Präsentation 2023-09-11
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Präsentation 2023-09-11#
Diese Seite: Präsentation
zum Aufsatz Prä- versus postkoordinierende Ontologien
auf dem AKWI 2023, 2023-09-11, Session2: Zukunft des Lernens, 13:30 Uhr, Audimax H17
Historie#
Baum des Wissens, Aristoteles, erstmas formal rekonstruiert von Porphyr (um 300 v. Chr.). Grundprinzip: Genus proximum, differentia specifica; hier als Fresko (18. Jahrhundert) im Bibliothekssaal des Klosters Schussenried:

Fig. 4 https://de.wikipedia.org/wiki/Baum_des_Wissens wikimedia#
_GER.png)
Fig. 5 Sowa 2001 (?), aus https://de.wikipedia.org/wiki/Baum_des_Wissens wikimedia#
Leitende Fragestellung#
Was ist eine Ontologie?
Was stellen wir uns vor, wenn wir von einer (Semantic Web-) Ontologie sprechen?
Begiffsbaum?, Concept Tree? Ein Netzwerk, Concept Map, Gerichteter Azyklischer Graph (DAG)?
Position JB:
Wir sollten uns eine Ontologie weniger als einen Baum (oder einen DAG) vorstellen,
sondern als eine Systematik von Unterschieden, mit denen wir dann einen Baum (oder DAG) konstruieren können.
Das ist rekursiv: Auch Unterschiede lassen sich systematisch unterscheiden.
mehr: http://jbusse.de/akwi2023/aufsatz_online.html#leitende-fragestellung
Strukturwissenschaftliche Sichtweise#
Formal … Eine Definition verschiedener Mengen, und wie sie zusammenhängen … keine extensionale Definition, sondern eine intensionale Definition: Wir geben charakteristische Merkmale an … typischerweise Attribut-Wert-Paare: Eine Menge wird durch die Menge der für sie charakteristischen Attribut-Wert-Paare definiert … aus einer so definierten Menge kann eine speziellere Menge (mathematisch eine Teilmenge) definiert werden, indem man ein weiteres charakteristisches Attribut-Wert-Paar hinzufügt: Wesen, körperliche Wesen, beseelte körperliche Wesen, empfindende beseelte körperliche Wesen usw.
(Je mehr charakteristische Merkmale zu einer Menge hinzukommen, desto “kleiner” wird die Menge, d.h. desto weniger Elemente wird sie haben … Rudolf Carnap hat gezeigt, dass sich einen Roundtrip zwischen extensionaler und intensionaler Mengenlehre gibt.)
Im Prinzip kann man eine Semantic Web Ontologie “bauen”, indem man in einem Text-Editor logische Formeln in FOL, DL, OWL, Turtle tippt … nur wenige Experten tun das, und auch die kommen gelegentlich durcheinander …
Baum, DAG, sematisches Netz?#
Wer in der Praxis Begrifssysteme baut und kommuniziert, editiert nicht nicht, sondern arbeitet mit Visualisierungen: Das ist im einfachsten Fall “der” Klassenbaum , siehe das einleitende Beispiel.
Komplexer als ein Baum wäre ein gerichteter, azyklischer Graph (DAG). Ein frühes Beispiel, nicht mehr aktuell:

Fig. 6 Quelle: Technical Report IHMC CmapTools 2006 / 2008, https://cmap.ihmc.us/docs/theory-of-concept-maps (img src)#
So etwas würde man heute als Knowledge Graph bezeichnen. Probleme beim CMAP-Beispiel:
Die Semantik der Kanten ist semantisch komplett unbestimmt
Concepts - are - Hierarchically Structured: Will diese Abbildung ein Beispiel dafür sein?
Ein positives Beispiel: Eine „netzartige“ und dennoch gültige Visualisierung einer Ontologie liegt z.B. OntoLex-Lemon bei: Cimiano 2016 > https://www.w3.org/2016/05/ontolex/Lemon_OntoLex_Core.png. Jede Kantenbezeichnung kommt genau einmal vor, eine Domain-Range-Semantik aus RDFS ist eine mögliche und gültige Interpretation der gerichteten Kanten.
Modellierungsbeispiel: Gewässer (EN)#
https://en.wikipedia.org/wiki/Body_of_water:
Text
Canal – an artificial waterway, usually connected to (and sometimes connecting) existing lakes, rivers, or oceans. (rc)
Channel – the physical confine of a river, slough or ocean strait consisting of a bed and banks. See also stream bed and strait. (rc)
Lagoon – a body of comparatively shallow salt or brackish water separated from the deeper sea by a shallow or exposed sandbank, coral reef, or similar feature. (lscm)
Lake – a body of water, usually freshwater, of relatively large size contained on a body of land. (nsc)
Maar – NO ENTRY (snc)
Puddle – a small accumulation of water on a surface, usually the ground. (tns)
Pond – a body of water smaller than a lake, especially those of artificial origin. (nsc)
Pool – various small bodies of water such as a swimming pool, reflecting pool, pond, or puddle. (nsc)
Reservoir – a place to store water for various uses, especially drinking water, which can be a natural or artificial (see lake and impoundment). (sc)
River – a natural waterway usually formed by water derived from either precipitation or glacial meltwater, and flows from higher ground to lower ground. (rnc)
Rivulet – (UK, US literary) a small or very small stream. (rnc)
Runnel – NO ENTRY (rnc)
Sea – a large expanse of saline water connected with an ocean, or a large, usually saline, lake that lacks a natural outlet such as the Caspian Sea and the Dead Sea. In common usage, often synonymous with the ocean. (nscm)
Stream – a body of water with a detectable current, confined within a bed and banks. (rnc)
Tarn – a mountain lake or pool formed in a cirque excavated by a glacier. (nsc)
Torrent – NO ENTRY (rnc)
Trickle – NO ENTRY (rnc)
Liniendiagramm automatisch konstruieren: FCA#
Formal Concept Analysis (FCA), https://en.wikipedia.org/wiki/Formal_concept_analysis:

