2. Semantic Web & Linked Data#
Grundlegende Konzepte
Die Lernenden können definieren, was das Semantic Web und semantische Technologien sind.
Die Lernenden können die Rolle von RDF im Semantic Web erklären.
In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit dem Konzept des Semantic Web, welches eine zentrale Rolle in der modernen Datenverarbeitung und Datennutzung einnimmt. Dabei wird aufgezeigt, wie semantische Technologien dazu beitragen, Informationen besser zu strukturieren, zu verknüpfen und maschinell interpretierbar zu machen.
Der Begriff Semantische Technologien entstand als Forschungsfeld in der Informatik Anfang der 2000er Jahre. Im Mai 2001 veröffentlichte Sir Tim Berners-Lee einen grundlegenden Artikel, in dem er die Vision des Semantic Web präsentierte [Berners-Lee et al., 2001]. Das Ziel des Semantic Web besteht darin, Webinhalte strukturiert und maschinenlesbar zu machen, sodass Software-Agenten eigenständig komplexe Aufgaben für Benutzer ausführen können. Die Semantischen Technologien sollen wiederum als Werkzeuge verstanden werden, die dazu verhelfen, das Semantic Web aufzubauen. Sie sollen Informationen maschinell verständlich machen, indem sie die Bedeutung (Semantik) und die Beziehungen zwischen Daten explizit definieren. Zu den zentralen Werkzeugen gehören Ontologien, Taxonomien und logische Schlussfolgerungsmechanismen, die wir später genauer erklären werden.
Die zentrale Idee ist, dass Maschinen Informationen verstehen und ohne menschliche Unterstützung komplexe Interaktionen durchführen können [Sabucedo et al., 2010]. Zur Realisierung dieser Vision wurden in den letzten Jahren bedeutende technologische Fortschritte erzielt. Ein wichtiger Standard ist die Ontology Web Language (OWL), die vom World Wide Web Consortium (W3C) entwickelt wurde. OWL ermöglicht die formale Definition von Wissen über bestimmte Domänen, also die Erstellung von Ontologien, wie sie nach der Definition von Gruber [1993] verstanden werden.
Die Integration semantischer Technologien in IT-Lösungen erlaubt die Automatisierung von Prozessen und die Einführung von “Intelligenz” in Softwaresysteme [Valiente et al., 2012]. Dadurch können Operationen ausgeführt werden, die mit herkömmlichen, datenbasierten Ansätzen nicht möglich sind. Semantische Technologien machen implizite Informationen explizit und fördern dadurch Interoperabilität und logische Schlussfolgerungen. Software-Agenten können somit Dienste für Benutzer suchen und bereitstellen.
Um dieses Wissen für Maschinen zugänglich zu machen, ist eine formale und gemeinsame Repräsentation erforderlich, die durch Ontologien ausgedrückt wird. Ontologien sind zu einem wichtigen Instrument geworden, ohne welches die produktive Datenadministrierung und -implementierung heutzutage unvorstellbar wären [Gardner, 2005]. Diese Standards sorgen für eine interoperable Plattform, die solide und zukunftssicher ist. Die bevorzugte Sprache OWL findet in der verwaltungswissenschaftlichen Gemeinschaft breite Akzeptanz.
Die Betrachtung des Semantic Web ist in vielerlei Hinsicht relevant: Es eröffnet neue Möglichkeiten für die Datenverarbeitung, verbessert die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen und erleichtert die Nachnutzung von Daten. Dies ist besonders für Forschungsfelder von Bedeutung, in denen große Datenmengen analysiert und reproduzierbare Ergebnisse angestrebt werden.
Auch für die Verwaltungswissenschaft sind Semantic Web und Linked Data von großer Bedeutung - sie ermöglichen eine effizientere Vernetzung und Integration von Verwaltungsdaten über Behörden- und Ressortgrenzen hinweg, fördern Transparenz und Nachvollziehbarkeit staatlichen Handelns und unterstützen datenbasierte Entscheidungsprozesse. Darüber hinaus erleichtert die semantische Aufbereitung öffentlicher Daten die Entwicklung innovativer E-Government-Lösungen sowie die Umsetzung und Strukturierung von Open-Data-Initiativen.
Im Folgenden werden die Grundlagen des Semantic Web sowie die ihm zugrunde liegendende Struktur schrittweise erläutert. Ziel ist es, ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie verknüpfte Daten die Art und Weise verändern, wie wir mit Informationen umgehen und Wissen generieren können.
In diesem Kapitel finden Sie folgende Abschnitte: