\section{Ontologia (SS)}
\label{ont}

Ontologiatutkimuksen peruskysymys on ''mitä on?'' 
Tutkimuksen kohde on johonkin
tiettyyn alueeseen (domain) $D$ kuuluvien asioiden (käsitteiden)
kategoriat ja näiden väliset suhteet. 
Pyrkimyksenä on muodostaa yhtenäinen
käsitteistö asioista, joiden uskotaan kuuluvan 
ongelma-alueeseen. Nykyään ontologiatutkimuksessa
ei niinkään pyritä muodostamaan yleistä 
mallia kaikista olemassaolevista asioista. 
Tällaisen muodostaminen olisikin käytännössä 
mahdotonta, sillä vastaus kysymykseen 
''mitä on olemassa'' riippuu ensinnäkin siitä, keneltä 
kysytään ja toiseksi käytettävästä
kielestä. Esimerkiksi eskimoiden kielessä 
on huomattavasti enemmän lunta tai sen tyyppejä
kuvaavia sanoja kuin suomen kielessä. 
Annetun ongelma-alueen $D$ 
ontologia on siis aina tehty
jonkin kieltä $L$ käyttävän henkilön näkökulmasta.
[Sow00]

Ontologioita on tutkittu aina tieteen historiassa. 
Oman näkemyksensä ovat tarjonneet niin Platon, 
Aristoteles, Kant kuin Peirce ja jokainen esimerkiksi
olio-ohjelmointia harrastanut. Olio-ohjelmoinnissa
ohjelma on tarkoitus järjestää tietyn ongelma-alueen 
hierarkisen ontologian mukaisesti. Esimerkiksi 
Javan Swing-käyttöliittymäpakkaus on yksi esimerkki
käsitteen käyttöliittymä Java-kielellä määritellystä 
ontologiasta.

Ontologioita on mahdollista esittää hyvin monilla 
eri tavoilla, niin luonnollisella kielellä kuin 
formaalistikin, esimerkiksi predikaattilogiikalla,
SQL-kielellä tai Prologilla. Nykytrendinä on kuitenkin 
pyrkimys datan esitysmuodon mahdollisimman suureen 
riippumattomuuteen sovellusalustasta, joten 
XML:n ilmestymisen jälkeen onkin esitetty
tätä esitystapaa hyväksikäyttäviä ontologioiden 
määrittelykieliä. Kuten ohjelmointikielissäkin,
on näiden (esim. DAML+OIL\footnote{http://www.daml.org} 
tai RDFS) ontologiakielien 
ilmaisuvoimissa eroja. Siinä, missä yhdellä on
mahdollista ilmaista syklisiä perimishierarkioita
ja osallistumisrajoitteita (cardinality), ei 
tämä toisella kielellä ole välttämättä mahdollista. 

Tässä projektissa ontologioita käytetään hyväksi
kuvien luettelointitietojen antamisessa (annotoinnissa). 
Pitäydydymme ontologioissa, jotka
on mahdollista määritellä RDF:n (luku \ref{rdf}) 
käyttämän RDF Schema määrittelyn
versiolla 1.0 (luku \ref{rdfs}). 


\subsection{Esimerkki ontologiasta (SS)}
\label{ont_esiont}

Ontologiat muodostavat siis käsiteverkkoja, 
jotka on mahdollista kuvata esimerkiksi olio-paradigman 
avulla esimerkiksi luokkakaaviotekniikalla (UML).
Tässä luvussa kuvatussa esimerkissä
näkökulmaksi voidaan ottaa Sowan [Sow00] esitys. 

Yleiskäsitteiden jakautuminen hierarkisesti 
alikäsitteiksi kuvataan oliomallissa 
periytymisenä. Esimerkiksi luokalla \texttt{Virka}
voisi olla aliluokkinaan \texttt{YlemmätToimihenkilöt}
ja \texttt{AlemmatToimihenkilöt}. Yliopiston \texttt{Rehtori}
puolestaan perii luokan \texttt{YlemmätToimihenkilöt}.
[Kuva \ref{ontesim1}.)

