Thema: Das Annotea-Projekt Generierung von Metadaten durch Annotationen. Ausarbeitung im Rahmen des Seminars Agenten für das Semantic Web
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- Karola Fried
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1 Westfälische Wilhelms-Universität Münster Thema: Das Annotea-Projekt Generierung von Metadaten durch Annotationen Ausarbeitung im Rahmen des Seminars Agenten für das Semantic Web im Fachgebiet Informatik am Institut für Informatik Themensteller: Betreuer: vorgelegt von: Dr. Dietmar Lammers Dr. Dietmar Lammers Daniel Tiebe Grevener Str Münster Abgabetermin:
2 - II - Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis...II Abbildungsverzeichnis... III 1 Semantik durch Annotationen Annotation und deren Verknüpfungsform Das Annotea-Projekt Vorgehen und Annotea-Infrastruktur Aufbau einer Annotation Aufbau einer Antwort-Annotation Annotea Shared bookmarks Annotation Server Clients Charakteristika der Annotea-Annotationen Moderne Annotierungssysteme Ansätze moderner Annotierungssysteme Vannotea WEESA Fazit und Ausblick Literaturverzeichnis... 15
3 - III - Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Annotea Infrastruktur... 3 Abb. 2: Darstellung einer Annotation... 4 Abb. 3: Darstellung einer Antwort-Annotation... 7 Abb. 4: Beispiel einer Topic-Hierarchie... 8 Abb. 5: Vannotea-Architektur Abb. 6: WEESA-Ansatz... 13
4 Westfälische Wilhelms-Universität Münster 1 Semantik durch Annotationen Das World Wide Web (Web) besteht aus mehreren Billionen von Dokumenten und beinhaltet somit eine Unmenge an Wissen. Diese große Menge an Daten und die Tatsache, dass die klassischen Webseiten nur durch Hyperlinks miteinander verbunden sind, führen oft dazu, dass der Anwender die gewünschten Webseiten nur schwer bzw. überhaupt nicht findet. Um diesem zu begegnen gab es ab Mitte der 90ziger Jahre Bestrebungen die Dokumente des Webs mit Metadaten und somit mit Bedeutung zu hinterlegen. Im Bereich des Webs wurde als eines der ersten Frameworks zur Abbildung von Metadaten das META CONTENT FRAMEWORK von GUHA und BRAY ab 1995 entwickelt. 1 Der Nachfolger dieses Frameworks ist das RESOURCE DESCRIPTION FRAMEWORK (RDF) welches 1997 erstmals vorgestellt wurde und heutzutage immer mehr an Bedeutung gewinnt. Dieses Framework wurde vom WORLD WIDE WEB CONSORTIUM (W3C) entwickelt, deren Vorsitzender TIM BERNERS-LEE zusammen mit zwei seiner Kollegen im Jahre 2001 die Idee des Semantic Web vorstellte. 2 Die Idee des Semantic Webs verfolgt dabei den zuvor vorgestellten Ansatz, die Daten des Webs mit Bedeutung (Semantik) in maschineninterpretierbarer Form zu hinterlegen. Im Folgenden soll vorgestellt werden, wie Dokumente im Web durch Annotationen mit Bedeutung hinterlegt werden können. Laut der BROCKHAUS ENZYKLOPÄDIE wird unter einer Annotationen eine erläuternde Anmerkung, Aufzeichnung; kurze Charakterisierung eines Buches für bibliothekarische Zwecke verstanden. Eine Annotation ist dabei immer einem Dokument zuzuordnen. Mögliche Formen dieser Verknüpfung werden im folgenden Abschnitt vorgestellt. Kern der Arbeit stellt das 3. Kapitel dar, welches sich mit dem ANNOTEA PROJEKT beschäftigt. Im 4. Kapitel wird auf weitere Annotierungstools eingegangen, bevor die Ausarbeitung mit einem Ausblick endet. 2 Annotation und deren Verknüpfungsform Eine Annotation weist immer einen Bezug zu einem Dokument auf. Dementsprechend müssen beide miteinander verknüpft werden. Dazu können im Wesentlichen drei Arten unterschieden werden. 3 Ein erster, naheliegender Ansatz ist die Annotation direkt in das zu annotierende Dokument einzubinden. Dies kann bspw. für HTML-Dokumente durch Einbetten der Metadaten in Form von XML-Syntax in den <head>-tag erfolgen. Vorteil 1 Vgl. GUHA, R. V., BRAY, T. (1997). 2 Vgl. BERNERS-LEE, T., HENDLER, J., LASSILA, O. (2001). 3 Vgl. hier und im Folgenden REIF, G. (2006), S
