Exploration de sources de données RDF

Keyword Search and Summarization Approaches for RDF Dataset Exploration

• Auteur / Autrice : Mohamad Rihany
• Direction : Zoubida Kedad, Stéphane Lopes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 30/03/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Données et algorithmes pour une ville intelligente et durable (Versailles ; 2015-...) - Données et algorithmes pour une ville intelligente et durable (Versailles ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : ADAM
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Informatique et sciences du numérique (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Yolaine Bourda
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Zoubida Kedad, Amel Bouzeghoub, Elisabeth Métais, José Antonio Fernandes De Macêdo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Amel Bouzeghoub, Elisabeth Métais

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bases de connaissances

Moteurs de recherche

Exploration de données

Web sémantique

Index permutés

Bases de données -- Interrogation

Infographie

Ressource Description Framework (informatique)

Mots clés libres

Données RDF

Requêtes mots clés

Résumés de bases de connaissances

RDF Data

Keyword search

Summarizing Knowledge Bases

Résumé

Un nombre croissant de sources de données sont publiées sur le web, exprimées dans les langages proposés par le W3C comme RDF, RDF (S) et OWL. Ces sources représentent un volume de données sans précédent disponible pour les utilisateurs et les applications. Afin d’identifier les sources les plus pertinentes et de les utiliser, il est nécessaire d’en connaître le contenu, par exemple au moyen de requêtes écrites en Sparql, le langage d’interrogation proposé par le W3C pour les sources de données RDF. Mais cela nécessite, en plus de la maîtrise du langage Sparql, de disposer de connaissances sur le contenu de la source en termes de ressources, classes ou propriétés qu’elle contient. L’objectif de ma thèse est d’étudier des approches permettant de fournir un support à l’exploration d’une source de données RDF. Nous avons proposé deux approches complémentaires, la recherche mots-clés et le résumé d’un graphe RDF.La recherche mots-clés dans un graphe RDF renvoie un ou plusieurs sous-graphes en réponse à une requête exprimée comme un ensemble de termes à rechercher. Chaque sous-graphe est l’agrégation d’éléments extraits du graphe initial, et représente une réponse possible à la requête constituée par un ensemble de mots-clés. Les sous-graphes retournés peuvent être classés en fonction de leur pertinence. La recherche par mot-clé dans des sources de données RDF soulève les problèmes suivants : (i) l’identification pour chaque mot-clé de la requête des éléments correspondants dans le graphe considéré, en prenant en compte les différences de terminologies existant entre les mots-clés et les termes utilisés dans le graphe RDF, (ii) la combinaison des éléments de graphes retournés pour construire un sous-graphe résultat en utilisant des algorithmes d’agrégation capable de déterminer la meilleure façon de relier les éléments du graphe correspondant à des mots-clés, et enfin (iii), comme il peut exister plusieurs éléments du graphe qui correspondent à un même mot-clé, et par conséquent    plusieurs sous-graphes résultat, il s’agit d’évaluer la pertinence de ces sous-graphes par l’utilisation de métriques appropriées. Dans notre travail, nous avons proposé une approche de recherche par mot-clé qui apporte des solutions aux problèmes ci-dessus.Fournir une vue résumée d’un graphe RDF peut être utile afin de déterminer si ce graphe correspond aux besoins d’un utilisateur particulier en mettant en évidence ses éléments les plus importants ; une telle vue résumée peut faciliter l’exploration du graphe. Dans notre travail, nous avons proposé une approche de résumé originale fondée sur l’identification des thèmes sous-jacents dans un graphe RDF. Notre approche de résumé consiste à extraire ces thèmes, puis à construire le résumé en garantissant que tous les thèmes sont représentés dans le résultat. Cela pose les questions suivantes : (i) comment identifier les thèmes dans un graphe RDF ? (ii) quels sont les critères adaptés pour identifier les éléments les plus pertinents dans les sous-graphes correspondants à un thème ? (iii) comment connecter les éléments les plus pertinents pour créer le résumé d’une thème ? et enfin (iv) comment générer un résumé pour le graphe initial à partir des résumés de thèmes ? Dans notre travail, nous avons proposé une approche qui fournit des réponses à ces questions et qui produit une représentation résumée d’un graphe RDF garantissant que chaque thème y est représenté proportionnellement à son importance dans le graphe initial.

An increasing number of datasets are published on the Web, expressed in the standard languages proposed by the W3C such as RDF, RDF (S), and OWL. These datasets represent an unprecedented amount of data available for users and applications. In order to identify and use the relevant datasets, users and applications need to explore them using queries written in SPARQL, a query language proposed by the W3C. But in order to write a SPARQL query, a user should not only be familiar with the query language but also have knowledge about the content of the RDF dataset in terms of the resources, classes or properties it contains. The goal of this thesis is to provide approaches to support the exploration of these RDF datasets. We have studied two alternative and complementary exploration techniques, keyword search and summarization of an RDF dataset. Keyword search returns RDF graphs in response to a query expressed as a set of keywords, where each resulting graph is the aggregation of elements extracted from the source dataset. These graphs represent possible answers to the keyword query, and they can be ranked according to their relevance. Keyword search in RDF datasets raises the following issues: (i) identifying for each keyword in the query the matching elements in the considered dataset, taking into account the differences of terminology between the keywords and the terms used in the RDF dataset, (ii) combining the matching elements to build the result by defining aggregation algorithms that find the best way of linking matching elements, and finally (iii), finding appropriate metrics to rank the results, as several matching elements may exist for each keyword and consequently several graphs may be returned. In our work, we propose a keyword search approach that addresses these issues. Providing a summarized view of an RDF dataset can help a user in identifying if this dataset is relevant to his needs, and in highlighting its most relevant elements. This could be useful for the exploration of a given dataset. In our work, we propose a novel summarization approach based on the underlying themes of a dataset. Our theme-based summarization approach consists of extracting the existing themes in a data source, and building the summarized view so as to ensure that all these discovered themes are represented. This raises the following questions: (i) how to identify the underlying themes in an RDF dataset? (ii) what are the suitable criteria to identify the relevant elements in the themes extracted from the RDF graph? (iii) how to aggregate and connect the relevant elements to create a theme summary? and finally, (iv) how to create the summary for the whole RDF graph from the generated theme summaries? In our work, we propose a theme-based summarization approach for RDF datasets which answers these questions and provides a summarized representation ensuring that each theme is represented proportionally to its importance in the initial dataset.