προγράμματος με τίτλο ‘Accessibility Assessment Simulation Environment for New Applications Design and Development (ACCESSIBLE) καθώς και στα πλαίσια σχετικών συμβάσεων με την Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Αχαΐας. / This Phd Thesis presents the usage of Service Oriented Technologies and techniques for the development of an hybrid top-down integrated framework that can be utilized for the integration of heterogeneous systems and the introduction of accessibility features. Taking into account the requirements of the successful deployment of semantic Web technologies regarding off-the-shelf and easy to use semantic SWRL and SPARQL rules and querry tools, the proposed muti-dimensional Framework should be capable of meeting the demands of different users. With the presented Framework, which allows for the selection of suitable matching approaches between well known tools and methodologies, we intend to contribute to the tackling of real world challenges and scenarios, with the aim of ensuring seamless interoperability and integration of different systems. Furthermore, the presented framework facilitates, for the first time, the development of an innovative methodology for the integration of international standards and appropriate techniques, in order to create accessible Web applications and systems. This thesis was partially supported by the European FP7 Research project ACCESSIBLE - Accessibility Assessment Simulation Environment for New Applications Design and Development as well as different contracts with prefecture of Achaia.

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία ειδίκευσης μελετήθηκε το Web 2.0, η σχέση με το Social Web, το Social Semantic Web και έγινε μια σύγκριση της λειτουργικότητας που προσφέρουν οι ακόλουθες πλατφόρμες κοινωνικής δικτύωσης: Facebook, Twitter και Youtube. Mε βάση την προσφερόμενη λειτουργικότητα αυτών των πλατφορμών έγινε μια οντολογική αναπαράσταση της κοινής λειτουργικότητάς τους. Αρχικά, έγινε μελέτη πάνω στις λειτουργίες και στις Προγραμματιστικές Διεπαφές Εφαρμογών (APIs) των Facebook, Twitter και Youtube. Η χρήση των APIs επιτρέπει στους προγραμματιστές την ανάπτυξη αξιόπιστων και υψηλής ποιότητας εφαρμογών, οι οποίες είναι προσαρμοσμένες στις ανάγκες και προτιμήσεις των χρηστών. Τα APIs αποτελούν μέρος του Web 2.0, μια ‘νέα έκδοση’ του Web. Η συνεργασία ανάμεσα στο Web 2.0 και στους χρήστες, πιο συγκεκριμένα, το σύνολο των Web αλληλεπιδράσεων που σχετίζονται με την κοινωνικότητα χαρακτηρίζει τον όρο Κοινωνικό Δίκτυο (Social Web). Η εφαρμογή του Σημασιολογικού Ιστού (Semantic Web) στο Κοινωνικό Δίκτυο οδηγεί στο Κοινωνικό Σημασιολογικό Ιστό (Social Semantic Web). Η αναζήτηση πληροφοριών-μεταδεδομένων από το Web στηρίζεται σε συσχετιζόμενα λεξιλόγια και οντολογίες. Σε αυτό το κομμάτι έχει αναλυθεί η έννοια της οντολογίας και των μεταδεδομέων, οι γλώσσες που υποστηρίζουν μια οντολογία και ο τρόπος αναπαράστασης αυτής. Στα επόμενα κεφάλαια έχει γίνει περιγραφή της λειτουργικότητας των Youtube, Twitter και Facebook καθώς και μία κατηγοριοποίηση της κοινής λειτουργικότητας αυτών με βάση την πιστοποίηση αυθεντικότητας, τη δημοσίευση περιεχομένου και την ανάκτηση περιεχομένου. Τέλος, με τη χρήση του λογισμικού πακέτου Protégé δημιουργήσαμε την οντολογική αναπαράσταση της κοινής λειτουργικότητας των Facebook, Twitter και Youtube. / It this thesis, we studied the Web 2.0 and its relationship with the Social Web and the Social Semantic Web. Furthermore, we studied and compared the functionality provided by the following social networking platforms: Facebook, Twitter and Youtube. Based on the provided functionality of these platforms an ontological representation of their common functionality takes place. Initially, we examined the functions and the Application Programming Interfaces (APIs) of Youtube, Twitter and Facebook. The use of APIs allows developers to develop reliable and high quality applicatons that are customized to the user’s needs and preferences. The APIs are part of the Web 2.0, which is a “new edition” of the Web. The interaction between Web 2.o and its usres characterizes the term of the Social Web. The integration of the Semantic Web with the Social Network leads to the Social Semantic Web. The search of information-metadata from the Web is based on associated vocabularies and ontologies. In this par, we have analyzed the concept of ontology and metadata, thae languages that support an ontology and the way that it can be represented. In the following chapters the functionality of Youtube, Twitter and Facebook is presented and also a categorization of their common funcrionality is given. This categorization is based on the functionality of authentication, the functionality of the publishing content and the functionality of the retrieving content. Finally, we built an ontological representation of the common functionality of Youtube, Twitter and Facebook making use of the Protégé software toolkit.