5 - 2 - dieses Ansatzes ist, dass nur ein Dokument benötigt wird und mit dem Vorliegen des Dokumentes auch die Annotation vorhanden ist. Als Nachteil muss betrachtet werden, dass Schreibrechte für das Dokument notwendig sind. Dadurch ist die Bandbreite der Anwendungsfälle eingeschränkt. Eine zweite Form ist ein Verweis des Dokumentes auf ein weiteres Dokument, welches die Annotation enthält und z. B. durch Anfügen eines <link> Element im <Head> erfolgen kann. Die Trennung in zwei separate Dateien hat u. a. den Vorteil, dass die Annotation andere Formate annehmen kann und somit mehr Gestaltungsspielraum zulässt. Auf der anderen Seite muss beachtet werden, dass der Zugriff auf die Annotation gewährleistet ist. Zudem begegnet es nicht dem zuvor genannten Problem, dass das Schreiberecht für das zu annotierende Dokument benötigt wird, da die Verlinkung zur Annotation durch das Dokument selbst sichergestellt werden muss. Bei der dritten Form der Annotierung wird nicht das Schreibrecht für das Dokument benötigt. Hier verweist die Annotation auf das dazugehörige Dokument. Daher ist es notwendig die Annotation und den Link auf einen entsprechenden (öffentlichen) Server zu speichern. Ferner muss sichergestellt werden, dass effiziente Algorithmen zum Finden der Annotation zum ausgewählten Dokument vorhanden sind. Diese Form der Verknüpfung wird beim Annotea Projekt verwendet und soll daher im Folgenden näher betrachtet werden. 3 Das Annotea-Projekt 3.1 Vorgehen und Annotea-Infrastruktur Das ANNOTEA PROJEKT ist ein Projekt des W3C, welches sich mit der Entwicklung eines webbasierten Annotationssystemes beschäftigt. Ziel des Projektes ist es, aufzuzeigen, inwiefern Kollaboration innerhalb von Arbeitsgruppen im Web durch Technologien des Semantic Webs unterstützt werden kann. 4 Das Projekt wird von Seiten des W3C als ein sogenanntes LEAD (Live Early Adoption and Demonstration) Projekt geführt. Das bedeutet, dass vornämlich die (Weiter-)Entwicklung von Technologien und die Vermittlung der Möglichkeiten die diese Technologien bieten, im Vordergrund stehen. Das Annotea Projektes begann im Jahre Die Entwicklung kann in zwei Hauptphasen unterteilt werden. In der ersten Phase wurde zunächst die Architektur des Systems 4 Vgl. hier und im Folgenden Absatz KOIVUNEN, M. -R. (2005), S
6 - 3 - entwickelt (vgl. Abb. 1). Diese sollte es ermöglichen, Webdokumente mit Annotationen zu versehen und darüber hinaus Antworten, d. h. Ergänzungen bzw. Anmerkungen zu einer Annotation, zu erstellen. Dabei werden Annotationen hier vor allem als inhaltliche Anmerkungen zu einem Dokument gesehen. Bei den verwendbaren Dokumenttypen wurde sich auf Dokumente, die auf XML bzw. HTML basieren, beschränkt. Ein weiteres Charakteristikum der entwickelten Architektur ist, dass das Speichern dieser Annotation auf verschiedenen Servern möglich ist. Dadurch wird dem Benutzer ermöglicht seine Annotationen auf einem oder mehreren von ihm präferierten Server zu speichern bzw. nur lokal zu halten. 5 Abb. 1: Annotea Infrastruktur 6 In der zweiten Phase ging der Fokus noch stärker in Richtung Kollaboration. Es wird nun nicht mehr nur, dass arbeiten an einem Dokument betrachtet. Die in dieser Phase entwickelten ANNOTEA SHARED BOOKMARKS ermöglichen es, Links zu Dokumenten gemeinsam zu nutzen und zudem mit Hilfe sogenannter Topics zu kategorisieren. Die Daten können wiederum auf einen Server oder lokal gespeichert werden. Ferner ist es möglich die Lesezeichen zu beschreiben. Diese Beschreibung wird auch bei der Suche berücksichtigt. Im Gegensatz zu anderen Lesezeichen wird dem Nutzer beim Besuch einer Webseite angezeigt, ob bereits ein Bookmark auf diese Seite gesetzt wurde. Liegt dies vor, kann sich der Anwender die hinterlegte Beschreibung sowie die Kategorie anzeigen lassen. Über die Kategorie ist dann wiederum möglich, auf alle dieser Kategorie hinterlegten Links und Beschreibungen zu zugreifen. 5 Andere Systeme die zu dieser Zeit entwickelt wurden, z. B. das mittlerweile eingestellte ThirdVoice ermöglichten dieses nicht. Hier wurden alle Annotationen auf einen Server gespeichert und waren somit für jeden zugänglich. Vgl. KOIVUNEN, M. -R. (2005), S KOIVUNEN, M.-R., SWICK, R., PRUD HOMMEAUX, E. (2003).
