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Content

Die Integration von Metadaten aus unterschiedlichen, heterogenen Datenquellen erfordert Metadaten-Interoperabilität, eine Eigenschaft die nicht standardmäßig gegeben ist. Metadaten Mapping Verfahren ermöglichen es Domänenexperten Metadaten-Interoperabilität in einem bestimmten Integrationskontext herzustellen. Mapping Lösungen sollen dabei die notwendige Unterstützung bieten. Während diese für den etablierten Bereich interoperabler Datenbanken bereits existieren, ist dies für Web-Umgebungen nicht der Fall. Betrachtet man das Ausmaß ständig wachsender strukturierter Metadaten und Metadatenschemata im Web, so zeichnet sich ein Bedarf nach Web-basierten Mapping Lösungen ab. Den Kern einer solchen Lösung bildet ein Mappingmodell, das die zur Spezifikation von Mappings notwendigen Sprachkonstrukte definiert. Existierende Semantic Web Sprachen wie beispielsweise RDFS oder OWL bieten zwar grundlegende Mappingelemente (z.B.: owl:equivalentProperty, owl:sameAs), adressieren jedoch nicht das gesamte Sprektrum möglicher semantischer und struktureller Heterogenitäten, die zwischen unterschiedlichen, inkompatiblen Metadatenobjekten auftreten können. Außerdem fehlen technische Lösungsansätze zur Überführung zuvor definierter Mappings in ausfu¨hrbare Abfragen. Als zentraler wissenschaftlicher Beitrag dieser Dissertation, wird ein abstraktes Mappingmodell pr¨asentiert, welches das Mappingproblem auf generischer Ebene reflektiert und Lösungsansätze zum Abgleich inkompatibler Schemata bietet. Instanztransformationsfunktionen und URIs nehmen in diesem Modell eine zentrale Rolle ein. Erstere überbrücken ein breites Spektrum möglicher semantischer und struktureller Heterogenitäten, während letztere das Mappingmodell in die Architektur des World Wide Webs einbinden. Auf einer konkreten, sprachspezifischen Ebene wird die Anbindung des abstrakten Modells an die RDF Vocabulary Description Language (RDFS) präsentiert, wodurch ein Mapping zwischen unterschiedlichen, in RDFS ausgedrückten Metadatenschemata ermöglicht wird. Das Mappingmodell ist in einen zyklischen Mappingprozess eingebunden, der die Anforderungen an Mappinglösungen in vier aufeinanderfolgende Phasen kategorisiert: mapping discovery, mapping representation, mapping execution und mapping maintenance. Im Rahmen dieser Dissertation beschäftigen wir uns hauptsächlich mit der Representation-Phase sowie mit der Transformation von Mappingspezifikationen in ausführbare SPARQL-Abfragen. Zur Unterstützung der Discovery-Phase bietet das Mappingmodell eine Schnittstelle zur Einbindung von Schema- oder Ontologymatching-Algorithmen. Für die Maintenance-Phase präsentieren wir ein einfaches, aber seinen Zweck erfüllendes Mapping-Registry Konzept. Auf Basis des Mappingmodells stellen wir eine Web-basierte Mediator-Wrapper Architektur vor, die Domänenexperten die Möglichkeit bietet, SPARQL-Mediationsschnittstellen zu definieren. Die zu integrierenden Datenquellen müssen dafür durch Wrapper-Komponenen gekapselt werden, welche die enthaltenen Metadaten im Web exponieren und SPARQL-Zugriff ermöglichen. Als beipielhafte Wrapper Komponente präsentieren wir den OAI2LOD Server, mit dessen Hilfe Datenquellen eingebunden werden können, die ihre Metadaten über das Open Archives Initative Protocol for Metadata Harvesting (OAI-PMH) exponieren. Im Rahmen einer Fallstudie zeigen wir, wie Mappings in Web-Umgebungen erstellt werden können und wie unsere Mediator-Wrapper Architektur nach wenigen, einfachen Konfigurationsschritten Metadaten aus unterschiedlichen, heterogenen Datenquellen integrieren kann, ohne dass dadurch die Notwendigkeit entsteht, eine Mapping Lösung in einer lokalen Systemumgebung zu installieren.