Schlagwortarchiv für: Big Data

Tourismus und Ontologie – Wo ist denn der Zusammenhang?

Was ist Ontologie überhaupt?

Wer an Tourismus denkt, bildet an erster Stelle Assoziationen mit Ferien. Wanderungen im Sommer und Herbst, Skifahren im Winter, Sehenswürdigkeiten und kulturelle Anlässe während des ganzen Jahres … alles das hat sicher in der kollektiven Vorstellung mit Tourismus zu tun.

Wenn man aber schnell bei der allgegenwärtigen Wikipedia nachschlägt und sich über «Ontologie» erkundigt (https://de.wikipedia.org/wiki/Ontologie), landet man in eine auf den ersten Blick frem­de Welt.  Es ist die Rede von «Einteilung des Seienden» und «Grundstrukturen der Wirklichkeit und der Mög­lichkeit». Wir befinden uns – oh Schreck – in der theoretischen Philosophie, in der Metaphy­sik. Das allein wäre für die meisten Menschen Grund genug, um diese Webseite zu verlassen und die Leitfrage dieses Artikels mit «nein» zu beantworten.

Liest man aber weiter, kommt es zu einem für Viele möglicherweise erstaunliche Angabe: «In der Informatik werden seit den 1990er Jahren formale Repräsentationssysteme, angelehnt an den philosophischen Begriff, als ‹Ontologien› bezeichnet.» Weiter unten beim Abschnitt «Verbindung zu anderen Wissenschaften» kommt die endgültige Klärung, sowie der Hinweis, warum die Informatik von «Ontologien» in Plural spricht, die Philosophie dagegen «Ontologie» nur im Singular versteht. An dieser Stelle überlasse ich gern dem Leser die weitere Lektüre dieses Wikipedia-Beitrags und vielleicht auch der weiteren Quellen in der dort aufgeführten Literatur.

Ich komme zurück auf zwei wichtige Aussagen in diesem Text:

  • «Anspruch, ein allgemeingültiges Werkzeug bereitzustellen, um die Welt verstehen zu können.»
  • «[…] bezieht sich der Ontologiebegriff […] auf ein begrenztes Themengebiet […].»

Wenn wir diese Aussagen in unserer Rolle als Informatiker betrachten, finden wir uns wieder. Infor­ma­tik ist letzten Endes eben der Versuch, einen genau definierten Abschnitt der Welt zu verstehen, ihn mit formalen Mitteln zu modellieren und dieses Modell auf einer endlichen, realen Maschine mit begrenzten Ressourcen zum Laufen zu bringen. Dazu verwendet die Informatik Algorithmen und Datenstrukturen.

Strukturen in einer Ontologie

Wenn wir letztere als ein Begriffsnetz fassen, welches verschiedene Entitäten mit ihren Attributen und den Assoziationen untereinander darstellt, bauen wir ein semantisches Netz. Dieses beschreibt den Abschnitt der Welt, den wir technisch abbilden wollen. Fassen wir die Informationen in Form sprachlicher Aussagen mit der festen Struktur Subjekt-Verb-Objekt (SVO), sind wir daran, den aus­gewählten Weltabschnitt mithilfe von semantischen Tripeln zu beschreiben.

Sprachliche Strukturen dieser Art sind aus Sicht der Logik (genauer: der Aussagen- und Prädi­ka­ten­lo­gik erster Stufe) Aussagen, die nur einen von zwei Wahrheitswerten (tertium non datur) annehmen können. Dieser Schritt öffnet uns die Türe zur Welt der formalen Logik. Wir können die seman­ti­schen Tripeln als logische Aussagen (mit gebundenen Variablen) oder logische Prädikate (mit un­ge­bundenen Variablen) betrachten. Diese können mithilfe von Operatoren (Junktoren) verbunden werden und komplexe logische Ausdrücke bilden.