7 Aufbau einer Annotation Eine Annotation wird mit dem Resource Description Framework (RDF) beschrieben. RDF ist eine Sprache, die ebenfalls vom W3C entwickelt wurde, und mit derer Metadaten zu einem Dokument abgebildet werden können. Damit wird das Ziel verfolgt, die Bedeutung der Daten eines Dokumentes auch maschinenlesbar zu machen. Dazu werden, ähnlich dem Satzbau, Statements der Form Subjekt, Prädikat und Objekt verwendet. Subjekte sind dabei Ressourcen und können aufgrund ihrer URI adressiert werden. 7 Durch Prädikate werden die Eigenschaften der Subjekte abgebildet. Dazu wird i. d. R. auf das Vokabular der Dublin Core Metadata Initiative (dc) zurückgegriffen, wobei es nicht auf diese beschränkt ist. Objekte sind literale Werte bzw. wiederum Ressourcen und somit Ausgangspunkt neuer Statements. Die RDF-Statements, lassen sich wie in Abb. 2 am Beispiel einer Annotation dargestellt, als Graphen repräsentieren. Abb. 2: Darstellung einer Annotation 8 Bei der abgebildeten Annotation (vgl. Abb. 2) wird die XDoc.html Seite annotiert. Die Annotation besitzt dabei eine eindeutige URI Referenz (URIref). Diese ist hier durch 3ACF6D754 in verkürzter Form dargestellt. Ferner bezieht sich die hier abgebildete Annotation nur auf einen Teil dieser Webseite. Mit Hilfe von XPointer wird diese Stelle im Dokument lokalisiert (context). 9 Die Datei postit.html enthält den Inhalt (body) der Annotation. Über rdf:type wird definiert ob es sich, wie im vorliegenden Fall, um eine Annotation handelt oder um eine Subklasse dieser (z. B. eine Antwort). Weitere Eigenschaften, die einer Annotation typischerweise zugeordnet werden, sind title, 7 Es existieren weitere URI-Schema mit denen Dokumente außerhalb des Webs adressiert werden können. 8 KOIVUNEN, M. -R. (2002), S Vgl. Exkurs auf Seite 5.
8 - 5 - creator, created und date. Die Umsetzung dieser Annotation hat die nachfolgend dargestellt Syntaxs: <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:a=" xmlns:http=" xmlns:dc=" <rdf:description> <rdf:type resource=" <rdf:type resource=" /> <a:annotates rdf:resource=" /> <a:context> Main )/p[2] </a:context> <dc:title>this is great</dc:title> <dc:creator>ralph</dc:creator> <a:created> t17:20:41</a:created> <dc:date> t19:33:00</dc:date> <a:body rdf:resource=" /> </rdf:description> </rdf:rdf> Nach der Deklaration als XML-Datei in der ersten Zeile werden im darauffolgenden rdf- Tag die Namensräume für RDF (rdf), Annotationen (a), zur Beschreibung von HTTP Nachrichten (http) sowie für Dublin Core (dc) referenziert. In den darauffolgenden Tags werden entsprechend der Namensräume die Eigenschaften der Annotationen, wie oben zuvor beschrieben, instanziiert. Als body der Annotation wird die bereits bestehende Seite verwendet Exkurs: XPointer XPOINTER ist eine Erweiterung, der Anfragesprache XPATH, mit deren Hilfe gezielt auf Teile eines XML-Dokumentes verwiesen werden kann. XPointer erweitert XPath u. a. um die Typen point und range und ermöglicht damit den Verweis auf eine bestimmte Stelle eines Knoten bzw. einen Bereich innerhalb des Knotens. 10 Die XPointer 10 Vgl. WINKLER, J. (2007).