Η αλματώδης εξέλιξη που σημειώθηκε και εξακολουθεί να σημειώνεται τα τελευταία χρόνια στις τεχνολογίες του παγκόσμιου ιστού, έχει οδηγήσει σε προσπάθεια ενσωμάτωσης του παγκόσμιου ιστού (Web) σε όλες τις πτυχές της ζωής, σε συνδυασμό με τις εξελίξεις στις τεχνολογίες επικοινωνιών και ιδιαίτερα με την παροχή αξιόπιστων και ταχύτατων ευρυζωνικών δικτύων επικοινωνίας, έχει μετεξελιχθεί σε μία πλατφόρμα παροχής προηγμένων δικτυακών υπηρεσιών οι οποίες καλύπτουν ένα ευρύτατο φάσμα εκπαιδευτικών αναγκών. Αυτό σε συνδυασμό με την σημασία που δίνεται παγκοσμίως στην εκπαιδευτική διαδικασία και η σχέση που θα προκύψει απ’το πάντρεμα εκπαίδευσης και παγκόσμιου ιστού θα εισηγηθούν την εξέλιξη και ανάπτυξη μαθησιάκων εργαλείων με την νόμιμη ενσωμάτωση τους στα πλαίσια της τυπικής εκπαίδευσης. Η ανάπτυξη όμως και η ευρεία αποδοχή των παραπάνω τεχνολογιών οδήγησε στην δημιουργία ενός τεράστιου όγκου πληροφορίας, ο οποίος, σε συνδυασμό με παράγοντες όπως οι διαφορετικές μορφές αναπαράστασης της, η πολυσημία-αμφισημία-συνωνυμία των λέξεων κ.ά., αναστέλλουν τις δυνατότητες που ανοίγονται απ’αυτές. Συνεπώς και τα μαθησιακά εργαλεία σαν πεδίο εφαρμογής των τεχνολογιών αυτών αντιμετωπίζουν προβλήματα όπως τα παραπάνω που προκύπτουν απ’τις τεχνολογίες αυτές. Τα προβλήματα αυτά στα μαθησιακά εργαλεία αφορούν την επιλογή κατάλληλου εκπαιδευτικού υλικού βασισμένο σε σημασιολογικό υπόβαθρο ώστε να επιτευχθεί ένα αποδοτικό μαθησιακό αποτέλεσμα. Για να ξεπεραστούν προβλήματα του ιστού όπως τα παραπάνω, που αφορούν στην διαχείριση της πληροφορίας του, έχουν προταθεί, απ’την αρχή της δεκαετίας του 2000, νέες τεχνολογίες που προχωρούν με γοργούς ρυθμούς στην ολοκλήρωση και επέκτασή τους και μας εντάσσουν στην εποχή του Web 3. Οι τεχνολογίες αυτές δημιουργούν ένα νέο ιστό, το σημασιολογικό ιστό, που στήνεται σαν πέπλο πάνω απ’τον υπάρχοντα ιστό και δίνει νόημα στο περιεχόμενο των σελίδων που διακινούνται σε αυτόν. Πεδίο μελέτης της συγκεκριμένης διπλωματικής είναι η ανάπτυξη ενός φροντιστηριακού συστήματος βασισμένο σε οντολογίες προσδίδοντας στο περιεχόμενό του νόημα και σημασία. Ο χώρος της εκπαίδευσης εφαρμόζει τις νέες τεχνολογίες στα μαθησιακά εργαλεία με σκοπό τη διανομή εκπαιδευτικού υλικού και στην παροχή πιο ενδιαφέρουσας και διαδραστικής διαδικασίας μάθησης. Σκοπός του συστήματος αυτού είναι η ενίσχυση της τυπικής εκπαιδευτικής διαδικασίας σε σημασιολογικά θεμέλια. Στην παρούσα διπλωματική παρουσιάζεται η έννοια του σημασιολογικού ιστού και η αρχιτεκτονική του, οι δυνατότητες των εργαλείων που προτάθηκαν για την υλοποίηση της σημασιολογικής πλατφόρμας μάθησης και πως αυτά συνέβαλλαν στη δημιουργία του. Καθώς, και ποιες είναι οι κατηγορίες της εκπαίδευσης, δίνοντάς μας να αντιληφθούμε την αναγκαιότητα για τον συνδυασμό τους. Συγκεκριμένος στόχος είναι η μελέτη των βελτιώσεων που μπορούν να επέλθουν από επιλεγμένες σημασιολογικές τεχνολογίες, όπως μεταδεδομένα και οντολογίες, στην εξατομικευμένη μάθηση. Για την υλοποίηση αυτού του στόχου 1) περιγράφεται