conception et exploitation d`une base de métadonnées de traite
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1. des multiples syntaxes du langage L emploi d API ind pendantes de ces syntaxes envisager impli querait une certaine lourdeur dans les d veloppe ments futurs Les exp riences r alis es semblent confirmer l ad quation des langages du Web s mantique aux besoins de notre contexte mais pointent certains probl mes qui se posent usage Si nous ne les avons pas tous r solus les d veloppements r alis s incitent penser qu il est possible de le faire Finalement en leur tat actuel le mod le de m ta donn es d fini et l application d velopp e permet tent bien de r pondre la majorit des requ tes simples que l analyse des besoins a fait appara tre II reste toutefois de nombreux cas dans lesquels l utilisateur ne peut tre renseign de fa on satisfai sante compar l information que pourrait fournir un expert humain employant des connaissances g n rales tacites difficiles extraire et mod liser Perspectives L aide au param trage des traitements complexe dans le domaine g ographique la simulation partiel le de leur comportement des fins de pr diction ou de d monstration et l op rationnalisation de connaissances heuristiques pour mieux orienter l utilisateur sont quelques unes des pistes possibles pour poursuivre sur la voie d un syst me d aide intelligent Les sc narios d adaptation des modes d emploi que nous avons mis en uvre sont simples Cependant l utilisa2. et SWRL Notre base de m tadon n es documentaire traduite dans ces langages devient une base de connaissances Pour effectuer sur celle ci inf rences et requ tes notre syst me fait appel la plateforme Sesame 1 2 1 et un moteur SWRL d velopp l Universit libre de Berlin En marge de l application nous avons galement exp riment Jena 2 2 Apports et limites de notre travail La proposition du mod le conceptuel de m tadon n es des traitements constitue l un des principaux apports de notre travail les exemples cr s et les premi res exp rimentations men es incitent une certaine confiance quant l ad quation aux besoins d information sur les traitements dans le contexte de l IGN Un autre apport est d avoir montr l int r t des principes de repr sentation des connaissances que sont les logiques de description LD et les r gles de production en logique du premier ordre dans le but de la simulation d une partie du raisonnement de l expert Les langages de LD permettent de d finir des ontologies Celles que nous avons propos es sp cifiquement pour le domaine g ographique fonc tionnalit s types de donn es probl mes etc demandent tre valid es et enrichies par de v ri tables experts elles ont en fait pour fonction princi pale d amorcer le processus de sp cification formel le des concepts utilis s pour la description des traite ments Notre travail pr sente de fort
3. CONCEPTION ET EXPLOITATION D UNE BASE DE M TADONN ES DE TRAITE MENTS INFORMATIQUES REPR SENTA TION OP RATIONNELLE DES CONNAIS SANCES DE L EXPERT par Yann Abd el Kader Introduction Rechercher conna tre et utiliser les traitements informatiques du domaine g ographique n est pas toujours t che facile L aide aux utilisateurs et d ve loppeurs de l IGN est le besoin l origine de notre tra vail De nombreuses connaissances parfois tacites manquent au novice confront diff rents types de traitements les SIG poss dent leurs propres formats de donn es interface et langage de programmation associ s les librairies et programmes d velopp s au sein de l IGN requi rent des comp tences sp ci fiques en programmation en gestion des bases de donn es en cartographie en traitement d images etc les traitements sous forme de services Web demandent eux des connaissances sp cifiques sur les protocoles de communication Plusieurs types de documentation existent manuels documentations API forums etc mais leur dispersion l h t rog n it de leur format et l absence d un sys t me d indexation commun i e de l utilisation d un vocabulaire contr l commun ne permettent pas de r pondre aux besoins d information identifi s que de fa on imparfaite Face ce constat l id e de d part de notre travail tait de cr er une base de m tadonn es puis de construire un syst me permettan
4. e ce mod le donc de faire r f rence des ressources d crites Il nous a sembl qu une notation de type DOM tait une bonne solution La traduction automatique en SWRL 38 CFC N 198 D cembre 2008 des r gles acquises sous cette forme s est av r e quelque peu probl matique quoique non insurmon table En raison du grand nombre de variables manipuler la saisie manuelle de r gles SWRL via un diteur comme Prot g 3 1 est apparue lourde pour les exemples de complexit moyenne comme celui de l adaptation de mode d emploi ER 3 Au del du cas particulier des r gles l automatisation de la conversion entre les versions SI et SBC de notre base de m tadonn es constitue une difficult sinon une limite de notre application Le choix d une architecture duale galement effec tu par exemple par R Troncy dans le contexte de l indexation des documents audiovisuels Troncy 2004 tait n cessaire pour profiter la fois des avantages d un sch ma XML documentaire ad hoc et des capacit s d inf rences d OWL Pour autant il est clair que notre syst me n a pas vocation permettre la conception d ontologies pour lesquelles des di teurs sp cialis s et des m thodologies sp cifiques devront tre employ s de fa on compl mentaire Par ailleurs nous avons soulign la difficult qu il y a convertir dans notre format XML la partie assertion nelle des ontologies exprim e en RDF en raison