9 - 6 - Spezifikation besteht aus vier Teilen, wobei das XPointer Framework die Grundlage bildet und 2003 als Recommendation des W3C herausgegeben wurde. 11 In der zuvor abgebildeten Syntax der Annotation wird XPointer verwendet. Hier wird eine Referenz auf den Knoten mit der Id Main gesetzt. Die darauffolgende geklammerte 2 wird zur Verfeinerung verwendet. Dabei handelt es sich um die Erweiterung point, die hier die Referenz an die 2. Stelle innerhalb des Knotens mit der Id Main setzt. Aus den Eigenschaften von XPointer ergeben sich insb. zwei Anforderungen bzw. Probleme. So wird zum einen ein entsprechend aufgebautes XML-Dokument benötigt. Zum anderen können sich Probleme bei Veränderungen des Dokumentes (dynamische Seiten) ergeben. So kann der Fall auftreten, dass eine Id, auf welche der XPointer verweist, nicht mehr vorhanden ist. Ein Ansatz diesem zu begegnen ist das Verweisen auf den nächsten Nachbarn resp. der Id des Elternknotens. 12 Daraus können sich, bezogen auf die Annotationen, dennoch Irritationen ergeben, da sich diese nun an einer Stelle befinden könnten, die nicht mehr dem eigentlichen Kontext entspricht. Dabei sei angemerkt, dass solche Irritationen auch unabhängig von XPointer entstehen können, da keine Synchronisation von Dokument und Annotation erfolgt. Dies bedeutet, dass Änderungen im Dokument nicht zu einer entsprechenden Anpassung der Annotation führen bzw. dem Nutzer einer Annotation kein Hinweis gegeben wird, dass sich das zugrundeliegende Dokument resp. die annotierte Stelle verändert hat. 3.3 Aufbau einer Antwort-Annotation Die Basisstruktur einer Annotation ist aufgrund ihrer generischen Infrastruktur beliebig erweiterbar. 13 So ist es u. a. möglich eine Annotation mit weiteren Eigenschaften zu versehen oder neue Typen von Annotation zu definieren. Zur Umsetzung dieser kann bspw. DAML+OIL verwendet werden. Diese Sprache baut ebenfalls auf RDF auf und ermöglicht es Ontologien aufzubauen und somit die Bedeutung eines Dokumentes maschinen-lesbar und -interpretierbar zu gestalten. 14 Nachfolgend wird daher der Typ Reply vorgestellt, der für das Antworten bzw. Reagieren auf eine Annotation verwendet wird (vgl. Abb. 3). 11 Für eine ausführliche Darstellung vgl. [ ]. 12 Vgl. KAHAN, J. U.A. (2001). 13 Hier und im Folgenden KOIVUNEN, M. -R., SWICK, R. (2001). 14 Für eine Ausführliche Darstellung von DAML+OIL vgl. [ ].
10 - 7 - Abb. 3: Darstellung einer Antwort-Annotation 15 Das Antwortschema entspricht von der Struktur her im Wesentlichen dem des Basisschemas. Es wurde jedoch um zwei Eigenschaften erweitert. Das ist zum einen das reply-to welches zum bestimmen des Vorgängers der Antwort benutzt wird. Dies ist u. a. dadurch notwendig, da die Antwort auf eine Annotation in einer neuen Datei gespeichert wird (hier reply.html) Es wird hier demnach die Annotation resp. die URIref referenziert auf welche sich diese Antwort bezieht (3ACF6D754). Mit dem root-of-thread wird zusätzlich eine Referenz auf die erste Annotation einer Diskussionskette gesetzt. Dies hat vornehmlich Performancegründe, da durch dieses eine effizientere Suche aller Annotation zu einem Dokument ermöglicht wird. Im hier abgebildeten Fall ist die Antwort die erste Anmerkung zur Annotation mit dem Titel This is great (vgl. Abb. 2 und Abb. 3), weshalb beide Referenzen auf dieselbe Annotation verweisen. 3.4 Annotea Shared bookmarks Eine weitere Annotationsform, die in der zweiten Entwicklungsphase des Annotea Projects entwickelt wurde, sind bookmarks (Lesezeichen). 16 Der grundsätzliche Aufbau dieser Lesezeichen entspricht dabei dem der Annotationen. Im Unterschied dazu werden spezielle Prädikate des Namensraum bookmark 17 verwendet. So wird z. B. mit Hilfe von b:recalls auf das Dokument, welchem das Lesezeichen zugeordnet ist, referenziert. Neben dem Lesezeichen wurden noch Topics zu deren Klassierung definiert. 18 Diese Topics können wiederum Subtopics besitzen oder sogar formale Ontologien referenzieren. 15 Vgl. KOIVUNEN, M. -R. (2002), S Vgl. hier und im Folgenden KOIVUNEN, M. -R., SWICK, R., PRUD HOMMEAUX, E. (2003). 17 Vgl. [ ]. 18 Vgl. hier und im Folgenden KOIVUNEN, M. -R., SWICK, R. (2003), S. 56 ff.
11 - 8 - Ein Lesezeichen ist einem oder mehreren (Sub-)Topics zugeordnet. Daher enthält eine Instanz des Lesezeichens immer das Prädikat b:hastopic, welches diese Zuordnung speichert. Daraus kann gefolgt werden, dass vom Topic nicht auf die eigentlichen Dokumente verwiesen wird, sondern auf die zu diesen Dokumenten gehörenden Lesezeichen. Im Vergleich zu den klassischen Lesezeichen unterscheiden sich die Annotea shared bookmarks auch dahingehend, dass dem User während des Besuchens einer Seite angezeigt wird, ob diese Seite einem oder sogar mehreren Lesezeichen zugeordnet ist und zu welchem Topic diese Lesezeichen gehören. Dies folgt wieder dem Gedanken der Kollaboration in Arbeitsgemeinschaften. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass sich der Nutzer alle zu diesem Topic zugehörenden Lesezeichen anzeigen lassen kann. Das schließt auch Lesezeichen ein, die einem Subtopic des gewählten Topics zugeordnet sind. Das bedeutet, bezogen auf die in Abb. 4 dargestellte Topic-Hierarchie, dass beim Betrachten der Lesezeichen die dem Topic head zugeordnet sind, auch die Lesezeichen angezeigt werden, die den Topics eye, iris und pupil zugeordnet sind. Abb. 4: Beispiel einer Topic-Hierarchie 19 Es zeigt sich, dass Lesezeichen und Annotationen vom Aufbau her ähnlich sind. Das W3C entschied sich dennoch dafür diese getrennt umzusetzen. Dies hat verschiedene Gründe. Zum einen werden mit Lesezeichen und Annotationen unterschiedliche Konzepte verfolgt. Zum anderen sollen die Anwendungen einfach und intuitiv anwendbar sein und wenig Vorwissen voraussetzen Vgl. KOIVUNEN, M.-R., SWICK, R., PRUD'HOMMEAUX, E. (2003). 20 Vgl. KOIVUNEN, M.-R. (2005), S. 12.
