การออกแบบสถาปตยกรรมออนโทโลยเพอบรณาการขอมลส าหรบการบรหารงานกจการนสตมหาวทยาลยมหาสารคาม

น าเสนอโดย : นายวรวทย สงฆทพย อาจารยทปรกษา : ผศ.ดร.จรฎฐา ภบญอบ

อาจารยทปรกษารวม : ดร. ฉตรตระกล สมบตธระ เทคโนโลยสารสนเทศ คณะวทยาการสารสนเทศ มหาวทยาลยหาสารคาม

ความเปนมาของงานวจย งานวจยทเกยวของ วตถประสงคของการวจย วธด าเนนการวจยและผลการวจย สรปผล ขอเสนอแนะ

Outline

Introduction

Related research Semantic of social connections

Source : Radar Networks & Nova Spivack, 2007

Related research (cont.) Semantic web Challenges

Related research (cont.) ออนโทโลย (Ontology)

“Person eats Food”

Ref : Mike Uschold (1996)

Related research (cont.)

แนวคด (Concepts) คณสมบต (Properties) ความสมพนธ (Relational) แอกเซยม (Axiom) ขอมลหรอค าศพท (Instance)

โครงสรางออนโทโลย

Ref : Benjamins R (2000)

Related research (cont.) RDF (Resource Description Framework)

Subject

Object Predicate

www.it.msu.ac.th

Informatics website

site-owner

<? xml version= “1.0” encoding= “UTF-16” ?> < rdf:RDF xmlns:rdf = “http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#” <rdf:Description rdf : about = “http://www.it.msu.ac.th”> <mydomain : site-owner> Faculty of Informatics Website </mydomain : site-owner> </rdf:Description> </rdf:RDF>0 Ref : W3C

Related research (cont.) ภาษา OWL (Web Ontology Language) OWL LITE OWL DL OWL FULL

Ref : W3C

Related research (cont.) การเชอมโยงออนโทโลย (Ontology Mapping)

Ontology Alignment Ontology Mapping

Ontology Merging

O1 O2 O1 O2

O2 O1

O3

Ref : Calvanese (2001)

Related research (cont.) สถาปตยกรรมออนโทโลย (Ontology Architecture)

DS1

DS2

DSn

Global

แนวคดออนโทโลยแบบเดยว (Single Approach)

Ref : Wach (2001)

Related research (cont.) สถาปตยกรรมออนโทโลย (Ontology Architecture)

DS1

DS2

DSn

Local Ontology Local Ontology Local Ontology

Ref : Wach (2001)

แนวคดออนโทโลยแบบหลากหลาย (Multiple Approach)

Related research (cont.)

DS1

DS2

DSn

Local Ontology Local Ontology

Local Ontology

Global Ontology

Ref : Wach (2001)

สถาปตยกรรมออนโทโลย (Ontology Architecture) แนวคดออนโทโลยแบบผสม (Hybrid Approach)

Related research (cont.) ฐานความรเวรดเนต (WordNet)

งานวจย งานวจยของ Wach (2001) เสนอแนวคดออกแบบสถาปตยกรรม

ออนโทโลยแบบผสม (Hybrid Approach)

การน ามาใชในงานวจย น ามาเปนตนแบบในการออกแบบสถาปตยกรรมออนโทโลยใน

งานวจย

Related research (cont.)

งานวจย งานวจยของ Hakimpour (2003) เสนอแนวคดการบรณาการขอมล

แบบโครงรางหลก (Global Schema)

Research Comparative (cont.)

งานวจย งานวจยของ Suwanmanee S (2005) ออกแบบสถาปตยกรรมแบง

ออกเปน 3 ชน

Research Comparative (cont.)

งานวจย งานวจยของ Yang (2009) เสนอแนวคดในการเชอมโยงออนโทโลย

Many-to-Many โดยใชการจ าแนกแนวคด (Concept Classification)

Research Comparative (cont.)