5. es similitudes avec le projet du Web s mantique la pr sentation imag e de ce dernier sous forme de layer cake illustre d ailleurs fort bien la progression de notre d marche de la d finition de m tadonn es structur es au contr le des valeurs des l ments de description puis l exploitation de la s mantique des connais sances repr sent es D s lors l adoption des lan gages du Web s mantique RDF OWL et SWRL pour la mise en oeuvre de notre SBC tait un choix natu rel Des enseignements peuvent tre tir s des mises en uvre effectu es en particulier pour les limites et difficult s auxquelles nous nous sommes heurt s Si l expressivit des langages OWL et SWRL satisfait bien nos besoins les moteurs d inf rence existants pas encore assez matures n ont pas per mis d exploiter pleinement les connaissances de notre SBC Ce probl me sera vraisemblablement r solu dans peu de temps avec l apparition de nou veaux moteurs Plus d licate en revanche est la question de l acquisition des connaissances dans le cadre d un SBC destin comme dans notre cas tre accessible depuis une application Web ouverte aux utilisateurs lambda En effet notre mod le de m tadonn es fournit le cadre dans lequel les connaissances doivent pouvoir s exprimer or une des difficult s dans la conception d une interface d acquisition des r gles est d offrir un moyen simple de d signer les l ments d
6. s documentaires et des connaissances conceptuelles l aide d ontologies application la description de documents audiovisuels th se de doctorat d informatique de l Universit Joseph Fourrier Grenoble 2004 de cherche un traitement t g ographique d velopp l IGM j gui prend en entr e des donn es de At Programme Buffer java type LigreVecteur et en sortie de rw cat gorie non renseign e Epe Vecteur deu de d veloppement COGIT i entr e type Vecteur sorte type VecteurSurface Mise en corres pondance i j r ussie la description est livr e l utilisateur gt U nsateur Z Ease de m tadonness Figure 1 Recherche de traitements mise en correspondance entre requ te utilisateur et description de traitement M Identification TT a j a 2 Fonction Pa i Ressourerraiement KE Tu ModeE mploi valuation EnsembieTraitementsCod s al Classe Algorithme Fon ctionLogiciel Programme Op ration Si Servicew el Figure 2 Classes principales du mod le de m tadonn es 40 CFC N 198 D cembre 2008
7. s perspec tives de travail n cessaires et prometteuses Notre mod le de m tadonn es est g n rique il pourra tre utilis pour d crire des traitements infor matiques de domaines autres que g ographiques Les principes langages et techniques mis en oeuvre pour la conception du SI et du SBC sont galement g n riques ils sont issus du domaine de l ing nierie des connaissances Un prolongement de notre tra vail pourrait consister effectuer la liaison avec le domaine voisin du g nie logiciel accompagnant ainsi la tendance de l informatique de fournir l utilisateur d veloppeur une vision des traitements affranchie des consid rations d impl mentation Dans ce but et dans celui plus g n ral de descrip tions des traitements informatiques le d veloppe ment de m tadonn es support de la connaissance est un objectif d avenir CFC N 198 D cembre 2008 39 Bibliographie Bachimont B Engagement s mantique et engagement ontologique conception et r alisation d ontologies en ing nierie des connaissances dans J Charlet M Zacklad G Kassel et D Bourigault ng nierie des connaissances volutions r centes et nouveaux d fis Paris Eyrolles 2000 Hubert F Mod le de traduction des besoins d un utilisateur pour la d rivation de donn es g ographiques et leur symbol isation par le Web th se de doctorat informatique Universit de Caen 2003 Troncy R Formalisation des connaissance