12 Annotation Server Nachdem der allgemeine Aufbau von Annotationen und Bookmarks dargestellt wurde, wird im Folgenden auf die Speicherung sowie der Abruf dieser eingegangen. 21 Wie bereits ausgeführt, wird die Annotation als eigene Datei mit Referenz auf das dazugehörige Dokument, gespeichert. 22 Dazu werden sogenannten PerlLib-Annotationserver verwendet. Diese haben einen RDF-Datenspeicher welcher auf einen Apache-Webserver mit einer MySQL-Datenbank aufsetzen. 23 Die Kommunikation mit dem Server erfolgt dabei über HTTP. Bei der Erstellung einer Annotation wird HTTP POST verwendet und die Annotation auf den gewünschten Server gespeichert. MIT HTTP GET werden die RDF-Statements der Annotation die der Dokument-URI zugeordnet sind abgerufen. Weiterhin wird PUT für Aktualisierungen und DELETE zum löschen der Annotation verwendet Clients Ein Ziel des Annotea-Projektes war es, die Anwender mit den Möglichkeiten von Semantic Web Technologien vertraut zu machen. Aus diesem Grund wurde ein Prototyp sowohl für den Server, als auch den Clienten entwickelt. Der Prototyp des Servers ist unter zu erreichen. Der Prototyp für den Clienten wurde zunächst für den Browser AMAYA 25 umgesetzt. Amaya wurde vom W3C entwickelt und dient vornehmlich als Testumgebung bei Projekten in einem frühen Entwicklungsstadium. Amaya besitzt die gebräuchlichsten Features von Browser und unterstützt u. a. CSS, XHTML, XPointer und kann zudem alle RDF Annotations-Schemen interpretieren. 26 Mittlerweile existieren weitere Clients zur Nutzung von Annotations und Shared bookmarks. So ist bspw. für den Firefox-Browser das Add-on ANNOZILLA 27 für die Annotationen und ANNOTEA UBIMARKS 28 für die Nutzung der shared bookmarks verfügbar. Dabei sei jedoch angemerkt, dass hier bislang nicht alle vorgesehenen Features umgesetzt werden konnten. So wird bei Annozilla nicht der Typ Reply unterstützt und somit nicht das 21 Vgl. hier und im Folgenden KAHAN, J. u.a. (2001). 22 Es sei angemerkt, dass es darüber hinaus auch möglich ist, die Metadaten direkt im Dokument zu speichern, welches hier aber nicht weiter betrachtet werden soll. Vgl. KOIVUNEN, M. -R. (2005), S Eine Installationsanleitung zum Aufsetzen eines Annotationsservers ist unter /26-modules/User/Annotations-HOWTO zu finden. [ ]. 24 Für eine ausführliche Darstellung vgl. ZOHAR, R. (2002). 25 Release 9.54 ist unter beziehbar [ ]. 26 Vgl. KAHAN, J. u.a. (2001). 27 Das aktuelle Release ist unter verfügbar. [ ]. 28 Annotea Ubimarks ist unter beziehbar. [ ].