Pelkkä perimishierarkia ei kuitenkaan ole riittävä
kuvaamaan mitään todellista ontologiaa, joten 
mukaan tulevat myös luokkien väliset yhteydet
eli ominaisuudet.
Yllä kuvatussa viran ontologiassa esimerkiksi 
alemmilla toimihenkilöillä on esimies-yhteys 
johonkin ylempään toimihenkilöön. Jokaiselle viralle
tulee myös olla mahdollista määritellä hoitaja
sekä taho (virasto, yritys, laitos tms.), 
mihin virka liittyy. Hoitaja on tässä tapauksessa 
aina jokin ihminen, eli toisin sanoen luokan 
\texttt{Virka} ominaisuus \textit{Hoitaja} 
on arvoltaan luokan \texttt{Ihminen} ilmentymä.
Ihminen puolestaan on toisaalta nisäkäs ja 
toisaalta maalla elävä eläin. (Kuva \ref{ontesim2}.)


Kuvien annotoinnissa ontologian avulla (esimerkiksi
RDF:llä) on pohjimmiltaan kyse siitä, että kuvan 
selitys eli metatieto esitetään tavalla
jolla sitä pystytään käsittelemään ihmisen 
kannalta mielekkäällä tavalla automaattisesti.
\footnote{Semantic web -projekti (www.w3c.org/2001/sw/) 
pohjautuu ontologioiden käyttöön www-sivujen tai 
muiden lähteiden annotoinnissa. Ontologioilla
pyritään esittämään kuvauksessa käytettävien 
käsitteiden merkitykset tavalla, joka mahdollistaa
automaattisen käsittelyn, eli toisin sanoen 
kuvaukset pyritään esittämään siten, että 
''tietokonekin ymmärtää niiden merkityksen''.
Toimiiko tämä sitten käytännössä ihmisen kannalta
mielekkäällä tavalla jää nähtäväksi, ja
isommassa mittakaavassa tämänkin projektin  
toivotaan tuovan lisävaloa juuri tähän kysymykseen.}
Luvussa \ref{ontnav} esitellään muutamia
tapoja, joilla tätä ontologian avulla 
esitettyä metatietoa voidaan käyttää 
hyväksi historiallisen kuva-aineiston 
virtuaalinäyttelyssä.

\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=1.0\textwidth]{ontesim1.eps}
\caption{Esimerkki virka-käsitteen ontologiasta, jossa
huomioitu vain perimissuhde.}
\label{ontesim1}
\end{center}
\end{figure}

\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=1.0\textwidth]{ontesim2.eps}
\caption{Esimerkki virka-käsitteen ympärille muodostuvasta
ontologiasta. Kuvassa tavallinen nimetty nuoli kuvaa lähtöluokan 
ominaisuutta, jonka tyyppi on nuolen osoittama luokka.}
\label{ontesim2}
\end{center}
\end{figure}



\subsection{Fasetti (SS)}
\label{ont_fas}

Fasetilla tai käsiteryppäällä 
tarkoitetaan puumaista käsitehierarkiaa eli 
tiettyä näkökulmaa käsiteltävään hierarkisesti 
luokiteltuun aineistoon. 
Koska ontologiassa periytymisen näkökulma tarjoaa nimenomaan 
tämänkaltaisen luokittelun annetulle ongelmakentälle 
olematta kuitenkaan moniperinnän vuoksi fasetti, 
on myös syytä määritellä fasetin ja ontologian suhde.

Tässä yhteydessä käyttämämme ontologian määrittely
rajoittaa ontologiat perimisen suhteen syklittömiksi
verkoiksi.
Yhteen fasettiin kuuluu valitusta solmusta (juuri) kaikki 
juuri-lehti-polut. Kuvassa \ref{ont_fas_kuva} on 
eläinfasetti yllä kuvatusta ontologiasta. 


\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{ont_fas.eps}
\caption{Eläin-fasetti kuvassa \ref{ontesim2} määritellystä
ontologiasta.}
\label{ont_fas_kuva}
\end{center}
\end{figure}
 