8. t la recherche la consultation et l enrichissement L analyse des besoins a cependant montr que pour r pondre certaines requ tes de l utilisateur une simple base de m tadonn es dont les informations explicitement pr sentes sont en nombre n cessairement limit ne pouvait suffire Il fallait donc mettre en place des m canismes de d rivation de l information s appuyant sur une repr sentation op rationnelle des connaissances d expert En particulier notre ambition tait de fournir des modes d emploi adapt s au contexte d utilisation caract ristiques des donn es environnement logiciel connaissances de l utilisateur Nous avons d cid de suivre une double approche documentaire et orient e repr senta tion des connaissances En effet notre ambition tait de construire d une part un Syst me d Information SI dans lequel la forme structur e des m tadonn es conformes notre mod le rende ais le d veloppement de l application Web pr sen t e l utilisateur d autre part un Syst me Base de Connaissances SBC dot des capacit s d inf rences qui nous permettent de simuler une partie du raisonnement de l expert Les principaux r sultats obtenus peuvent se r su mer en trois points d finition d un mod le de m tadonn es d veloppement d un SI d veloppement d un SBC D finition d un mod le de m tadon n es L tat de l art dress au d but de notre tra
9. teur est parfois confront des situations dans lesquelles l existence de nombreux choix demanderait l tablissement d un dialogue avec le syst me La contrainte de ne s lectionner que des termes propos s qui est l un des principes de base de notre interface utilisateur pourrait alors montrer des limites Le recours a des outils de TALN devrait permettre l utilisateur de s exprimer de fa on plus naturelle Chercher simuler le raisonnement de l expert et chercher concevoir des m tadonn es qui aident l utilisateur raisonner sont deux objectifs distincts que nous avons concili s les r gles de notre SBC tant des ressources certes op rationnelles mais aussi consultables Un syst me d aide perfectionn n cessitera probablement de repr senter des r gles internes au syst me non destin es l utilisateur Le mod le des m tadonn es pr sent es ce dernier n est pas forc ment appel voluer Ce qui devra tre am lior ce sont les ontologies dont les concepts et individus servent valuer les l ments de description des traitements Des m thodes de normalisation s mantique de ces ontologies devront tre appliqu es Bac 2000 des consensus entre experts obtenus Parall lement l int gration et la fusion avec d autres ontologies du domaine en par ticulier celles qui ne vont pas manquer d appara tre avec le d veloppement annonc de nombreux ser vices Web g ographique constituent de
10. ues h ritant des concepts et pr requis des plus g n riques Cherchant permettre l expression de connais sances g n rales nous avons introduit dans notre mod le la notion de famille de traitement L expert humain recourt des exemples pour clarifier ses explications l association de prototypes aux familles de traitements pourra contribuer rendre plus par lantes nos descriptions Les illustrations au moyen d chantillons de donn es dont l int r t a t montr dans le contexte de la g n ralisation cartographique par le travail au laboratoire COGIT de F Hubert Hubert 2003 ont t int gr es nos descriptions Notre application en permet la visualisation et l acquisition aux formats image courants mais aussi au format vecteur shape L acquisition automatique d une partie des descriptions est pos sible Pour cela nous avons d velopp un doclet et des programmes bas s sur des expressions r gu li res D veloppement d un SBC La recherche de traitement et l adaptation des modes d emploi au contexte d utilisation n cessitent de simuler le raisonnement de l expert Les connais sances de ce dernier sont repr sent es de fa on op rationnelle gr ce deux sous ensembles de la logique du premier ordre les logiques de description pour les ontologies et les clauses de Horn pour les r gles avec variables Les langages d impl mentation choisis sont ceux du Web s man tique RDF OWL
11. vail n a permis de d celer aucun mod le de description des traitements qui r ponde pleinement nos attentes Nous avons donc d fini notre propre mod le en nous inspirant notamment de l ontologie OWL S d di e aux services Web Organis selon cinq facettes de description notre mod le est g n rique il s applique a priori aux traitements informatiques de n importe quel domaine Il prend cependant en compte des aspects sp cifiquement adapt s au domaine g ogra phique tels que la description fine des propri t s des donn es avant et apr s traitements et le recours aux illustrations cartographiques De plus si la partie grounding d OWL S d crit la fa on d acc der des services Web la partie mode d emploi a vocation d crire la fa on d acc der aux traitements informa tiques en g n ral CFC N 198 D cembre 2008 37 D veloppement d un SI Nous avons impl ment notre mod le en XML Schema cr une base de m ta donn es XML et d velopp une application Web qui permet la recherche la consultation et la saisie des m tadon n es Plusieurs caract ristiques notables mises en uvre peuvent tre relev es Elles correspondent aux objectifs identifi s lors de l analyse des besoins et parfois tendent d passer certaines des limita tions qui affectent les documentations classiques Notamment nous avons tent de permettre une des cription progressive des modes d emploi les plus sp cifiq
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