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skos-einfuehrung
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skos-einfuehrung/skos-tutorial.md

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Tutorial

In diesem Tutorial erstellen und veröffentlichen wir ein eigenes fiktives SKOS-Vokabular. Versetzen Sie sich dazu gedanklich in folgendes Szenario:

  • Eine kleine Hochschule betreibt einen Dokumentenserver für Abschlussarbeiten.
  • Auf der Webseite sollen Nutzer*innen nach Fachbereichen und Studiengängen filtern können.
  • Der Dokumentenserver wird in zwei Sprachen (deutsch und englisch) angeboten.
  • Zu statistischen Zwecken werden die Studiengänge der DESTATIS Hochschulfächersystematik zugeordnet.

Um die Erschließung der Dokumente zu vereinheitlichen, soll die Fachsystematik (Fachbereiche und Studiengänge) in einem SKOS-Vokabular kontinuierlich gepflegt werden.

Beispieldaten

Die fiktive Hochschule hat aktuell folgende Studienangebote:

  • Fachbereich Bauwesen (Civil Engineering)
    • Bachelor Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen (Civil and Environmental Engineering)
    • Master Bauingenieurwesen (Civil Engineering)
    • Master Wasser- und Umweltingenieurwesen (Water and Environmental Engineering)
  • Fachbereich Maschinenbau (Mechanical Engineering)
    • Bachelor Maschinenbau (Mechanical Engineering)
    • Master Mechatronics (Mechatronics)
    • Master Schiffbau und Meerestechnik (Naval Architecture and Ocean Engineering)
  • Fachbereich Verfahrenstechnik (Process and Chemical Engineering)
    • Bachelor Verfahrenstechnik (Process Engineering)
    • Bachelor Bioverfahrenstechnik (Bioprocess Engineering)

Die Diplomstudiengänge Bauingenieurwesen und Umwelttechnik, Maschinenbau sowie Verfahrenstechnik wurden mit der Bologna-Reform zum Sommersemester 2014 eingestellt.

Erstellung

Wir erstellen unser SKOS-Vokabular in Turtle-Syntax. Lesen Sie dazu RDF/Turtle auf der Seite Kodierung.

Öffnen Sie dann zum Schreiben den Turtle Web Editor oder einen anderen Texteditor ihrer Wahl.

Turtle Web Editor

Über den Button "Validate!" können Sie jederzeit prüfen, ob der eingegebene Text korrekte Turtle-Syntax ist. Für die Validierung des SKOS-Vokabulars verwenden wir später noch ein anderes Tool.

1. Dateibeginn

Wie bei RDF üblich müssen zu Beginn der Datei die verwendeten Vokabulare einmal definiert werden. Und um die verwendeten Identifier nicht immer vollständig wiederholen zu müssen, wird meist zu Beginn eine Basis-URL definiert:

@base <http://www.example.org/> .
@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
@prefix skos: <http://www.w3.org/2004/02/skos/core#> .
@prefix dct: <http://purl.org/dc/terms/> .

2. Vokabular

Danach definieren wir mit skos:ConceptScheme unser Vokabular. Für die Beschreibung des Vokabulars werden in der Regel DCMI Metadata Terms (dcterms) verwendet.

<> a skos:ConceptScheme ;
  skos:prefLabel "Fachsystematik Hochschule ..."@de ;
  dct:title "Fachsystematik Hochschule ..."@de ;
  dct:description "Fachbereiche und Studiengänge für den Dokumentenserver"@de .

Ergänzen Sie mit dem Element dct:issued noch ein fiktives Datum.

3. Begriffe

Als ersten Begriff skos:Concept definieren wir einen der Fachbereiche. Diese stehen auf der obersten Ebene und werden daher über skos:topConceptOf dem Vokabular (skos:ConceptScheme) zugeordnet.

<bauwesen> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Bauwesen"@de, "Civil Engineering"@en ;
  skos:topConceptOf <> .

Der präferierte Text für die Anzeige wird mit skos:prefLabel festgelegt. Durch die Tags @de bzw. @en wird die Mehrsprachigkeit definiert.

