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Technique et Science Informatiques

0752-4072
Revue des sciences et technologies de l'information
 

 ARTICLE VOL 31/1 - 2012  - pp.71-96  - doi:10.3166/tsi.31.71-96
TITRE
Une approche ontologique pour la modélisation et le raisonnement sur les trajectoires. Prise en compte des règles métiers, spatiales et temporelles

TITLE
An ontological approach modeling and reasoning on trajectories. Taking into account thematic, temporal and spatial rules

RÉSUMÉ

L'évolution des systèmes de capture des données concernant les objets mobiles a donné naissance à de nouvelles générations d'applications dans di fférents domaines. Les données capturées, communément appelées < trajectoires >, sont au cœur des applications qui analysent et supervisent le trafic routier, maritime et aérien ou également celles qui optimisent le transport public. Elles sont aussi exploitées dans les domaines du jeu vidéo, du cinéma ou du sport par les systèmes de capture des mouvements. Dans cet article, nous présentons un travail de collaboration avec une équipe de recherche dans le domaine de l'analyse et la compréhension des comportements des mammifères marins dans leur milieu naturel. On présente quelques requêtes qui intéressent les experts du domaine montrant l'impossibilité d'exploiter les trajectoires dans leurs états bruts. En effet, l'analyse de ces requêtes fait ressortir trois types de composantes sémantiques : thématique, spatiale et temporelle. Ces composantes doivent être rattachées aux données des trajectoires ce qui conduit à introduire un processus d'annotation qui transforme les trajectoires brutes en trajectoires sémantiques. Pour exploiter les trajectoires sémantiques, on construit une ontologie du domaine qui modélise les données brutes et leurs annotations à travers des règles métiers. L'ontologie du domaine est reliée à des ontologies spatiales et temporelles. Cette intégration nous permet d'envisager des requêtes nécessitant un raisonnement complet combinant à la fois des concepts du domaine et d'autres en relation avec le temps ou l'espace. Enfi n, cet article présente la difficulté de mise en œuvre sur une masse de données de taille importante lors du raisonnement à travers les mécanismes d'inférence utilisant des règles métiers.



ABSTRACT

Telemetry systems and logging devices send increasing amounts of data about di erent mobile objects. This evolution gave rise to new generations of applications in various elds. The captured data, commonly called trajectories, are at the heart of applications that analyze and supervise road, maritime and air traffic, or also those which optimize public transport. Logging devices are sophisticated systems and applications dependent. For example, video games, cinema or sport domains use motion captured data to record trajectories of actors, animals or objects. This article presents a work resulting from the collaboration with a research team interested in the analysis and the comprehension of marine mammals' activities and behaviors in their natural environment. We present some queries relevant to the domain expert in order to show the impossibility of exploiting the trajectories in their raw states. Indeed, the analysis of these queries emphasizes three types of semantic components: thematic, spatial and temporal. These components must be attached to the data trajectories. Then, we introduce an annotation process, which transforms the raw trajectories into semantic trajectories. To exploit the semantic trajectories, we build domain ontology. It models the raw data and their annotations through business rules. The domain ontology is connected to spatial and temporal ontologies. This integration enables us to consider queries requiring a complete reasoning combining thematic, spatial and temporal concepts. Lastly, this article presents a full implementation of the introduced approach. We also present an experiment based on a large size sample of real data. This experiment shows problems related to reasoning based on inference mechanisms using business rules.



AUTEUR(S)
Jamal MALKI, Alain BOUJU, Mefteh WAFA

MOTS-CLÉS
Données capturées, Trajectoire, Ontologie, Annotation sémantique, Règle métier, Relation spatiotemporelle, Inférence.

KEYWORDS
Data captured, Trajectory, Ontology modeling, Semantic annotation, Spatial and temporal ontologies integration, Inference.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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