Eine Operation ist dabei von grosser Bedeutung für den Einsatz von Ontologien in der Informatik: das Ziehen von Schlussfolgerungen. Man verwendet dabei einen Mechanismus, welcher schon Aristoteles bekannt war, den Syllogismus (Deduktion). In der modernen forma­len Logik spricht man von der Implikation. Von Voraussetzungen (Prämissen) ausgehend, kommt man zu einer Schlussfolgerung (Konklusion).

Neben Fakten in Form semantischer Tripeln beinhaltet ein Ontologie-System eine Inferenz­kom­po­nente. Diese ist in der Lage, anhand der Fakten in der Wissensbasis Schlussfolgerungen nach den Re­geln der formalen Logik zu ziehen. Somit können aus bestehenden Fakten explizite Informationen abgeleitet werden. Bestehendes, im Informationssystem nur implizit vorhandenes Wissen wird dank der Inferenz sichtbar gemacht. Dieser Lösungsansatz hat aber auch Grenzen. Deklaratives Wissen lässt sich elegant mit se­mantischen Tripeln abbilden, prozedurales und episodisches Wissen dagegen eher über Umwege oder sogar erst mit anderen Mechanismen.

Technische Umsetzung

Technisch wird die Wissensbasis der Ontologie in einem Triple Store gespeichert. Mittels einer graph­ba­sierten Abfragesprache (SPARQL, als «sparkle» ausgesprochen, ein rekursives Akronym für «SPARQL Protocol and RDF Query Language») ist es möglich, Zugang zu dem in einem Triple Store gespeicherten deklarativen Wissen zu erlangen. Dank einer solchen Schnittstelle können Wissensbasen durch Maschinen verarbeitet werden.

Dieser Ansatz wird im semantischen Web verfolgt, dessen Grundlagen vor ungefähr zwanzig Jahren von Tim Berners-Lee beschrieben wurden. Sind die im Web gespeicherten Informationen nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen zugänglich, kommen wir zu einem «Web of Data». Infor­ma­tio­nen können automatisch gesucht, aggregiert, angereichert, ausgewertet und mit ansprechenden Visualisierungen dargestellt werden.

Solche Lösungen verlangen wichtige Schritte, die zu OLD (Open and Linked Data) führen:

  • URI zur Veröffentlichung von Informationen, nicht ganze Dokumente in un­struk­turierter natürlicher Sprache
  • Maschinenlesbare Verbindungen zwischen Daten (Links)
  • Offene, standardisierte, maschinell lesbare Formate
  • Offene, standardisierte, maschinell lesbare Metadaten zur Interpretation, Cha­rak­terisierung und Klassifizierung der Daten und der Links.

Verbindet man diese Mechanismen mit dem allgemeinen Ansatz von Ontologien, kommt man zu föderierten Systemen, deren Inhaltsangebote durch Maschinen automatisch ausgewertet werden können.

Auf dieser Basis kann man Applikationen verschiedener Art entwickeln (Auskunftssysteme, Frage-Antwort-Systeme, Decision Support Systems DSS, aktive Empfehlungssysteme, Chatbots,…).

Ontologien im Tourismus

Wie können diese Technologien einen Beitrag zur Tourismuswirtschaft leisten?

Das Internet als globaler Marktplatz bietet ein stetig wachsendes Angebot an Lösungen für Tou­ris­ten. Die Spannweite reicht von einfachen Hotelbuchungen bis zu ganzheitlichen Angeboten für Pau­schalreisen. Dazu kommen Metasuchmaschinen, die das Angebot mehrerer Anbieter ag­gre­gie­ren und die verschiedenen Lösungen für Tourismuskunden vergleichbar machen.