13 Annotieren einer Annotation ermöglicht. Bei Ubimarks fehlt bisher der Inferenzmechanismus. So werden hier nur die Lesezeichen des aktuell gewählten Topics angezeigt, nicht jedoch die Lesezeichen der dem aktuellen Topic zugeordneten Subtopics. 3.7 Charakteristika der Annotea-Annotationen In der folgenden Tabelle 1 sind die wesentlichen charakteristischen Eigenschaften der Annotea-Annotationen aufgeführt. Merkmal Ausprägung Zeitpunkt der Annotation Nach der Erstellung des Dokuments Automatisierungsgrad Manuelle Annotation Inhaltliche Ausrichtung Primär domain/kontextspezifisch Annotierbare Dateiformate XML/HTML-basierende Dokumente Berücksichtigung verschiedener Durch Annotationen und Lesezeichen bereits realisiert, Metadatentypen zudem beliebig erweiterbar Annotationen annotieren Mit Typ Reply möglich Interoperabilität Beschränkt auf Austausch von RDF-Daten über http Verarbeitung dynamischer Seiten Wegen XPointer problematisch Einbindung in den Arbeitskontext Durch Browser Add-on gewährleistet Art der Veröffentlichung Benutzer kann selbst gewünschte Server wählen Erweiterungsfähigkeit Durch generischen Aufbau und RDF gewährleistet Plattformunabhängigkeit Gegeben, da Webanwendung Tab. 1: Klassifizierung von Annotea Bei der Beurteilung dieser Merkmalsausprägungen müssen die Ziele des Projektes beachtet werden. So sollte mit den Annotationen die Kollaboration in Arbeitsgruppen unterstützt werden. Entsprechend sind hier manuelle und kontextspezifische Annotationen vorzufinden, die an ein bestehendes Dokument angehangen werden. Ein weiteres Ziel war die Etablierung von Standards. Dies konnte insb. für RDF erreicht werden, welches mittlerweile bei mehreren Annotationssystemen aber auch anderen Anwendungssystemen verwendet wird. Im Folgenden sollen weitere Annotationssysteme vorgestellt werden, die andere Ziele verfolgen und somit auch andere charakteristische Merkmale verweisen. 4 Moderne Annotierungssysteme 4.1 Ansätze moderner Annotierungssysteme Mittlerweile existieren eine Vielzahl verschiedene Annotierungssysteme mit denen unterschiedliche Absichten verfolgt werden. Folglich weisen diese Systeme verschiedene charakteristische Eigenschaften auf. Zwei der wesentlichsten Unterscheidungsmerkmale sind dabei der Automatisierungsgrad der Erstellung einer Annotation sowie der Umfang
14 und die Art der Dateitypen, die annotiert werden können. Bezüglich des Automatisierungsgrad zeigt sich, dass oftmals manuelle Annotierung verwendet wird, wenn, wie auch bei Annotea, mit Hilfe der Annotation eine inhaltliche Auseinandersetzung verfolgt wird. Diese eignen sich daher besonders zur Unterstützung der Kollaboration in Gruppen. Automatisches Annotieren erlaubt dagegen eine schnelle Annotierung einer großen Menge an Dokumenten. Dabei enthalten diese Annotationen meist Schlagwörter resp. Metadaten wie bspw. den Autor und Titel des Dokumentes. Diese Annotationen können dann insb. bei der Suche hilfreich sein. Als Beispielsystem für automatische Annotierung wird in Abschnitt 4.3 WEESA vorgestellt. Bei der Unterstützung der Dateiformate kann hauptsächlich unterschieden werden, ob Textdokumente, Bilder, Videos oder sogar mehrere dieser Dateiformate annotiert werden können. Bei Annotea wurden ausschließlich XML- bzw. HTML-Dokumente unterstützt. In Abschnitt 4.2 wird Vannotea vorgestellt werden, dass das Annotieren von Videos ermöglicht. 4.2 Vannotea Vannotea ist ein Annotierungssystem welches seit 2003 am Distributed Systems Technology Centre der University of Queensland entwickelt wird. 29 Dieses System zeichnet sich insb. dadurch aus, da es kollaboratives Indexieren, Browsen und Annotieren von Videos in Echtzeit unterstützt. Wie sich aus der Namensgebung ableiten lässt, kann Vannotea als Erweiterung von Annotea für Videos gesehen werden. Dementsprechend werden auch bei Vannotea Annotationen zur Unterstützung der Kollaboration in Arbeitsgruppen genutzt. Zur Umsetzung dieser wird auf das Annotea-Framework zurückgegriffen, wobei hier Anpassungen resp. Erweiterungen notwendig sind. So muss z. B. der Annotation-Server erweitert werden, da bei Vannotea auch Videos als Annotation- Body vorgesehen sind. Die Architektur des Vannotea-Systems fußt auf vier Kompenten. (vgl. Abb. 5). Das sind die Description Database, der Annotation-, der Application- sowie der Streaming-Server. Die Description Database dient zum Auffinden von Videos bzw. Video-Segmenten. Hierzu werden die Video(-Segmente) mit Metadaten versehen, auf die bei der Suche zurückgegriffen werden. Die Metadaten werden unter Verwendung von Dublin Core und MPEG-7 erzeugt. 30 Der Annotation-Server wird, wie bereits oben beschrieben, zur 29 Vgl. hier und in den folgenden Absätzen SCHROETER, R., HUNTER, J., KOSOVIC, D. (2003). 30 MPEG-7 ist der Metadatenstandard für Multimediadateien. Für eine ausführliche Darstellung vgl. MARTINEZ, J. M. (2002).
