The IMM (Integrated Modification Methodology) is a design methodology developed with the aim of optimizing the performance of urban centers. It was proposed for the first time in 2013 by Prof. Massimo Tadi of the Politecnico di Milano, Department of Architecture, Built Environment and Construction Engineering, and it is still a work in progress. The IMM has inspired an ER (Entity Relationship) diagram for a database implementation, and the present work consists first of all in a translation to an ontology based on OWL (Ontology Web Language), and then in an analysis of the characteristics and performance of this technology. This fact represents the foundation of the Knowledge Engineering applied to the use case described below, and it is an application of the Semantic Web theory, formalized by the W3C (World Wide Web Consortium). This work starts with a short introduction about the DL (Description Logic) theory, and its basics, compared with the FOL (First Order Logic) and Propositional Logic (PL). Then a brief explanation regarding the IMM model is proposed, in connection with the ER diagram module that represents the entities (classes in OWL), the relationships between the entities (object properties in OWL) and the attributes of the entities and the corresponding keys (data properties in OWL). The individuals represent the population that both the ER diagram and the OWL ontology share. A suitable data set is not presently available; this is a further step to be completed to evaluate this work. The queries to the ontology represent the final result that involves a reasoner that, after having generated the inferences regarding the implicit theorems included in the knowledge base, expands the knowledge by answering specific questions provided by the end users. My background for this work comes mainly from the courses "Knowledge Engineering" by Prof. Marco Colombetti and "Basi di dati" by Prof. Stefano Ceri, and it is an opportunity to join these 2 worlds. The ontology is developed with Protégé v5.6.4, and the reasoner used is HermiT 1.4.3.456. ii | Abstract The individuals inserted don’t represent a specific interpretation, only a filling to be modified and completed when a suitable interpretation is provided by the users. Occasionally, other reasoners available were used; for example, Pellet: they provided the same results.
IMM (Integrated Modification Methodology) è una metodologia di progetto sviluppata con lo scopo di ottimizzare le prestazioni dei centri urbani. È stata proposta per la prima volta nel 2013 dal Prof. Massimo Tadi del Politecnico di Milano, Dipartimento di Architettura, ed è in continua evoluzione. IMM ha ispirato un diagramma ER (entità-relazione) per l’implementazione di una base di dati. Il presente progetto consiste prima di tutto in una traduzione in un’ontologia basata su OWL (linguaggio per le ontologie sul web), e successivamente in un’analisi delle caratteristiche e delle prestazioni di questa tecnologia. Si tratta dei fondamenti dell’Ingegneria della conoscenza applicati ad un caso concreto, descritto di seguito, e nell’utilizzo della teoria relativa al Web Semantico formalizzata dal W3C (World Wide Web Consortium). Questa trattazione inizia con un’introduzione riguardante la DL (Logica Descrittiva), i suoi concetti base, e un confronto con la logica del primo ordine (FOL) e la logica proposizionale (PL). Segue una breve illustrazione del modello IMM, con riferimento ad un diagramma ER che rappresenta le entità (classi in OWL), le relazioni (proprietà degli oggetti in OWL) tra le entità, i loro attributi, e le chiavi corrispondenti (proprietà dei dati in OWL). Gli individui (questo è il termine usato in SROIQ/OWL per la "popolazione" delle ontologie) rappresentano gli elementi contenenti dati che costituiscono sia il diagramma ER che l’ontologia relativa. Non esiste al momento un insieme di dati completo su cui lavorare: questo sarà il passo successivo per la valutazione di questo progetto. Le interrogazioni all’ontologia, eseguite attraverso un reasoner, consentono di espandere la conoscenza attraverso le risposte a specifiche domande proposte dall’utente. Questo passaggio segue le inferenze realizzate dal reasoner, che consente di ottenere i teoremi impliciti contenuti nell’ontologia. Il mio background per questo lavoro proviene principalmente dal corso "Knowledge Engineering" del Prof. Marco Colombetti e dal corso "Basi di dati" del Prof. Stefano Ceri, e rappresenta un’opportunità per far incontrare questi 2 mondi. L’ontologia è stata sviluppata con Protégé v5.6.4, e il reasoner utilizzato è HermiT 1.4.3.456. Sono stati inseriti degli individui senza realizzare un’effettiva interpretazione, vista la mancanza al momento di un set di dati rappresentanti un caso specifico. Occasionalmente sono stati usati anche altri reasoner, per esempio Pellet, e tutti hanno fornito gli stessi risultati.
An ER2OWL ontology based on the IMMdesign model
POLA, ANTONIO FILIPPO
2023/2024
Abstract
The IMM (Integrated Modification Methodology) is a design methodology developed with the aim of optimizing the performance of urban centers. It was proposed for the first time in 2013 by Prof. Massimo Tadi of the Politecnico di Milano, Department of Architecture, Built Environment and Construction Engineering, and it is still a work in progress. The IMM has inspired an ER (Entity Relationship) diagram for a database implementation, and the present work consists first of all in a translation to an ontology based on OWL (Ontology Web Language), and then in an analysis of the characteristics and performance of this technology. This fact represents the foundation of the Knowledge Engineering applied to the use case described below, and it is an application of the Semantic Web theory, formalized by the W3C (World Wide Web Consortium). This work starts with a short introduction about the DL (Description Logic) theory, and its basics, compared with the FOL (First Order Logic) and Propositional Logic (PL). Then a brief explanation regarding the IMM model is proposed, in connection with the ER diagram module that represents the entities (classes in OWL), the relationships between the entities (object properties in OWL) and the attributes of the entities and the corresponding keys (data properties in OWL). The individuals represent the population that both the ER diagram and the OWL ontology share. A suitable data set is not presently available; this is a further step to be completed to evaluate this work. The queries to the ontology represent the final result that involves a reasoner that, after having generated the inferences regarding the implicit theorems included in the knowledge base, expands the knowledge by answering specific questions provided by the end users. My background for this work comes mainly from the courses "Knowledge Engineering" by Prof. Marco Colombetti and "Basi di dati" by Prof. Stefano Ceri, and it is an opportunity to join these 2 worlds. The ontology is developed with Protégé v5.6.4, and the reasoner used is HermiT 1.4.3.456. ii | Abstract The individuals inserted don’t represent a specific interpretation, only a filling to be modified and completed when a suitable interpretation is provided by the users. Occasionally, other reasoners available were used; for example, Pellet: they provided the same results.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/10589/236228