η κατασκευή του εκπαιδευτικού αντικειμένου με οντολογίες, με τη βοήθεια του εργαλείου Protege, οι οποίες δίνουν σημασιολογία στις συσχετίσεις ανάμεσα σε αυτές τις έννοιες, 2) σχεδιάζεται η αρχιτεκτονική και το πλαίσιο λειτουργίας ενός τέτοιου εκπαιδευτικού συστήματος, με τη βοήθεια ενός άλλου εργαλείου, του Drupal, που επίσης υποστηρίζει τεχνολογίες του σημασιολογικού ιστού. Απώτερος σκοπός της προσπάθειας αυτής είναι να τεθούν τα θεμέλια ενός μαθησιακού εργαλείου το οποίο θα αποτελεί ένα δικτυακό υπερμεσικό σημασιολογικό εκπαιδευτικό περιβάλλον με στόχο τη διδασκαλία στην τάξη και τη προσωπική εκπαίδευση σε γνωστικά αντικείμενα όπως τα Μαθηματικά και το οποίο αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας σύγχρονες τεχνολογίες παγκοσμίου ιστού. Αυτό το εκπαιδευτικό εργαλείο θα εκπαιδεύσει μαθητές στη πρώτη και δεύτερη βαθμίδα εκπαίδευσης, μέσω θεωρίας, ασκήσεων, παραδειγμάτων και κριτηρίων αξιολόγησης σε ένα φάσμα της ύλης που επιλέχτηκε ώστε να ξετυλίγεται το διέπον νήμα των αριθμητικών συνόλων. Αξιοποιώντας τις δυνατότητες της πλατφόρμας θα επιτευχθεί καλύτερη μόρφωση, βελτιωμένο υπόβαθρο για τους χρήστες σε ένα αυξανόμενης ανταγωνιστικότητας πανελλαδικό εκπαιδευτικό περιβάλλον. / -

A cada dia cresce a importância da integração de informações geográficas, em virtude da facilidade de intercambiar dados através da Internet e do alto custo de produção deste tipo de informação. Com o advento da web semântica, o uso de ontologias para descrever informações geográficas está se tornando popular. Para permitir a integração, um dos estágios no qual muitas pesquisas estão focando é o chamado matching das ontologias geográficas. Matching consiste na medida de similaridade entre os elementos de duas ou mais ontologias geográficas. Estes elementos são chamados de conceitos e instâncias. O principal problema enfrentado no matching de ontologias é que estas podem ser descritas por diferentes pessoas (ou grupos), utilizando vocabulários diferentes e perspectivas variadas. No caso de ontologias geográficas os problemas são ainda maiores, em razão das particularidades da informação geográfica (geometria, localização espacial e relacionamentos espaciais), em função da falta de um modelo para descrição de ontologias geográficas amplamente adotado e, também, porque as ontologias são, muitas vezes, descritas em diferentes níveis de granularidade semântica. Estas particularidades das ontologias geográficas torna os matchers convencionais inadequados para o matching de ontologias geográficas. Por outro lado, os matchers existentes para o domínio geográfico são bastante limitados e somente funcionam para ontologias descritas em um modelo específico. Com o objetivo de superar essas limitações, neste trabalho são apresentados algoritmos e expressões (métricas) para medir a similaridade entre duas ontologias geográficas efetivamente, tanto em nível de instâncias quanto em nível de conceitos. Os algoritmos propostos combinam métricas para