Die bisher verfügbaren Informationen sind aber in unterschiedlichen, meist proprietären Systemen (Datensilos) gespeichert und nur in einigen Fällen allgemein zugänglich. Die we­ni­gen Standards und Schemata aus OLD auf diesem Fachgebiet werden zu wenig benutzt. Somit kann keine gesamt­haf­te Sicht einer Tourismusdestination entstehen. Der Tourist als Kunde ist nicht in der Lage, sich über eine oder wenige heterogene Quellen umfassend zu informieren.

Durch ein Informationsmodell auf der Basis semantischer Technologien, welches die Begriffe im Tou­rismusbereich sowie ihre Eigenschaften und Beziehungen untereinander formal als Ontologie be­schreibt, könnte eine gemeinsame Plattform aufgebaut werden. Diese kann die un­ter­schie­dli­chen Quellen zu einem föderierten System vereinen und ihre Inhalte in struk­tu­rierter Form zugänglich machen. Diese dient dann als virtueller Infor­ma­tionsmarkt im Tou­ris­musbereich. Touris­mus­ope­ra­to­ren bieten über diese Drehscheibe Informationen an, die der Tou­rist als Kunde nachfragen kann. Aufgrund solcher Informationen ist er dann in der Lage, qualifizierte Entscheidungen über seine Ferien zu treffen.

Schlussfolgerung

Der Einsatz von Ontologien im Tourismusbereich könnte neue Wege für die Tourismuswirtschaft eröffnen. Ein auf nationaler Ebene koordinierter Ansatz dieser Art ist die französische Plattform «DataTourisme» (http://www.datatourisme.fr).

Das Tourismusbüro der Zukunft könnte ein System sein, das den Touristen aktiv und dynamisch um­­­fas­­sende, spannende Gesamtangebote unterbreiten kann. Systeme auf der Basis von Ontolo­gien brin­gen uns einen Schritt weiter in diese Richtung.

Creative Commons LicenceCreate PDF

Ähnliche Beiträge

Es wurden leider keine ähnlichen Beiträge gefunden.

Daten im E-Government – «Once Only»!

Baut man heute den «digitalen Staat» ohne eine Legacy, so ist es selbstverständlich, dass Bürgerinnen und Bürger sowie Unternehmen ihre Daten den Behörden «once only» zur Verfügung stellen. Die digitale Transformation baut aber auf Bestehendem auf; in unserem konkreten Fall ein föderiertes System und eine 700-jährige Staatstradition. Die Europäische Union setzt nun «once only» auf die Agenda. Was heisst das für die Schweiz?

Die Tallinn Deklaration zu E-Government
Die Schweiz hat im Herbst 2017 zusammen mit anderen 31 Ländern aus der Europäischen Union und der Europäischen Freihandelsassoziation die «Tallinn Deklaration zu E-Government» unterzeichnet und bekennt sich damit zu einer Weiterentwicklung von E-Government gemäss den in Europa anerkannten Leitprinzipien. Mit der Deklaration wird eine gemeinsame Basis gelegt, um die digitale Verwaltung international und national voranzutreiben. Unter anderem soll die Digitalisierung von Dienstleistungsprozessen vorangetrieben werden und für alle zur Verfügung stehen. Auch verlangt die Deklaration, dass die Dateneingabe für Bürgerinnen und Bürger sowie Unternehmen zuverlässig und sicher sein und nur einmal getätigt werden muss. Zudem wird die Interoperabilität von IT-Systemen national und international angestrebt.

Tab. 1 Fünf Prinzipien der Tallinn Deklaration zu E-

Einsicht in die «Tallinn Deklaration zu E-Government» erhält man hier.

Once Only Prinzip (OOP) – was will die EU damit?
Die Europäische Union will mit der Umsetzung des OOPs bis 2022 die administrativen Lasten durch grenzüberschreitende Zusammenarbeit reduzieren. Weiter sollen Auffindbarkeit, Qualität und Zugänglichkeit der Basisregister erhöht werden. Mit der Umsetzung des Once Only Prinzips soll auf nationaler und internationaler Ebene die Wiederverwendungskultur der Daten in den Behörden gefördert werden. Die EU unterstützt die Digitalisierung aller Kerndaten und die Schaffung von internationalen Datenaustauschplattformen.

