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Tipo: Dissertação
Título: Abordagem baseada na arquitetura DIKW para construção de grafos de conhecimento semântico que integram dados IoT com fontes de dados heterogêneas
Título em inglês: Approach based on DIKW architecture for building semantic knowledge graphs that integrate IoT data with heterogeneous data sources
Autor(es): Costa, Francisca Jamires da
Orientador: Vidal, Vânia Maria Ponte
Palavras-chave em português: Grafo de conhecimento;Internet das Coisas - IoT;Ontologia;Hierarquia DIKW;Metadados;Integração de dados
Palavras-chave em inglês: Knowledge graph;Internet of Things - IoT;Ontology;DIKW hierarchy;Metadata;Data integration
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Data do documento: 2023
Citação: COSTA, Francisca Jamires da. Abordagem baseada na arquitetura DIKW para construção de grafos de conhecimento semântico que integram dados IoT com fontes de dados heterogêneas. 2023. 89 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: Nos últimos anos, os Grafos de Conhecimento Semântico (GCS) têm conquistado um espaço sólido no mercado como uma solução dinâmica e escalável para atender às demandas de integração de dados em larga escala. Nesse contexto, um GCS funciona como um centro de informações, abrangendo dados, metadados e conteúdo, proporcionando uma visão unificada, consistente e livre de ambiguidades dos dados provenientes de diversas fontes e sistemas. Entretanto, a construção de um grafo de conhecimento semântico é uma tarefa complexa que exige uma abordagem meticulosa para garantir sua eficácia, escalabilidade e capacidade de atender aos objetivos das aplicações. Assim sendo, este trabalho propõe uma abordagem fundamentada na arquitetura DIKW para a construção e especificação de Grafos de Conhecimento Semântico que integram dados IoT com fontes de dados heterogêneas. Neste contexto, investigamos três questões de pesquisa fundamentais que resultaram em três contribuições significativas: Questão 1: Como construir um GCS de dados IoT que seja compatível com os diferentes níveis da arquitetura DIKW? Questão 2: Como construir um GCS que integre os dados de IoT com fontes de dados heterogêneas? Questão 3: Como descrever um grafo de conhecimento de dados IoT, tornando-o acessível e compreensível para os usuários? Em resposta, à primeira questão da pesquisa, este trabalho apresenta a abordagem DIKW4IoT, que fornece a estrutura necessária para representar informações IoT em diferentes granularidades, permitindo que os dados evoluam na hierarquia DIKW. Isso os capacita a se transformarem em informações valiosas e, em última instância, a desencadear ações e decisões informadas. Em relação à segunda questão propõe-se o SIGIoT-S, um framework conceitual que orienta quais dados podem ser utilizados no processo de integração e identifica os passos necessários para alcançar uma integração harmoniosa. Por fim, no que diz respeito à terceira questão, elaborou-se à ontologia MetaGraphIoT. Esta ontologia tem como propósito a anotação de metadados de um grafo de conhecimento de dados IoT. Essa anotação torna o grafo de conhecimento mais interpretável e utilizável pelos usuários. Essas contribuições respondem às questões de pesquisa identificadas e representam avanços substanciais na gestão de dados IoT, promovendo uma melhor utilização e compreensão desses dados em diversas aplicações.
Abstract: In recent years, Semantic Knowledge Graphs (SKGs) have gained a solid foothold in the market as a dynamic and scalable solution to meet the demands of large-scale data integration. In this context, an SKG functions as an information hub, encompassing data, metadata, and content, providing a unified, consistent, and unambiguous view of data from various sources and systems. However, building a semantic knowledge graph is a complex task that requires a meticulous approach to ensure its effectiveness, scalability, and ability to meet application objectives. Therefore, this work proposes an approach based on the DIKW architecture for the construction and specification of Semantic Knowledge Graphs that integrate IoT data with heterogeneous data sources. In this context, we investigate three fundamental research questions that result in three significant contributions: Question 1: How to build an IoT data SKG that is compatible with the different levels of the DIKW architecture? Question 2: How to build an SKG that integrates IoT data with heterogeneous data sources? Question 3: How to describe an IoT data knowledge graph, making it accessible and understandable to users? In response to the first research question, this work introduces the “DIKW4IoT” approach, which provides the necessary framework to represent IoT information at different granularities, allowing data to evolve within the DIKW hierarchy. This empowers them to transform into valuable insights and ultimately trigger informed actions and decisions. Regarding the second question, we propose “SIGIoT-S”, a conceptual framework that guides which data can be used in the integration process and identifies the necessary steps to achieve seamless integration. Finally, concerning the third question, we have developed the “MetaGraphIoT” ontology. This ontology aims to annotate metadata in an IoT data knowledge graph, making the knowledge graph more interpretable and usable for users. These contributions address the identified research questions and represent significant advancements in IoT data management, promoting better utilization and understanding of this data in various applications.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74758
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/0967947765723262
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/9431229866203038
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DCOMP - Dissertações defendidas na UFC

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