Ontologie
Eine Ontologie ist ein formales Wissensmodell, das Konzepte, Begriffe und deren Beziehungen in einer strukturierten Form darstellt. Im Gegensatz zu einfachen Taxonomien, die nur hierarchische Untergliederungen bilden, stellen Ontologien Netzwerke von Informationen mit logischen Relationen dar. Sie dienen der Wissensrepräsentation und werden im Wissensmanagement, in Expertensystemen, bei der Informationsintegration und besonders im Semantic Web eingesetzt.
Ontologien bestehen aus verschiedenen Elementen: Begriffe oder Klassen beschreiben gemeinsame Eigenschaften (z.B. „Stadt“ oder „Land“), Typen repräsentieren Objekttypen, Instanzen sind konkrete Objekte (z.B. München als Instanz des Begriffs „Stadt“), Relationen beschreiben Beziehungen zwischen Instanzen (z.B. „liegt in“) und Axiome sind Aussagen, die immer wahr sind. Durch Vererbung können Eigenschaften und Relationen von Begriffen weitergegeben werden.
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Lightweight-Ontologien, die Begriffe, Taxonomien und Beziehungen für eine bestimmte Anwendungsdomäne enthalten, und Heavyweight-Ontologien, die zusätzlich Axiome und Einschränkungen hinzufügen, um die Bedeutung einzelner Aussagen zu präzisieren. Eine besondere Form sind Kernontologien, die strukturiertes Wissen in einem Bereich darstellen, der sich über mehrere Anwendungsdomänen erstreckt.
Für die Erstellung und Bearbeitung von Ontologien werden spezielle Ontologie-Editoren verwendet. Die formale Beschreibung erfolgt in Ontologiesprachen wie RDF-Schema, OWL (Web Ontology Language), WSML oder Topic Maps.
In der Künstlichen Intelligenz bilden Ontologien eine Art „Rückgrat“ der Wissensrepräsentation und ermöglichen durch ihre allgemeingültige Verstehbarkeit neue Anwendungen und Geschäftsmodelle. Sie stellen konzeptuelle Datenmodelle dar, die von implementierungsspezifischen Details abstrahieren und eine Fachdomäne in einer Form beschreiben, die allgemein verstanden und akzeptiert wird.
Ontologien im Datenmanagement sind meist sprachlich gefasste und formal geordnete Darstellungen einer Menge von Begriffen und der zwischen ihnen bestehenden Beziehungen in einem bestimmten Gegenstandsbereich (in Anlehnung an den klassischen Begriff der Ontologie). Sie werden dazu genutzt, „Wissen“ in digitalisierter und formaler Form zwischen Prozessen (oft Anwendungsprogrammen) und Diensten auszutauschen. Wissen umfasst dabei sowohl Allgemeinwissen als auch Wissen über sehr spezielle Themengebiete und Vorgänge.
Ontologien enthalten Inferenz- und Integritätsregeln, also Regeln zu Schlussfolgerungen und zur Gewährleistung ihrer Gültigkeit. Ontologien haben mit der Idee des semantischen Webs einen Aufschwung erfahren und sind damit Teil der Wissensrepräsentation im Teilgebiet Künstliche Intelligenz. Im Unterschied zu einer Taxonomie, die nur eine hierarchische Untergliederung bildet, stellt eine Ontologie ein Netzwerk von Informationen mit logischen Relationen dar.
In Veröffentlichungen wird meist von einer „expliziten formalen Spezifikation einer Konzeptualisierung“ (Begriffsbildung) gesprochen. Da Ontologien über eine hohe semantische Ausdrucksstärke verfügen, sind sie geeignet, auch komplexe Datenmodelle oder Wissensrepräsentationen darzustellen. Damit kann auch in kollaborativen Projekten der Konsens einer großen Anzahl von Partnern mit Hilfe einer Ontologie formalisiert werden.