medir a similaridade considerando os aspectos não geográficos dos conceitos e instâncias com expressões criadas especificamente para tratar as características geográficas. Além disto, este trabalho também propõe um modelo para ontologia geográfica genérico, que pode servir como base para a criação de ontologias geográficas de forma padronizada. Este modelo é compatível com as recomendações do OGC e é a base para os algoritmos. Para validar estes algoritmos foi criada uma arquitetura de software chamada IG-MATCH a qual apresenta também a possibilidade de enriquecer a semântica das ontologias geográficas com relacionamentos topológicos e do tipo generalização/especialização através da análise de suas instâncias. / Integration of geographic information is becoming more important every day, due to the facility to exchange data through the Internet and the high cost to produce them. With the semantic web, the description of geographic information using ontologies is getting popular. To allow the integration, one of the steps in which many researches are focusing is the matching of geographic ontologies. A matching consists on measuring the similarity of the elements, namely either concepts or instances, of two (or more) given ontologies. The main problem with ontology matching is that the ontologies may be described by different communities, using different vocabularies and different perspectives. For geographic ontologies the difficulties may be even worse, for the particularities of the geographic information (geometry, location and spatial relationships) as well as due to the lack of a widely accepted geographic ontology model, and because the ontologies are usually described at different semantic granularities. The specificities of geographic ontologies make conventional matchers not suitable for matching geographic ontologies. On the other hand, the existing geographic ontology matchers are considerably limited in their functionality and deal with ontologies described in a particular perspective. To overcome the current limitations, in this work we present a number of similarity measurement expressions and algorithms to efficiently match two geographic ontologies, at both the concept and instance-level. These algorithms combine expressions used to assess the similarity of the so-called conventional features with expressions tailor made for covering the geographic particularities. Furthermore, this research also proposes a geographic ontology meta-model to serve as a basis for the development of geographic ontologies in order to standardize their description. This model is compliant with the OGC recommendations and is the basis upon which the algorithms are defined. For the evaluation of the algorithms, a software architecture called IG-MATCH was created with an additional feature of making possible to enrich the geographic ontologies with topological relationships and parent-child relationships by the analysis of the instances.