Um die Machbarkeit der Umsetzung dieses Prinzips zu testen, die unterschiedlichen Mitgliedstaaten zu sensibilisieren sowie die nötigen Kompetenzen zu identifizieren und trainieren, lancierte die EU zwei grössere Forschungs- und Entwicklungsprojekte zum Thema.
Mit dem EU Large Scale Pilot «TOOP» wird OOP anhand von Unternehmensdaten untersucht. 50 Partner aus 20 Nationen arbeiten an konkreten Anwendungsfällen wie z. B. die Aktualisierung von zusammenhängenden Unternehmensdaten.
Mit dem EU Coordinated Support Action Project «SCOOP4C» wird OOP im Kontext von Bürgerdaten getestet. Fünf Partner aus Deutschland und Griechenland bemühen sich um die Wissensdissemination zu OOP, analysieren Stakeholder, Hürden und Befähiger und identifizieren Massnahmen, auch regulativer Natur.

Was heisst das für die Schweiz?
Im Dezember 2017 hat SocietyByte Bundesrat Ueli Maurer zum Thema interviewt (Interview hier). Gefragt nach seiner Hauptmotivation, antwortete er: «Die Schweizer Behörden haben die Bedeutung des E-Government früh erkannt. Die aktuelle E-Government-Strategie Schweiz wurde für den Zeitraum 2016-2019 beschlossen. Sie soll in Kürze erneuert werden. Dazu bildet die Deklaration von Tallinn eine wichtige Leitlinie; die fünf darin beschriebenen Prinzipien sollen auch für die Schweiz zur Anwendung kommen und baldmöglichst umgesetzt werden.»

Eine besondere Herausforderung stellt in der föderalen Schweiz das «Once Only Prinzip» (OOP) dar, wonach die Verwaltung sicherstellt, dass Personen und Unternehmen im Kontext von E-Government dieselben Daten nur einmal an Behörden übermitteln müssen. Das setzt die Fähigkeit voraus, verfügbare Daten – unter Wahrung des Datenschutzes – über bestehende Systeme und staatliche Ebenen hinweg wiederzuverwenden.

Aus «Kundensicht» haben wir in der Schweiz bereits Erfolgsgeschichten in Bereich «Once Only»: Die Umsetzung des elektronischen Umzugs oder des EasyGov-Portals sind gute Beispiele dafür. Die Verabschiedung von Gesetzen zu Registerharmonisierung (RHG), Geoinformation (GEoID) oder Unternehmensidentifikation (UID) legten die Grundlage für zentrale Komponenten einer nationalen Dateninfrastruktur. Die Schweiz muss nicht von Null anfangen: Bestehende Ansätze und Modelle der Implementierung müssen eruiert werden. Anforderungen an mögliche Umsetzungen im föderierten System sollen erhoben werden, damit die staatliche Transformation die Wiederverwendungskultur, aber auch die Informationssicherheit – im Sinne von Verfügbarkeit, Integrität und Datenschutz – ermöglichen kann. Neue Ansätze von «Good Governance» sollen Möglichkeiten der Nutzerbefähigung reflektieren.

 

Creative Commons LicenceCreate PDF

Ähnliche Beiträge

Es wurden leider keine ähnlichen Beiträge gefunden.

Märzausgabe: Das Datenfundament des E-Government

Wie kann man die Zusammenarbeit in der Verwaltung zwischen autonomen Organisationen «minimal invasiv» gestalten? Das heisst: Wie kann man erfolgreich zusammenarbeiten, ohne dass sich die Beteiligten zu stark verändern müssen?

Die vorherrschende Meinung ist, dass man im E-Government nur durch zentrale Steuerung vorwärts kommt und dass konkret die Prozessstandardisierung uns einen wesentlichen Schritt vorwärts bringt. Mit der stark ausgeprägten Schweizer Subsidiarität ist das kaum vereinbar. Es liefert auch nicht notwendigerweise mehr Zusammenarbeit. Im schlimmsten Fall führt es zur Logik „Jeder für sich, aber alle strikt nach Norm.“ Erfunden wurde das Konzept der Prozessstandardisierung in der Wirtschaft, um die zentrale Steuerung zu vereinfachen.   

Eine Alternative zu diesem etablierten E-Government-Denken ist die Idee des Teilens. Teilen heisst hier „anderen Nutzungsrecht einräumen und die tatsächliche Nutzung einfach machen“. Im Fall von E-Government sind das Nutzungsrechte an den eigenen Daten, Applikationen und Diensten, sowie natürlich auch das Recht, Prozesse freiwillig zu kopieren. Es wird etwas angeboten, statt verordnet. Dieser Unterschied ist aber mehr ein gefühlter, denn ein realer. Damit das alternative Modell nämlich funktioniert, braucht es ein gemeinsames Identitäts- und Zugriffsmanagement und Datenstandards, zudem möglichst auch standardisierte Dienste-Schnittstellen. Das „Teilen“-Konzept im E-Government unterscheidet sich vom konventionellem Denken daher primär durch geringere Invasivität und grösseren Nutzen. Es schränkt das eigene Gestalten der operativen Verwaltungsarbeit durch die Gemeinde oder den Kanton viel weniger ein. Und es schafft offensichtlichen Nutzen durch Reduktion von Redundanz, Softwarekosten, Aufbau- und Betriebskosten von Diensten. Es stammt ebenfalls aus der Wirtschaft und dient dort insbesondere auch der Erhöhung des Werts von Kundendaten. „Teilen“ ist also ein Konzept für mehr Effizienz und höhere Wertschöpfung.

Das alternative Konzept ist dabei nicht gänzlich neu. Es wird unter anderem durch Registerharmonisierung und Registerintegration umgesetzt. Für eine konsequente Umsetzung sollten eine ganze Reihe von Fragen zum WAS und WOZU beantwortet werden:

  • Welche Standards für den Informationsaustausch sind notwendig?
  • Was kann mit konkreten Standards erreicht werden?
  • Wo liegen die Grenzen einer Standardisierung, die sich auf den Informationsaustausch beschränkt?

Wichtig sind auch Antworten auf Fragen zum WIE, beispielsweise wie die Governance des Teilens definiert und kontrolliert werden soll. Dabei ist der Umgang mit dem Datenschutz ein zentrales Thema.

„The one big thing“ beim Thema Daten im E-Government ist die Umsetzung des „Only Once“ Prinzips. Einwohnerinnen und Unternehmen sollen Daten nicht mehrfach den Behörden liefern müssen. Umsetzen lässt sich dies nur in einer akzeptierten Logik des Daten-Teilens. Welche Architektur tatsächlich im Large Scale Pilot TOOP ausgewählt wird, entscheidet darüber, ob „Once Only“ analog zur grenzüberschreitenden Nutzung von elektronischen Identitäten und digitalen Unterschriften per Regulierung zur Norm erhoben wird oder nicht. Denn eine Regulierung, die das „Teilen“ vorschreibt, macht nur Sinn, wenn sie in der Praxis einfach machbar ist.

Ich hoffe, Sie finden viele relevante und wegweisende Antworten in dieser Ausgabe und wünschen Ihnen ein erbauliches Lesen. In der Hoffnung, dass ein guter Fachdiskurs über Daten im E-Government einen nützlichen Beitrag zum Entstehen einer brauchbaren Datenstrategie für die Schweiz führt,

herzlichst Ihr Reinhard Riedl.

Creative Commons LicenceCreate PDF

Ähnliche Beiträge

Es wurden leider keine ähnlichen Beiträge gefunden.