COINS voor beginners deel II

Naar COINS 2.0 en verder

Henk Schaap Hans Schevers Wouter Pronk

Inhouds opgave

• COINS 1.x

• COINS 2.0: veranderingen

• COINS en Semantic Web techniek

COINS 1.x data exchange standard

GIS data

CAD/BIM data Systems

Engineering Data

Object (type) information

Ext. Document

Lifecycle state

Versions & provenance

• Coins-container – Zip file – ‘Doc’ map – ‘Bim’ map

• C-BIM information model

– Window of Authorisation (WOA) map

• COINS Core model / referentie kaders • Coins-Building Information System

– Lezen en exporteren van COINS containers – Provenance,versionmanagement,storage

Overzicht COINS 1.x standaard

Coins Core model versie 1.x

• Afspraken mbt

– Object/Kenmerk harmonisatie

– Externe bibliotheek harmonisatie

– Koppeling geometrie

– Provenance/versies

– Lifecycle

– Externe documenten

– Productmodel

– System Engineering

class CBIMZonderCBIMObj ...

Thing

Tasktype

Thing

ValueDomain

- valueDomainResource: rdfResource

CBIMObject

Connection

- 'layer index': int

CBIMObject

Function

- 'layer index': int

CBIMObject

Functionfulfiller

- 'layer index': int

CBIMObject

Locator

CBIMObject

Parameter

- defaultValue: string

CBIMObject

Performance

- performanceOf: rdfResource

- 'layer index': int

CBIMObject

PersonOrOrganisation

CBIMObject

PropertyType

- unit: string

CBIMObject

PropertyValue

- value: XSD: anysimpletype

CBIMObject

Requirement

- requirementOf: rdfResource

- 'layer index': int

CBIMObject

State

CBIMObject

Task

- endDateActual: xsd:dateTime

- endDatePlanned: xsd:dateTime

- startDateActual: xsd:dateTime

- startDatePlanned: xsd:dateTime

- affects: FunctionFulfi l ler or State

CBIMObject

Terminal

- terminalOf: rdfResource

- 'layer index': int

CBIMObject

Vector

- xCoordinate: float

- yCoordinate: float

- zCoordinate: float

CBIMObject

Verification

- verificationDate: date

- verificationMethod: string

- verificationResult: boolean

Document

Explicit3DRepresentation

PhysicalObject

Space

Building

CataloguePart

Amount

isSituatedIn

primaryOrientation

minBoundingBox

maxBoundingBox

spatialParent

performance

parent

locator

fulfi l ls

currentState

spatialChild

physicalChild

nextParameter

terminal

shape

contains

child

maleTerminal

femaleTerminal

requirement

physicalParent

previousState

shape

locator

taskType

stateOf

shape

*

propertyType

1

supertype

shape

propertyValue

contains

verificationRequirement

translation

verificationFunctionFulfi l ler

secondaryOrientation

performance

contains

propertyValue

locator

cataloguePart

amountPropertyType

valueDomain

propertyValue

nextVersion

nextVersion

verificationPerformer

COINS MBI showcase

• Requirements • As-Is situation • As-Designed situation • versions • 2D and 3D representations • OTL Typed objects and OTL typed

properties • Spatial Networks& Asset objects • Provenance • Documents • Objecten boom

RWS OTL: Wegvak

Ruimtelijk netwerk: Wegvak & Wegjunctie (nivo 4)

OTL RWS: Wegjunctie

Ruimtelijk netwerk: wegbaan & baanjunctie (nivo 3)

RWS OTL: Wegment

Ruimtelijk netwerk: Wegmenten & intersectie (nivo 2)

Asset informatie

COINS 2.0

• Behoud van de Zipfile overdracht mechanisme

• Behoud van uitbreidbaarheid via referentie kaders

• System Engineering eruit (erin als referentiekader)

• (her) keuze voor OWL als basis-techniek

• Meer mogelijkheden voor OTL’s

• Wens tot versimpeling van COINS – COINS object georienteerde API

• Java

• DotNet

– Kleinere core model / SE eruit

– Meer herbruik van OWL structuren

Overzicht veranderingen Functie COINS 1.x COINS 2.0 Veranderingen

Kenmerk harmonisatie x x re-engineered

Externe OTL bibliotheken x x re-engineered

Systems Engineering x - Requirement,Function, Verification,etc eruit

Planning x - Task eruit gehaald

Scheiding Fysiek en Ruimtelijk x - Space en PhysicalObject eruit

Level of Detail x - LayerIndex eruit.

Eenheden harmonisatie - x QUDT Units als referentie kader

Eisen bibliotheek ondersteuning - - Via referentiekaders of OTL’s

Relaties tussen objecten x x Re-engineered

Versiemanagement OTL objecten x x Kleine re-engineering

BuildingObject x - Building eruit

Link externe bibliotheek x x Library ference eruit en owl:import gebruiken

WOA x x Re-engineered (WOA.xlm eruit) en PermissionClass geintroduceerd

OWL

COINS 2.0 kern versimpeld

Object

Object Property

• Kenmerk harmonisatie

• Externe bibliotheek harmonisatie

• Koppeling geometrie

– Relatieve plaatsing

• Provenance

• Versiemanagement

• Documenten ObjectPropertyValue

Connection

Simple Property

Uitbreidingen COINS 2.0

• Referentie kaders – Se/BIM

• Basic • Gevorderden • Expert

– WOA – RWS referentie kader

• OTL’s – RWS – ProRail – Strukton – CB-NL – ...

