Cálculo de la visibilidad de conceptos en ontologías

Abstract

Las ontologías se han utilizado ampliamente dentro de la computación, ya que representan el conocimiento sobre dominios en específico. De forma general, se conforman de conceptos y relaciones entre conceptos, en ocasiones representados al estilo de un modelo de red. Resulta útil evaluar la distancia conceptual entre los conceptos de una ontología que representa la similitud semántica entre ellos. Esto puede utilizarse para aplicaciones como la recuperación de información, sistemas de recomendación o la integración de datos. Utilizando como referencia el algoritmo DIS-C, el cual evalúa la distancia conceptual entre conceptos de una ontología con base en la ponderación de las relaciones entre los conceptos por parte del usuario. Lo que agrega cierta subjetividad a la evaluación de la similitud. En este trabajo se propone una modificación a DIS-C, enfocada en ponderar automáticamente las relaciones conceptuales. Esto se ajusta refinando las ponderaciones hasta alcanzar un estado óptimo definido por un umbral. Para esto se propone una métrica, denominada visibilidad, para evaluar la asequibilidad de cada concepto, considerando la ontología como si fuera un grafo fuertemente conexo, esto representa las peculiaridades geométricas de la ontología (basada en un grafo). El enfoque permite utilizarlo en ontologías que no necesariamente posean una estructura jerárquica. El algoritmo propuesto se implementó utilizando el lenguaje Java y Graphviz como herramienta de visualización. Se realizaron pruebas que muestran su utilidad en diversos tipos de ontologías, además se realizó una comparación contra el algoritmo de confusión lo que permitió analizar diferencias y similitudes entre los métodos. // Ontologies have been widely used in computer science, they represent knowledge about specific domains. In general, are composed by concepts and relationships between concepts, sometimes are represented as a network model. It is useful to assess the conceptual distance between the concepts of ontology; it represents the semantic similarity between them. This can be used for applications such as information retrieval, recommender systems or data integration.

Using as reference the DIS-C algorithm, which evaluates the conceptual distance between concepts in ontology, the user defines a weight for the relations between the concepts. It adds some subjectivity to the judgment of similarity. In this work, we propose a modification of DIS-C, focused on the conceptual relationships automatically weighed. For this we propose a metric, called visibility, to assess the affordability of each concept, considering the ontology like a strongly connected graph, it represents geometric peculiarities of ontology (graph based representation). The weights are refined in order to reach an optimal state defined by a threshold. The approach allows use our method in ontologies that not necessarily possess a hierarchical structure.

The proposed algorithm was implemented using the Java language and Graphviz as a visualization tool. The method was tested in different ontologies, in addition a comparison was made against confusion algorithm in order to analyze the differences and similarities between methods.