Als zweiten Begriff definieren wir einen der Studiengänge. Wenn der Begriff nicht auf der obersten Ebene steht, dann wird skos:inScheme statt skos:topConceptOf für die Zuordnung zum Vokabular verwendet.

<bauingenieurwesen> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Bauingenieurwesen (Master)"@de, "Civil Engineering (Master)"@en ;
  skos:inScheme <> .

Ergänzen Sie die weiteren Begriffe aus den obigen Beispieldaten.

4. Hierarchien

Um Hierarchien festzulegen, gibt es die Elemente skos:broader und skos:narrower je nach Blickrichtung. Diese Verben sind als "hat die Überordnung" bzw. "hat die Unterordnung" zu lesen.

a) Der Studiengang Bauingenieurwesen ist ein Teil des Fachbereichs Bauwesen:

<bauingenieurwesen> skos:broader <bauwesen> .

b) Der Fachbereich Bauwesen beinhaltet den Studiengang Bauingenieurwesen:

<bauwesen> skos:narrower <bauingenieurwesen> .

Ergänzen Sie in allen Begriffen die hierarchischen Relationen. Beispiel:

<bauwesen> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Bauwesen"@de, "Civil Engineering"@en ;
  skos:narrower <bauingenieurwesen> ;
  skos:topConceptOf <> .

5. Links auf andere Vokabulare

Ein Vorteil von SKOS ist die Möglichkeit, maschinenlesbare Bezüge zu anderen Vokabularen herzustellen. In unserem Szenario sollen zu statistischen Zwecken die Studiengänge der DESTATIS Hochschulfächersystematik zugeordnet werden. Diese Systematik liegt bei SkoHub bereits als SKOS-Vokabular vor, so dass wir direkt darauf verlinken können.

In SKOS können dazu verschiedene Elemente verwendet werden, darunter skos:exactMatch für eine exakte Übereinstimmung oder skos:closeMatch für eine Ähnlichkeit. Äquivalent zu "broader" bzw. "narrower" können mit skos:broadMatch und skos:narrowMatch auch hierarchische Beziehungen als Mappings zu anderen Vokabularen definiert werden.

In unserem Beispiel gibt es exakte Übereinstimmungen. Beispiel:

<bauwesen> skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n68> .

Recherchieren Sie in der Hochschulfächersystematik die passenden Einträge und ergänzen Sie diese in allen Begriffen!

6. Kollektionen

Nehmen wir an, dass in unserem Vokabular systematisch zwischen Bachelor und Master unterschieden werden soll. Wir haben das zwar oben im Label mit angegeben...

skos:prefLabel "Bauingenieurwesen (Master)"@de

... aber für eine Suchoberfläche ist es einfacher auszuwerten, wenn es strukturiert definiert wird. SKOS bietet mit skos:Collection und skos:OrderedCollection die Möglichkeit, Sammlungen zu definieren. Diese werden eher selten verwendet und zwar meist dann wenn die Sammlung nicht selbst ein Begriff im Vokabular sein darf und eine zusätzliche Kategorisierungsebene benötigt wird.

Beispiel:

<master> a skos:Collection ;
    skos:prefLabel "Master" ;
    skos:member <bauingenieurwesen> .

Ergänzen Sie eine Sammlung aller Bachelor-Studiengänge und eine Sammlung aller Master-Studiengänge.

7. Dokumentation

Um den Nutzer*innen des Vokabulars die Erschließung zu erleichtern oder um als Bearbeiter*in des Vokabulars eine Gedächtnisstütze zu hinterlegen bietet SKOS zahlreiche Elemente für Notizen und Erläuterungen.

Nehmen wir an, dass wir den Begriff <bauingenieurwesen> früher für den Diplomstudiengang verwendet hatten. Dann könnten wir dies wie folgt dokumentieren:

<bauingenieurwesen> skos:historyNote "Gleichnamiger Diplomstudiengang zum Sommersemester 2014 eingestellt." .

Auf der Seite Elemente finden Sie eine vollständige Liste aller in SKOS verfügbaren Elemente mit kurzen Erläuterungen und Beispielen.