COINS 2.0 Software

• COINS API – OO interface naar COINS Data – Sparql ondersteuning – Aansluitbaar op triplestores – Koppelings mogelijkheden met validators – Java en dotnet omgeving

• COINS Navigator – Desktop applicatie voor het inlezen, modificeren en

creeeren van COINS gegevens

• CBIS voor COINS 2.0 • OWL software: TripleStores, Sparql, reasoners

COINS 2.0 Basis: Web Ontology Language/OWL

• Gestandaardiseerde technologie voor de volgende generatie van het Internet

• Gecoordineerd door W3C (www.w3c.org)

• Linked data en Linked services gebaseerd

• Sparql – GeoSparql

• Business rules

• (Semantic Web Pages)

Relevante OWL ontwikkelingen

• Bouw Informatie Raad – COINS / SE-BIM (OWL, OO API)

• OTL’s in OWL/COINS formaat

– CB-NL (OWL,Triplestore, sparql endpoint, OO API)

• Andere ontwikkelingen – GeoSparql

– Pilod (http://www.pilod.nl/) (Geonovum / GIS)

– BIM technologie IFC/RDF/OWL

– V-CON (http://www.rws.nl/english/highways/v-con)

• OWL ontologieen – Quantities and Units / ISO units

– Provenance (Prov-O)

– Lifecycle ontology

– Part-Of ontology

Interessante RDF/OWL software componenten

Naam Wat Open-source

url

Sesame RDF(s) triplestore ja http://rdf4j.org/

Virtuoso triplestore x/ nee https://github.com/openlink/virtuoso-opensource

MarkLogic Triplestore nee http://www.marklogic.com/

StarDog Triplestore/ Reasoner nee www.stardog.com

Jena Rdfs/(owl) Platform ja http://www.marklogic.com/

Topbraid composer RDF/OWL Editor nee http://www.topbraidcomposer.com

Protege RDF/OWL Editor ja http://protege.stanford.edu/

Oracle11rdf

Triplestore nee

Hermit OWL Reasoner http://hermit-reasoner.com/

RDF functionaliteit

• Informatie modellerings structuur

• Webbased – Globale unieke uri voor elke ‘resource’

– ‘Linkbaar’ • Linked Open Data/ Linked Closed Data

• Software – TripleStores

– Sparql queries • Federated queries

– ‘serialiseerbaar’

OWL Reasoning functionaliteit

• Verrijking van de dataset – Inverse relaties, specialisatie relaties, transitiviteit,

reflexive properties

• Integrity Constraint Validation – Voldoet de data aan het schema

• COINS core + referentie kaders • OTL restricties

• Ontologie validatie – Is de ontologie valide?

• Denk aan netwerk van ontologien zoals OTL + CBNL+Mapping

• Defined Klasses – (extra) classificatie van data

OWL voorbeeld: Primitive classe

• Primitieve klasse: Persoon

• Dataproperty : ‘ManOfVrouw’’ {“Man”,”Vrouw”}

• ObjectProperties: ‘heeft kind’ {Persoon}

Persoon

manOfVrouw: String

heeftKind

OWL Voorbeeld: assertions (Data)

• Persoon

1. Hans

1. “Man”

2. heeftKind Tim

3. heeftKind Stijn

2. Tim

3. Stijn

Subject Predicate object

Hans Is een Persoon

Hans manOfVrouw “man”

Hans heeftKind Tim

Hans heeftKind Stijn

Tim Is een Persoon

Stijn Is een Persoon

OWL Voorbeeld: Defined Classes

• Defined klasse: Ouder

– Ouder is een Persoon

– Ouder ‘heeftKind’ minimaal 1

• Defined klasse: Man

– Man is een Persoon

– Man heeft “Man” als waarde voor “ManOfVrouw”

• Defined klasse: Vader

– Vader is een zowel een Ouder als een Man

• Defined Klasse: Kind

– Kind is een Persoon

– HeeftOuder minimaal 1

– HeeftOuder is inverse van ‘heeftKind’

Verrijking & defined classes

Hans

“Man”

Stijn

Persoon

type

type

Man

Ouder Vader

type type

type

heeftKind

Man/vrouw

heeftOuder

COINS en Standaard OWL software

• OWL Editors: Protege/TopBraid Composer – COINS Data

• inzicht en creatie mogelijkheden • Via Sparql veel inzicht en batch processing

– COINS OTL • Creatie van bibliotheken

– COINS referentie kaders

• TripleStores – Persistentie, backup, Sparql interface – Basis voor (web) applicaties – (Rule engine)

• OWL reasoners – Data validatie – Schema validatie – Verrijking van de data

• OWL api’s : Jena API, OWLAPI, RDFLib – Software api voor het werken met RDF/OWL data

OTL Data validatie in TopBraid Composer

Samenvatting COINS 2.0

• Simpeler – Kleiner Core model – Object Georienteerde API (Java en Dotnet) – Makkelijker door adoptie van OWL

• Betere integratie ObjectTypeBibliotheken – Veel meer mogelijkheden voor OTL’s

• Minder ‘voorschrijvend’ – Meer optionele referentie kaders

• COINS lift (nog meer) mee op semantic web technology – Veel meer gebruik van standaard software – owl editors, triplestores, Sparql, reasoners, validators

The COINS standard Thank you