オントロジーに基づくデータ統合

オントロジーベースのデータ統合では、1 つ以上のオントロジーを使用して、複数の異種ソースからのデータや情報を効果的に組み合わせます。^{[ 1 ]}これは、複数のデータ統合アプローチの 1 つであり、グローバルビュー (GAV) に分類される可能性があります。^{[ 2 ]}オントロジーベースのデータ統合の有効性は、統合プロセスで使用されるオントロジーの一貫性と表現力に密接に関係しています。

複数のソースからのデータは、複数の種類の異質性によって特徴付けられます。次の階層がよく使用されます。^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

• 構文的異質性：データの表現形式の違いの結果である
• スキーマ的または構造的異質性：データソースによってデータを格納するネイティブモデルまたは構造が異なるため、構造的異質性が生じます。特に構造化データベースで現れるスキーマ的異質性も、構造的異質性の一側面です。^{[ 3 ]}
• 意味的異質性：データの「意味」の解釈の違いが意味的異質性の原因となる。
• システムの異質性：異なるオペレーティングシステムやハードウェアプラットフォームの使用は、システムの異質性につながる。

オントロジーは、明示的に定義された概念とそれらを結びつける名前付きの関係を持つ形式的な表現モデルであり、データソースにおける意味的異質性の問題に対処するために使用されます。バイオインフォマティクスや生物医学などの分野では、オントロジーの急速な開発、採用、および一般公開が進んでいます。Wayback Machineに 2007-06-16 にアーカイブされたこの技術は、データ統合コミュニティがデータと情報のセマンティック統合に活用することを可能にしました。

オントロジーは、異種情報システムにおけるエンティティの明確な識別と、これらのエンティティを相互に結びつける適切な名前付き関係の表明を可能にします。具体的には、オントロジーは以下の役割を果たします。

内容解説

^{[ 1 ]}オントロジーは、オントロジー内の用語と関係を明示的に定義することにより、複数のソースからのデータの正確な解釈を可能にします。

クエリモデル

^{[ 1 ]} SIMSのような一部のシステムでは、 ^{[ 6 ]}クエリはグローバルクエリスキーマとしてオントロジーを使用して定式化されます。

検証

^{[ 1 ]}オントロジーは、複数のソースからのデータを統合するために使用されるマッピングを検証します。これらのマッピングは、ユーザーが指定するか、システムによって生成される場合があります。

オントロジーベースのデータ統合アプリケーションで実装される主なアーキテクチャは 3 つあります。^{[ 1 ]}すなわち、

単一オントロジーアプローチ

システムでは、単一のオントロジーがグローバルな参照モデルとして使用されます。これは、他のアプローチでシミュレートできるため、最も単純なアプローチです。^{[ 1 ]} SIMS ^{[ 6 ]}はこのアプローチの代表的な例です。Research Cycの構造化知識ソース統合コンポーネントも、このアプローチの代表的な例です。^{[ 7 ] [ 8 ]} (タイトル = Cyc を活用して臨床研究者のアドホックなクエリに回答する)。Gellish 分類辞書オントロジーもこのアプローチに従っています。^{[ 9 ]}

複数のオントロジー

複数のオントロジー（それぞれが個々のデータソースをモデル化している）を組み合わせて統合する。このアプローチは単一オントロジーのアプローチよりも柔軟性が高いものの、複数のオントロジー間のマッピングを作成する必要がある。オントロジーマッピングは困難な課題であり、コンピュータサイエンスにおける多くの研究の対象となっている。OBSERVERシステム^{[ 10 ]}はこのアプローチの一例である。

ハイブリッドアプローチ

ハイブリッドアプローチでは、共通のトップレベル語彙に準拠する複数のオントロジーを使用します。^{[ 11 ]} トップレベル語彙は、ドメインの基本用語を定義します。したがって、ハイブリッドアプローチでは、共通の語彙が存在する場合に、複数のオントロジーを統合することが容易になります。

• データマッピング
• エンタープライズアプリケーション統合
• エンタープライズ情報統合
• オントロジーマッピング
• スキーママッチング

• Chicco, D; Masseroli, M (2016). "遺伝子機能アノテーションのオントロジーに基づく予測と優先順位付け" . IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics . 13 (2): 248– 260. doi : 10.1109/TCBB.2015.2459694 . PMID 27045825 . S2CID 2795344 .  

• OBSERVERホームページ
• Cyc Semantic Knowledge Source Integration (SKSI)は、2014年5月17日にWayback Machineにアーカイブされました。