Konumsal veri altyapılarında semantik web servisi kompozisyonu için bir mimari
An architecture for semantic web services composition in spatial data infrastructures
Yazar: DENİZTAN ULUTAŞ
Danışman: PROF. DR. ÇETİN CÖMERT
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Gelişen teknoloji ile önemi daha da artan konumsal veri kamu, özel sektör ya da konumsal veri ile iş yapan bütün kesimler için farklı uygulamalarda karar verme aracı olarak kullanılmaktadır. Bu amaçla, son yıllarda Konumsal Veri Altyapılarının (KVA) geliştirilmesi önem kazanmıştır. "Konumsal Veri Altyapıları (KVA)", konumsal veri yönetimine yönelik birlikte işlerlik altyapılarıdır. KVA'ların gerçekleştiriminde kurumlar arası veri entegrasyonu önemli bir gereksinimdir. Gelinen son teknoloji ile literatürde, veri entegrasyonuna kolaylık sağlayan "semantik eşleştirme" teknikleri kullanılmaktadır. Bu amaçla bu tez kapsamında ilk olarak, farklı kurumlara ait konumsal veri tabanı şemalarının semantik eşleştirilmesine yönelik bir gerçekleştirim yapılarak, bu alandaki problemlerin belirlenmesine çalışılmıştır. Bu problemlerden yola çıkarak, son zamanların popüler konularından KVA'ların web servisleri ile oluşturulması boyutuna yönelik, web servislerinin Semantik Web Teknolojilerine (SWT) dayalı olarak kompozisyonu için bir mimari önerilmiştir. Bu mimari, seçilen bir "Yer Seçimi" senaryosuyla tanıtılmıştır. Web Servisi Kompozisyonu (WSK), atomik web servislerinin ihtiyacı karşılamadığı karmaşık uygulamalarda, birden çok web servisinin bir araya getirilerek yeni bir web servisinin oluşturulması demektir.  Bu alanda çok çeşitli akademik ve pratik çalışmalar bulunmakla birlikte, Tam Otomatik WSK (TOWSK) henüz çözümlenebilmiş bir konu değildir. TOWSK ile kastedilen, servislerin bir araya getirilmesi ve oluşan yeni servisin koşum işleminin, insan müdahalesi olmadan yürütülmesidir. TOWSK'nın henüz başarılamamış olması, içerdiği problemler nedeniyledir. Bu problemlerin esin kaynağı olduğu bu çalışmada önerilen WSK mimarisi, SWT desteğiyle; WSK geliştiricisinin amacını yüksek bir düzeyde söyleyebilmesi, Konumsal Servis Ontolojisinin (KSO) geliştirilmesi ve web servisi kompozisyonunun oluşturulması aşamalarından oluşmaktadır. Bu aşamaların gerçekleştirimi, geliştiricinin belirttiği üst düzey bir "amaç" tümcesinden, KSO'daki "kompoze servis" tipinin ve WSK içinde kullanılacak atomik web servislerinin çıkarsanmasıyla, iş modeli iş akışı sırasında çalıştırılarak bir "Yer Seçimi" işleminin gerçekleştirilmesi ilkesine dayanmaktadır.

Abstract:
Pressed by technological developments, the increased importance of geospatial data has rendered it to be used in decision making throughout public, private sectors, and all other interested parties. This was indeed the reason of quest for "Spatial Data Infrastructures (SDI)" among spatial data communities for the past two decades. Being interoperability infrastructures, SDIs enable the integration of data from different sources. "Semantic schema matching" is a recent Semantic Web Technology (SWT)  for enabling data integration in SDIs an "automatic" manner. For this reason, during first part of this thesis, the database schemas of different Public agencies have been tried to be matched by semantic matching. As a result, it has been found that full automated schema matching by SWT is not possible today. Accordingly, a number of problems have been identified and some proposals for these problems have been made. In the second part of the thesis, another popular problem like semantic matching, Web Services Composition (WSC) has been tackled. The purpose was to employ SWT for the problems of WSC in the context of SDIs. As the result, an architecture for this aim has been proposed. The architecture has been tested for the case study of the thesis, "site selection for waste disposal". A WSC is a combination of a number of Web Services to perform a more complex task than the combined services can do alone.  Currently WSC is performed semi-automatically meaning that human intervention is needed. Although there is plenty of research towards, Full Automated WSC (FAWSC) has not been achieved yet. In FAWCS both the combination of services into an "abstract" WSC and the execution of the WSC ("concrete" WSC) are performed by the software without human intervention. To achieve FAWCS a number of problems have to addressed. This has formed the inspiration for this thesis; would SWT have some provisions in dealing with these problems? An architecture has been proposed in this thesis. By the architecture, the user states his "goal" by a natural language sentence. By semantically matching this sentence to a Spatial Services Ontology (SSO), the corresponding "abstract" WSC is "located" within SSO.  Discovering the "matching" advertised services semantically again, "concrete" WSC is formed afterwards. Although there are still untackled problems due partly to the scope of the thesis, this study makes a valuable contribution to the area.