15 Speicherung der Annotationen verwendet. Da Kollaboration in Echtzeit die Synchronisation von Events, wie z. B. das Starten und Anhalten von Videos, erfordert, wird ein Application Server mit.net Remoting verwendet. 31 Der Streaming Server hat letztlich dafür zu Sorgen, dass das Video an alle angeschlossen Nutzer übermittelt wird. Dazu wird der Kompressionsstandard MPEG-2 verwendet. Neben diesen in den vier Hauptkomponenten verwendeten Technologien wird auf weitere zurückgegriffen. Zu nennen ist hier z. B. Jabber für das Instantmessaging und Shibboleth für den sicheren Zugang zu den Webressourcen. Abb. 5: Vannotea-Architektur 32 Es lässt sich festhalten, dass durch das kollaborative Annotieren von Videos in Echtzeit eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten ergeben. So bietet es insb. in der Ausbildung von Fachkräften bzw. neuen Mitarbeitern neue Möglichkeiten auf. Vorstellbar wäre hier, dass ein Unternehmen neue Mitarbeiter mit diesem System schult. Hier ist es nun nicht mehr erforderlich, sich an einen bestimmten Ort zu treffen, was wiederum zeitliche und finanzielle Vorteile mit sich bringt. Zudem bietet es die Möglichkeit hochwertiges Videomaterial zur Ausbildung zu verwenden und somit die Qualität der Lehre wesentlich zu erhöhen. 4.3 WEESA WEESA (Web Engineering for Semantic Web Applications) ist ein Ansatz zur Entwicklung von Anwendungen des Semantic Webs. 33 Er wurde an der Technischen 31.Net Remoting ist ein Framework, dass die Interaktion von Objekten über Anwendungsdomänen hinweg erlaubt. Vgl. SCHROETER, R., HUNTER, J., KOSOVIC, D. (2003) [ ].
16 Universität Wien entwickelt und verfolgt einen anderen Ansatz als die zuvor vorgestellten Projekte. Ausgangspunkt bei WEESA ist der Gedanke, dass Webdokumente oftmals aus Daten bestehen die bereits in einem gut strukturierten Format vorliegen. Ziel ist es nun diese Strukturinformationen 34 bei der Erstellung der Dokumente für das Annotieren zu verwenden. Dabei kann dieses Annotieren automatisch erfolgen. Im Gegensatz zu Annotea und Vannotea werden hier die Annotationen nicht zur Unterstützung der Kollaboration verwendet, sondern vielmehr zur Generierung von Metdadaten wie sie insb. für das Suchen verwendet werden. In Abb. 6 ist der WEESA-Ansatz dargestellt. Hier wird unterstellt, dass der grundsätzliche Aufbau der benutzen XML-Dokumente bekannt ist. Mit Hilfe dieser Strukturinformationen (XML-Schema) werden Ontologien definiert auf deren Basis dann in der Instanzebene die Annotationen erzeugt werden. Soll nun eine HTML-Seite auf Basis eines XML- Dokumentes erzeugt werden, wird zunächst validiert, ob es einer der definierten XML- Schemas entspricht. Liegt dieses vor, wird die HTML-Seite mit Hilfe von XSLT erzeugt. 35 Dabei werden gleichzeitig Annotationen erzeugt, die Metadaten entsprechend der definierten Ontologie enthalten. Diese Annotationen werden in den <head>tag der HTML-Seite eingefügt. Dadurch, dass die Annotationen während der Erstellung des HTML-Dokumentes erzeugt werden, ist die Konsistenz der beiden stets gesichert, was bei den anderen beiden Ansätzen nicht gewährleistet ist. Abb. 6: WEESA-Ansatz Vgl. hier und im Folgenden REIF, G. (2006), S REIF, G. (2006), S XSLT ist eine Sprache des WRCs, die die Umwandlung eines XML-Dokumentes in ein anderes Dokument beschreibt. Für eine ausführliche Darstellung vgl. [ ]. 36 REIF, G. (2006), S. 416.