Fig. 7 „Formaler Kontext“ aus https://en.wikipedia.org/wiki/Formal_concept_analysis#Example#

Fig. 8 „Liniendiagramm“ aus https://en.wikipedia.org/wiki/Formal_concept_analysis#Example#
Die FCA analysiert und visualisiert die Zusammenhänge in einem empirisch vorgegebenen Beipiel-Datensatz. FCA setzt voraus,
dass man die Welt schon vorab in Klassen, Attribute und Werte einteilt;
und auch die Auswahl der Beispiele muss stimmen.
Problem: in dieser Abbildung lässt sich nicht ablesen, welche Attribut-Wert-Paare (a) zwar vorkommen können, aber in den Beispielen nicht enthalten waren; und welche anderen Attribu-Wert-Paare sich (b) “logisch” ausschließen.
Wissen, das man zusätzlich hineinstecken und formal erfassen will:
running vs. stagnant: r XOR s
temporary vs. constant: t XOR c
Süßwasser vs. Salzwasser
etc.
Gewässer (DE)#
vorbildliche Systematik von Einteilungskriterien - manuell konstruiert
Text
https://de.wikipedia.org/wiki/Gew%C3%A4sser, Inhaltsverzeichnis:
1 Gewässertypen
1.1 Nach Haupt- und Nebengewässer
1.2 Nach Lage des Wasserkörpers
1.3 Nach Stellung im Gewässersystem
1.3.1 Grundsätze
1.3.2 Binnengewässer
1.3.2.1 Fließgewässer
1.3.2.2 Stillgewässer
1.3.3 Meere
1.4 Nach dem Strömungsverhalten
1.5 Nach Wasserführung im Zeitverlauf
1.6 Nach Nährstoffgehalt
1.7 Regionale Gewässertypen
1.8 Im Wasserrecht
Interessant die Visualisierung als Mindmap:

Fig. 9 Wikipedia > Gewässer, Abbildung Mindmap: Klassifikation der Gewässer#
Gewässer (DE) mit GenDifS#
Nocheinmal Introspektion: Was stelle ich mir heute vor? Anlass zum Umdenken war 4 Advanced SKOS: When KOSs are not Simple Anymore:
SKOS makes it possible to define meaningful groupings or “collections” of concepts. (4.1 Collections of Concepts)
milk
<milk by source animal>
cow milk
goat milk
buffalo milk
Übertragen auf das Gewässer-Beispiel lautet die Leitfrage: Nach welchen Kriterien lassen sich welche Gewässer-Typen weiter unterscheiden?

Fig. 10 Wikipedia > Gewässer, Struktur in GenDifS#
Die formale Semantik dieser Mindmap ergibt sich aus der Übersetzung jedes einzelnen Knoten in seinem spezifischen in eine formale Logiksprache, hier: OWL im Format Turtle. Details siehe Semantik Gewässer-Beispiel.
Zusammenfassung#
Ontologie konventionell: Ein Baum (oder Netzwerk) von Klassen; Bsp.:
Nahrungsmittel
Milch
Kuhmilch
Ziegenmilch
H-Milch
Tetrapack-Milck
Vollmilch
Bio-Milch
Einsicht aus 4 Advanced SKOS: When KOSs are not Simple Anymore: Interessanter als die Klassen an sich sind die Unerscheidungs-Merkmale.
Ontologie interessanter: Eine Systematik von Unterscheidungen.
GenDifS erlaubt solche bequemer, konziser, systematischer zu notieren als andere Ontologiesprachen.