Validierung

Ein mögliches Ergebnis der Aufgaben im obigen Tutorial könnte wie folgt aussehen:

@base <http://www.example.org/> .
@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
@prefix skos: <http://www.w3.org/2004/02/skos/core#> .
@prefix dct: <http://purl.org/dc/terms/> .

<> a skos:ConceptScheme ;
  skos:prefLabel "Fachsystematik Hochschule ..."@de ;
  dct:title "Fachsystematik Hochschule ..."@de ;
  dct:issued "2020-05-04" ;
  dct:description "Fachbereiche und Studiengänge für den Dokumentenserver"@de .

<fachbereich/bauwesen> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Bauwesen"@de, "Civil Engineering"@en ;
  skos:narrower <studiengang/bauingenieurwesen>, <studiengang/bauingenieurwesen-umweltingenieurwesen>, <studiengang/wasserwesen-umweltingenieurwesen> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n68> ;
  skos:topConceptOf <> .

<fachbereich/maschinenbau> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Maschinenbau"@de, "Mechanical Engineering"@en ;
  skos:narrower <studiengang/maschinenbau>, <studiengang/mechatronics>, <studiengang/schiffbau-meerestechnik> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n63> ;
  skos:topConceptOf <> .

<fachbereich/verfahrenstechnik> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Verfahrenstechnik"@de, "Process and Chemical Engineering"@en ;
  skos:narrower <studiengang/verfahrenstechnik>, <studiengang/bioverfahrenstechnik> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n63> ;
  skos:topConceptOf <> .

<studiengang/bauingenieurwesen-umweltingenieurwesen> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen (Bachelor)"@de, "Civil and Environmental Engineering (Bachelor)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/bauwesen> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n017> ;
  skos:closeMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n457> ;
  skos:inScheme <> .

<studiengang/bauingenieurwesen> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Bauingenieurwesen (Master)"@de, "Civil Engineering (Master)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/bauwesen> ;
  skos:historyNote "Gleichnamiger Diplomstudiengang zum Sommersemester 2014 eingestellt." ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n017> ;
  skos:inScheme <> .

<studiengang/wasserwesen-umweltingenieurwesen> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Wasser- und Umweltingenieurwesen (Master)"@de, "Water and Environmental Engineering (Master)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/bauwesen> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n094> ;
  skos:closeMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n457> ;
  skos:inScheme <> .

<studiengang/maschinenbau> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Maschinenbau (Bachelor)"@de, "Mechanical Engineering (Bachelor)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/maschinenbau> ;
  skos:historyNote "Gleichnamiger Diplomstudiengang zum Sommersemester 2014 eingestellt." ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n104> ;
  skos:inScheme <> .

<studiengang/mechatronics> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Mechatronics (Master)"@de, "Mechatronics (Master)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/maschinenbau> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n104> ;
  skos:inScheme <> .

<studiengang/schiffbau-meerestechnik> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Schiffbau und Meerestechnik (Master)"@de, "Naval Architecture and Ocean Engineering (Master)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/maschinenbau> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n142> ;
  skos:inScheme <> .

<studiengang/verfahrenstechnik> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Verfahrenstechnik (Bachelor)"@de, "Process Engineering (Bachelor)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/verfahrenstechnik> ;
  skos:historyNote "Gleichnamiger Diplomstudiengang zum Sommersemester 2014 eingestellt." ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n226> ;
  skos:inScheme <> .

<studiengang/bioverfahrenstechnik> a skos:Concept ;
  skos:prefLabel "Bioverfahrenstechnik (Bachelor)"@de, "Bioprocess Engineering (Bachelor)"@en ;
  skos:broader <fachbereich/verfahrenstechnik> ;
  skos:exactMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n226> ;
  skos:closeMatch <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/n282> ;
  skos:inScheme <> .

<bachelor> a skos:Collection ;
  skos:prefLabel "Bachelor" ;
  skos:member <studiengang/bauingenieurwesen-umweltingenieurwesen>, <studiengang/maschinenbau>, <studiengang/verfahrenstechnik>, <studiengang/bioverfahrenstechnik> .

<master> a skos:Collection ;
  skos:prefLabel "Master" ;
  skos:member <studiengang/bauingenieurwesen>, <studiengang/wasserwesen-umweltingenieurwesen>, <studiengang/mechatronics>, <studiengang/schiffbau-meerestechnik> .