งานวจย งานวจยของ Coley (2005) กลาวถงสมการ Wu and Palmer ใช

ในการวดความคลายคลงระหวางขอมลโดยใชฐานขอมลเวรดเนตเขามาพจารณาดวย

Research Comparative (cont.)

Objective เพอออกแบบสถาปตยกรรมออนโทโลยเพอบรณาการขอมลเชง

ความหมายทมความหลากหลายใหใชงานรวมกนได

เพอออกแบบวธการเชอมโยงออนโทโลยเชงความหมาย

พฒนาวธการเชอมโยงออนโทโลยเชงความหมาย

ทดสอบและประเมนผลการเชอมโยงออนโทโลยทน าเสนอกบวธการอน

Experiment

การทดสอบประสทธภาพ

ออกแบบการบรณาการขอมลออนโทโลย

กระบวนการพฒนาฐานความรออนโทโลย

ออกแบบสถาปตยกรรมการบรณาการออนโทโลย

ศกษาและวเคราะหการใชขอมล

Experiment (cont.) ศกษาและวเคราะหการใชขอมล กรณศกษา ขอมลบรหารงานกจการนสต มหาวทยาลยมหาสารคาม คณะวทยาการสารสนเทศ คณะวทยาศาสตร คณะเทคโนโลย

Experiment (cont.) ศกษาการเกบขอมลของหนวยงาน โดยขอมลทน ามาทดลองแบงออกเปน 3 ดาน คอ ขอมลนสต ขอมลทนการศกษา ขอมลโครงการ

Experiment (cont.)