A expansão das tecnologias de comunicação e informação apoiadas pela internet trazem benefícios crescentes à sociedade. As redes sociais geolocalizadas, televisores que fazem uso da internet e avançados telefones celulares ganham popularidade em conjunto ao aumento da disponibilidade de acesso à internet. A utilização de tais meios para o compartilhamento de informações possibilita a construção de ambientes ricos em informação e conhecimento. Incorporar tais benefícios a ambientes educacionais, propondo métodos que façam uso da riqueza de informações inerentes a tais domínios, provendo a sugestão de conteúdos educacionais é o foco do presente trabalho. Para isto, é apresentado o arcabouço teórico das áreas de Sistemas de Recomendação, Ontologias, Metadados Educacionais e Web Semântica. Revisar os conceitos e o estado da arte de tais áreas conduz a uma análise crítica das mesmas, bem como, ao conjunto de práticas para a descrição de ontologias, que atuem como núcleo de conhecimento, para aplicações educacionais voltadas a recomendação de objetos de aprendizagem. Em conjunto, é também apresentada uma alternativa para que os desenvolvedores de sistemas educacionais possam repensar a maneira como estes estão sendo desenvolvidos, abrindo possibilidades para a agregação de serviços baseados na web semântica que facilitem integrações, filtros e compartilhamentos de informações. Os resultados obtidos através do método de representação de conhecimento que foi proposto neste trabalho, prevê a descrição de objetos de aprendizagem, perfis de usuários, como indivíduos de ontologias, bem como, perfis de aplicação que possibilitam raciocínio lógico visando auxiliar a sistemas de recomendação, e também uma proposta para a migração dos atuais repositórios de conteúdos educacionais para repositórios compatíveis com triplas, também compõe o presente trabalho. / It is a fact that the expansion of the communication and information technologies supported by the Internet brought growing benefits to the society. Geo-localized social networks, televisions that make use of the Internet and smartphones became popular with the wide spread of the Internet access. Information sharing among those devices took information and knowledge sharing at a new level. Incorporate such benefits to educational environments, especially when dealing with content suggestion it is the main focus of this work. To cope with this, we present a theoretical study over the areas of recommender systems, ontologies, educational metadata and semantic web. The study of such concepts and their following state of the art lead to a critical analyses, as also, to a set of practices to describe ontologies that can act as the knowledge core of learning object recommendation. Parallel to that, it is also presented an alternative for educational systems designers to reconsider the way that they are being developed, allowing the connection of a network of services, based on semantic web techniques, to provide knowledge filtering and sharing. The results present a set of practices that allow the description of learning objects and user profiles as ontology individuals, practices to build application profiles that allow reasoning over them, as also an alternative to migrate the current learning object repositories to a triple store.

Les travaux que nous présentons dans cette thèse concernent l’automatisation de la construction de systèmes médiateurs pour le web sémantique. L’intégration de données de manière générale et la médiation en particulier sont des processus qui visent à exploiter conjointement des sources d’information indépendantes, hétérogènes et distribuées. L’objectif final est de permettre à un utilisateur d’interroger ces données comme si elles provenaient d’un système unique et centralisé grâce à une interface d’interrogation uniforme basée sur un modèle du domaine d’application, appelé schéma global. Durant ces dernières années, beaucoup de projets de recherche se sont intéressés à cette problématique et de nombreux systèmes d’intégration ont été proposés. Cependant, la quantité d’intervention humaine nécessaire pour construire ces systèmes est beaucoup trop importante pour qu’il soit envisageable de les mettre en place dans bien des situations. De plus, face à la diversité et à l’évolution croissante des sources d’information apparaissent de nouveaux chalenges relatifs notamment à la flexibilité et à la rapidité d’accès à l’information. Nos propositions s’appuient sur les modèles et technologies du web sémantique. Cette généralisation du web qui est un vaste espace d’échange de ressources, non seulement entre êtres humains, mais également entre machines, offre par essence les moyens d’une automatisation des processus d’intégration. Ils reposent d’une part sur des langages et une infrastructure dont l’objectif est d’enrichir le web d’informations "sémantiques", et d’autre part sur des usages collaboratifs qui produisent des ressources ontologiques pertinentes et réutilisables. / This thesis is set in a research effort that aims to bring more automation in building mediator-based data integration systems in the semantic Web context. The mediator approach is a conceptual architecture of data integration that involves combining data residing in different sources and providing users with a unified view of these data. The problem of designing effective data integration solutions has been addressed by several researches, and well-known data integration projects have been developed during the 90’s. However, the building process of these systems rely heavily on human intervention so that it is difficult to implement them in many situations. Moreover, faced with the diversity and the increase of available information sources, the easiness and fastness of information access are new challenges. Our proposals are based on models and technologies of semantic web. The semantic web is recognized as a generalization of the current web which enables to find, combine and share resources, not only between humans but also between machines. It provides a good track for automating the integration process. Possibilities offered by the semantic web are based, on the one hand, on languages and an infrastructure aiming to enrich the web with "semantic" information and, on the other hand, on collaborative practices that allow the production of relevant and reusable ontological resources.