17 Der Hauptanwendungsbereich dieses Ansatzes unterscheidet sich daher grundsätzlich von dem von Annotea und Vannotea. Als betriebliche Anwendung ist hier bspw. vorstellbar, dass dieser Ansatz bei der Erstellung von Onlinekatalogen verwendet wird und dabei die Datenfelder des XML-Dokumentes entsprechend annotiert. Dies ermöglicht dann bspw. eine effiziente Suche nach Büchern eines Autors. 5 Fazit und Ausblick Die vorangegangen Ausführungen haben aufgezeigt, inwieweit mit Hilfe von Annotationen und Lesezeichen die Kollaboration im Web unterstützt werden kann. Im Rahmen des Annotea-Projektes wurde dabei eine generische Architektur entworfen, die sich besonders durch ihre Operabilität und dem vom Benutzer steuerbaren Austausch von Annotationen auszeichnet. Diese Architektur wird zudem in neueren Annotationssystemen, wie bspw. bei Vannotea, verwendet. Bei diesem System ist es ferner möglich Video bzw. Ausschnitte dieser mit Annotationen zu versehen. Ferner wurde ein Ansatz präsentiert, der Annotationen automatisch bei der Erstellung von Webdokumenten erzeugt. Mit diesen Annotationen soll nicht die Kollaboration unterstützt werden sondern dienen diese Annotationen der Erzeugung von Metadaten die dann insb. für das Suchen verwendet werden. Daher ist der WEESA-Ansatz insb. für Online-Kataloge sinnvoll. Neben diesen hier betrachteten Ansätzen und den dazugehörigen Systemen existiert mittlerweile eine Vielzahl weiterer Systeme. Dabei zeigt die jüngste Entwicklung, dass solch Systeme mittlerweile auch in der betrieblichen Anwendung Einzug erhalten. Beispielsweise integrieren SAP und Oracle semantische Lösungen in ihre Anwendungen, die zum Teil sogar auf RDF aufbauen. 37 Kritisch ist dabei aber nach wie vor zu betrachten, dass ein Großteil der Anwendungen Stand-alone Anwendungen sind und somit den Austausch der Metadaten resp. Annotationen erschweren bzw. sogar unmöglich machen. 37 Vgl. STREHLITZ, M. (2007), S. 8.
18 Literaturverzeichnis BERNERS-LEE, T.; HENDLER, J.; LASSILA, O. (2001): The Semantic Web, in: Scientific American Magazine, 284. Jg. (2001) 5, S GUHA, R. V.; BRAY, T. (1997): Meta Content Framework Using XML, in: W3C Note, World Wide Web Consortium. KAHAN, J. u.a. (2001): Annotea: An open RDF Infrastructure for shared annotations, in: Proceedings of the 10th International WWW Conference (WWW 2002), Hong Kong, Mai KOIVUNEN, M.-R.; SWICK, R.; PRUD HOMMEAUX, E. (2003): Annotea Shared Bookmarks. Proceeding of the KCAP 2003 workshop on knowledge markup and semantic annotation, [ ]. KOIVUNEN, M.-R. (2002): Annotea: Applying Semantic Web Technologies to Annotations in: Hyvönen, E.: Semantic Web Kick-Off in Finland - Vision, Technologies, Research, and Applications, HIIT Publications , Helsinki Institute for Information Technology (HIIT): Helsinki, Finland 2002, S KOIVUNEN, M.-R. (2005): Annotea and Semantic Web Supported Collaboration, in: Invited talk at Workshop on User Aspects of the Semantic Web (User-SWeb) at European Semantic Web Conference 2005, S KOIVUNEN, M.-R; SWICK, R. (2001): Metadata Based Annotation Infrastructure offers Flexibility and Extensibility for Collaborative Applications and Beyond. Proceedings of the First International Conference on Knowledge Capture (KCAP 2001), Victoria, BC, Canada. KOIVUNEN, M.-R; SWICK, R. (2003): Collaboration through Annotations in the Semantic Web in: Handschuh, S.; Staab, S.: Annotation for the Semantic Web, Bd. 96, IOS Press: Amsterdam, Berlin [u.a.] 2003, S KOIVUNEN, M.-R; SWICK, R.; PRUD'HOMMEAUX, E. (2003): Annotea Shared Bookmarks, in Florida. MARTINEZ, J. M. (2002): MPEG-7 Overview, in: International Organization for Standardization, [ ].
19 REIF, G. (2006): Semantische Annotation in: Pellegrini, T.; Blumauer, A. : Semantic Web - Wege zur vernetzten Wissensgesellschaft, Springer Berlin Heidelberg: S SCHROETER, R.; HUNTER, J.; KOSOVIC, D. (2003): Vannotea - A collaborative video indexing, annotation and discussion system for broadband networks, in: K-CAP 2003 Workshop on Knowledge Markup and Semantic Annotation. STREHLITZ, M. (2007): Semantik-Systeme übersetzen zwischen Mensch und Maschine, in: Computer Zeitung, 38. Jahrgang, Nr. 24, S. 8. WINKLER, J. (2007): XPointer: Einführung, Online im Internet: [ ]. ZOHAR, R. (2002): Appendix A. Annotea Protocols in: Kahan, J.; Koivunen, M.-R; Prud'Hommeaux, E.; Swick, R.: Annotea: an open RDF infrastructure for shared Web annotations 2002.
20 Abschließende Erklärung Ich versichere hiermit, dass ich meine Ausarbeitung Das Annotea-Projekt - Generierung von Metadaten durch Annotationen selbstständig und ohne fremde Hilfe angefertigt habe, und dass ich alle von anderen Autoren wörtlich übernommenen Stellen wie auch die sich an die Gedankengänge anderer Autoren eng anlehnenden Ausführungen meiner Arbeit besonders gekennzeichnet und die Quellen zitiert habe. Münster, den 26. Juni 2007 Daniel Tiebe
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