ค าศพทคณะ

วทยาการสารสนเทศ

ค าศพทคณะ

วทยาศาสตร

ค าศพทคณะเทคโนโลย ค าอธบาย

Student_id Educator_id Student_id รหสนสต

Name Name Name Lastname ชอนสต

Last name Last name - นามสกลนสต

Card Card ID Card รหสบตรประชาชน

Bank Account Number Bank เลขบญชธนาคาร

Birthday Birthday Birthday วนเดอนปเกด

Email Email Mail อเมล

Telephone Tel Telephone เบอรโทรศพท

Address Place Address ทอย

ขอมลนสตทง 3 คณะ

Experiment (cont.) ขอมลทนการศกษาทง 3 คณะ

ค าศพทคณะ

วทยาการสารสนเทศ

ค าศพทคณะ

วทยาศาสตร

ค าศพทคณะเทคโนโลย ค าอธบาย

Scholar_id fund_id Scholar_id รหสทน

Student_id Educator_id Student_id รหสนสต

Name-lastname Name-lastname Name-lastname ชอ-นามสกลนสต

level degree level ชนป

major Department major สาขาทนสตเรยน

Name Scholar Name Name ชอทน

Description Description Description รายละเอยดทน

Address Place Address แหลงทมาของทน

type type type ประเภททน

Amount Capital Amount จ านวนเงนทน

Experiment (cont.) ขอมลโครงการทง 3 คณะ

ค าศพทคณะวทยาการ

สารสนเทศ

ค าศพทคณะ

วทยาศาสตร

ค าศพทคณะเทคโนโลย ค าอธบาย

Activity_id Project_id Project_id รหสกจกรรม

Name Project Name Project Name ชอกจกรรม

description description description รายละเอยดกจกรรม

procedures procedures procedures วธการด าเนนการกจกรรม

event location place สถานท

First day First day First day วนทเรมจดกจกรรม

Last day Last day Last day วนสนสดกจกรรม

cost cost budget งบประมาณทใช

Type Activity type Project type Project ประเภทกจกรรม

Responsible Responsible Responsible ผรบผดชอบ

Experiment (cont.) ผลการวเคราะหขอมลหนวยงาน

คณะวทยาการสานเทศ คณะวทยาศาสตร คณะเทคโนโลย อธบาย

Student Educator Student ขอมลนสต

Employee Personnel Staff ขอมลพนกงาน

Major Department Major ขอมลสาขา

Activities Project Project ขอมลโครงการ

Name Name name lastname ชอนสต

Amount Capital Amount จ านวนเงนทน Events Location place สถานทจดกจกรรม

Type Activity Type Project Type Activity ประเภทกจกรรม

Scholarship fund Scholarship ทนการศกษา

Experiment (cont.) ออกแบบสถาปตยกรรมการบรณาการ แหลงขอมลสามารถสรางระบบสารสนเทศขนเอง ไมยดตดกน รองรบแหลงขอมลทมรปแบบขอมลทหลากหลาย สถาปตยกรรมมขนตอนการแปลงแหลงขอมลใหเปนภาษา OWL รองรบการบรณาการขอมลจากหลากหลายแหลงขอมล มพนทเกบฐานออนโทโลยทบรณาการเขากนแลว รองรบการสบคนขอมลเชงความหมาย

Experiment (cont.)

Resource Layer

Data Source 1

Wrapper: Convert Data source to OWL

Local Ontology

Data Source 2 Data Source 3 Data Source n..

Local Ontology Local Ontology Local Ontology

Mediator Layer

Ontology Integrations Engine Ontology Base

Semantic Search Engine

User Interface

Client Layer

WordNet

Experiment (cont.) กระบวนการพฒนาฐานความรออนโทโลย ออกแบบตามหลกวงจรการออกแบบออนโทโลย (Ontology Lite Cycle) Determine Scope Consider Reuse Enumerate Term Define Class Define Properties Define Constraints Create Instances

Experiment (cont.) ออกแบบโครงสรางออนโทโลย

ออนโทโลยบรหารงานกจการนสตคณะวทยาการสารสนเทศ

Experiment (cont.) ออกแบบโครงสรางออนโทโลย

ออนโทโลยบรหารงานกจการนสตคณะวทยาศาสตร

Experiment (cont.) ออกแบบโครงสรางออนโทโลย

ออนโทโลยบรหารงานกจการนสตคณะเทคโนโลย

Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย เครองมอทใชในการบรณาการ

หวขอการพฒนา ซอฟตแวร

Ontology Design Hozo-Ontology Editor

Ontology Development Jena Framework , Ontology Processing API :NECTEC

Ontology Mapping OWL, Jena Framework

Ontology Query Language Pellet, SPARQL

Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน

Experiment (cont.) Input Ontology น าเขาออนโทโลยในรปแบบของภาษา OWL

Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน

Experiment (cont.) Ontology Classification

คลาส(Class)

Experiment (cont.) Ontology Classification

คณสมบต (Properties)

Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน

Experiment (cont.) Ontology Analysis

Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน

Experiment (cont.) Semantic Similarity

1 2

Sim(C1,C2)

Experiment (cont.) หาคาความคลายคลงของคลาส

ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง (simc1,c2) Project Project 1 Student Educator 0.66 Culture Culture 1 Staff Personnel 0.93 Employee Worker 0.92 Scholarship Scholarship 1 Major Department 0.55 Staff Lecturer 0.5

Experiment (cont.) หาคาความคลายคลงของพรอพเพอรต

ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง (simc1,c2) name title 0.93 address address 1 procedures description 0.75 schedule fund 0.3 student_id student_id 1 Amount Capital 0.85 Event Place 0.8

Experiment (cont.) กระบวนการบรณาการออนโทโลย แบงออกเปน 6 ขนตอน

Experiment (cont.) บรณาการออนโทโลย อาศยคณสมบตของภาษา OWL owl:equivalentClass owl:equivalentProperty

Experiment (cont.) การเชอมโยงคลาส

<owl:Class rdf:ID="Staff"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Faculty"/> <owl:equivalentClass rdf:resource="#Personnel"/> </owl:Class> ........

ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง คณสมบตภาษา OWL Project Project 1 owl:equivalentClass Student Educator 0.66 owl:equivalentClass Culture Culture 1 owl:equivalentClass Staff Personnel 0.93 owl:equivalentClass Employee Worker 0.92 owl:equivalentClass Scholarship Scholarship 1 owl:equivalentClass Major Department 0.55 owl:equivalentClass

Experiment (cont.) การเชอมโยงพรอพเพอรต

<owl:DatatypeProperty rdf:ID="name"> <owl:equivalentProperty rdf:resource="#title"/> <rdfs:domain rdf:resource="#Student"/> <rdfs:range rdf:resource=" #string"/> </owl:DatatypeProperty> ........

ออนโทโลยท 1 ออนโทโลยท 2 คาความคลายคลง คณสมบตภาษา OWL name title 0.93 owl:equivalentProperty address address 1 owl:equivalentProperty procedures description 0.75 owl:equivalentProperty schedule fund 0.3 owl:equivalentProperty student_id student_id 1 owl:equivalentProperty Amount Capital 0.85 owl:equivalentProperty Event Place 0.8 owl:equivalentProperty

Performance Evaluation คาความครบถวน (Recall)

Recall=ce

ec+fe

คาความแมนย า (Precision)

Precision=ce

ec+te

คา F-Measure

F=2(precision∗recall

precistion+recall)

โดยท : ce คอ จ านวนขอมลทถกดงออกมาอยางถกตอง fe คอ จ านวนขอมลทผดพลาดทถกดงออกมา te คอ จ านวนขอมลทถกตองแตไมถกดงออกมา

Performance Evaluation (cont.) การวดประสทธภาพใช 2 ขนตอน

ผลการจบคการเชอมโยง ผลการสบคน

Performance Evaluation (cont.) ผลการจบคการเชอมโยง

Precision = 80% Recall = 95% F-measure = 87%

รายการ ผลการเชอมโยง (ค)

คลาสทถกตองในการเชอมโยง 20

โปรแกรมสามารถเชอมโยง 25

ผวจยพจารณาจากโปรแกรม 21

Performance Evaluation (cont.) ผลการสบคนดวยภาษา SPARQL

Precision = 83% Recall = 94% F-measure = 88%

http://www.mindswap.org/2003/pellet/demo.shtml

Conclusion ประเมนผลการเชอมโยงกบวธการอน

Feature GLUE MOMIS LSD LOM CCM Our

Approach

Structured

knowledge

Lexical

Knowledge

Domain

Knowledge

ขอเสนอแนะ ควรมความหลากหลายของขอมลมากขน ซงจะสงผลใหประสทธภาพการ

บรณาการออนโทโลยมมากยงขน

การเชอมโยงออนโทโลยควรพจารณาคณสมบตของภาษา OWL เขามาชวยเพมขน

ผลงานการตพมพ Sangkatip W, Phuboon-ob J, Sombattheera C. "Search and

Ontology Integration of Student Affair Administration Using the Semantic Similarity Measurement". Proceedings of The 2012 International Computer Science and Engineering Conference (ICSEC 2012); October 18-19; Garden Cliff Resort & Spa Pattaya. 2012. pp. 236-241.

วรวทย สงฆทพย, จรฎฐา ภบญอบ, ฉตรตระกล สมบตธระ. "การเชอมโยง ออนโทโลยการบรหารงานกจการนสตดวยวธการวดความคลายคลงเชงความหมาย". Proceedings of the National Conference on Information Technology (NCIT2012); April 26 – 27, 2012; Grand Pacific Sovereign Resort & Spa, Cha – am, Thailand. 2012. pp. 443-447.

กตตกรรมประกาศ ไดรบทนผมศกยภาพทางการวจย หลกสตรเทคโนโลยสารสนเทศ

คณะวทยาการสารสนเทศ มหาวทยาลยมหาสารคาม ประจ าป 2553

Thank You.