Diese Lösung als Datei-Download: skos-tutorial.ttl

Weil Bauwesen sowohl der Name eines Fachbereichs als auch eines Studiengangs ist, wurden hier bei den Identifiern Präfixe verwendet (fachbereich/ bzw. studiengang/).

Laden Sie Ihre Lösung oder die obige Datei in das SKOS testing tool und prüfen Sie die Ergebnisse. Hier einige Erläuterungen zu den Warnungen:

  • "dcc - Disconnected Concept Clusters": Hier bildet ein Algorithmus Cluster und analysiert welche nur schwach mit dem Rest des Vokabulars verbunden sind.

  • "oilt - Omitted or Invalid Language Tags": Bei einigen Bezeichnungen wurde in der Beispiellösung keine Sprache definiert (zum Beispiel mit ""@de).

  • "uc - Undocumented Concepts": Lediglich bei drei Studiengängen ist in der Beispiellösung eine Notiz definiert (hier skos:historyNote). Diese Prüfung listet alle Begriffe auf, bei denen keines der Elemente zur Dokumentation verwendet wurde.

  • "urc - Unidirectionally Related Concepts": Optimierte SKOS-Vokabulare enthalten direkte beidseitige Verknüpfungen, um die maschinelle Nutzung zu beschleunigen. So sind in der Beispiellösung zwar die Begriffe auf der obersten Ebene mit skos:topConceptOf dem Schema zugeordnet. Das Gegenstück skos:hasTopConcept fehlt aber im Schema. Die Definition des Vokabulars müsste also noch wie folgt ergänzt werden:

    <> skos:hasTopConcept <fachbereich/bauwesen>, <fachbereich/maschinenbau>, <fachbereich/verfahrenstechnik> .

Ein weiteres interessantes Tool zur Validierung und Optimierung ist Skosify. Es ermöglicht die automatische Ableitung von Relationen und strukturiert die Syntax neu.

Visualisierung

Das Tool SKOS Play ! zeigt einige Visualisierungen und Tools, die aus einem fertigen SKOS-Vokabular recht mühelos abgeleitet werden können.

Laden Sie Ihre Lösung oder die obige Datei in das Tool und schauen Sie sich verschiedene Visualisierungen an.

Hierarchical Tree:

Language Correspondence:

Partition Layout:

Autocompletion:

Veröffentlichung

Sofern keine spezialisierte Software für die Redaktionsarbeit verwendet wird, bietet es sich an, die Turtle-Datei (.ttl) in einem git repository (GitHub/GitLab) abzulegen, weil die integrierte Änderungshistorie die redaktionellen Bearbeitungen besser nachvollziehbar macht.

Zusätzlich gibt es Tools, welche das SKOS-Vokabular für Menschen grafisch und für Maschinen strukturiert aufbereiten und auch weitergehende Möglichkeiten wie eine Suchfunktion anbieten:

  • Im Tutorial oben haben wir bereits die Präsentation der Hochschulfächersystematik bei SkoHub genutzt. Eigene SKOS-Vokabulare können ebenfalls bei SkoHub Vocabs veröffentlicht werden ohne einen eigenen Webserver zu betreiben. Das Vorgehen ist im Blogpost Presenting the SkoHub Vocabs Prototype beschrieben.

  • Eine weitere beliebte Software zur Präsentation ist Skosmos. Es gibt zwar eine Demo-Installation, aber wer eigene Vokabulare veröffentlichen möchte, muss die PHP-Software auf einem eigenen Webserver installieren.

In jedem Fall bietet es sich an, einen Permalink-Dienst wie w3id.org zu nutzen, um die Software oder den Server später einfach wechseln zu können. Im Tutorial haben wir eingangs die Basis-URL auf http://www.example.org gesetzt. Im Prinzip reicht es aus, diese URL anzupassen. Beispiel Hochschulfächersystematik:

@base <https://w3id.org/kim/hochschulfaechersystematik/> .

Wenn das Vokabular zur Nachnutzung geeignet ist, sollte es auch im Basic Register of Thesauri, Ontologies & Classifications (BARTOC) eingetragen werden.