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Prototypische Umsetzung und Evaluierung von Zugriffsmöglichkeiten auf GML-Daten für ein deduktives Datenbanksystem basierend auf F-Logic

Author: P. Göbl
Master Thesis: MT2102 (March, 2021)
Supervised by: o. Univ.-Prof. Dr. Michael Schrefl
Instructed by: Dr. Bernd Neumayr
Accomplished at: University Linz, Department for Business Informatics - Data & Knowledge Engineering
Resources: Copy


Abstract (German):

Die Geography Markup Language (GML) ist ein etablierter Standard für die Beschreibung und den Austausch von geografischen Informationen, der auf Basis von XML entwickelt wurde und über XML-Schemadefinitionen definiert ist. GML ist aber im Vergleich zu XML strukturierter, da es mit dem Object-Property-Modell ein spezifisches Datenmodell verwendet. GML wurde mit dem Hintergrund der Erweiterbarkeit entwickelt und bildet die Grundlage für die Entwicklung von domänenspezifischen Applikationsschemas. Diese werden in verschiedensten Bereichen für die Erstellung von Systemen verwendet, die geografische Daten verarbeiten (z.B. Luftfahrt, Wetterberichte, Städtemodelle). Ein Anwendungsszenario ist die Erstellung von deduktiven Datenbanksystemen für die intelligente Filterung von Flugverkehrsnachrichten. Dabei werden logische Programmiersprachen und Regelinterpreter für die Erstellung von Ableitungsregeln verwendet um neues Wissen aus bestehenden Daten abzuleiten. Damit diese Systeme GML-Daten verarbeiten können, müssen diese auf die GML-Daten zugreifen können. F-Logic und dessen Erweiterungen Flora-2 und ErgoAI bieten sich für diesen Zweck an. Der integrierte ErgoAI XML-Parser bietet zwar die Möglichkeit, beliebige XML-Dokumente in ErgoAI zu laden, berücksichtigt aber nicht die Besonderheiten von GML. Eine spezifische Transformation der GML-Daten anhand des Object-Property-Modells bietet jedoch Vorteile im Vergleich zur generischen Transformation von XML-Dokumenten. Es gibt bereits diverse Arbeiten, die sich mit der spezifischen Transformation von GML-Daten in unterschiedliche Datenformate beschäftigt. Darunter finden sich aber kaum Arbeiten, die sich mit F-Logic oder dessen Erweiterungen als Zielsystem beschäftigen. In dieser Arbeit wird deshalb eine prototypische Umsetzung und Evaluierung von Zugriffsmöglichkeiten auf GML-Daten für die Verwendung in deduktiven Datenbanksystemen auf Basis von F-Logic durchgeführt. Als durchgängiges Anwendungsbeispiel für die Evaluierung und Veranschaulichung der Zugriffsmöglichkeiten werden die beiden domänenspezifischen GML-Applikationsschemas AIXM und IWXXM verwendet, die zur Erstellung von Flugverkehrsnachrichten und Wetterberichten dienen.

Abstract (English):

The Geography Markup Language (GML) is a well established standard for the description and interchange of geographical information. The GML standard is based on XML and defined by XML schema definitions, but GML is more structured than XML because it is based on a specific data model, the Object-Property Model. GML was developed with consideration for extensibility and provides the basis for the development of domain specific application schemes. These application schemes are utilised in a variety of areas to develop systems that process geographical data (e.g. aviation, weather reports, city models). One application scenario is the creation of deductive database systems for the intelligent filtering of air traffic messages. For this purpose logical programming languages and reasoning engines can be used for the definition of deduction rules to deduct new knowledge from existing data. In order for these systems to be able to process GML data it is necessary that they have access to the data. F-Logic and its extensions Flora-2 and ErgoAI are well suited logical programming languages for this task. Although the integrated ErgoAI XML parser offers the possibility to load arbitrary XML documents in ErgoAI, it does not consider the special characteristics of GML. However, the specific transformation of GML data according to the Object-Property Model provides benefits compared to the generic transformation of XML documents. There is already various research that deals with making GML data accessible in systems with different data formats, but hardly any research has been done that uses F-Logic or its extensions as the target system. This master thesis conducts the prototypical implementation and evaluation of different approaches for accessing GML data from deductive database systems based on F-Logic. The domain specific GML application schemes AIXM and IWXXM, which are used for the creation of air traffic messages and weather reports, serve as a coherent application scenario for the evaluation and exemplification of the implemented approaches.