Извлечение семантической информации из графических схем
Ключевые слова:
блок-схема, векторная графика, ситуационно-ориентированная парадигма, ситуационная модель, виртуальный документ, извлечения устройствАннотация
Рассматривается задача извлечения семантической информации из электронного документа, заданного в формате векторной графики и содержащего графическую модель (схему), построенную с помощью графического редактора. Задача состоит в программном извлечении определенных структурных и параметрических свойств схемы и занесении их в базу данных для последующего использования. На основе проведенного анализа возможностей графических редакторов сделан вывод об актуальности этой задачи для универсальных редакторов, не привязанных к конкретным графическим нотациям и использующих открытые графические форматы документов, что допускает программную обработку. Предлагаемый подход рассматривает графические документы на трёх уровнях абстракции: концептуальном (семантические свойства схемы), логическом (представление семантических свойств на внутреннем уровне документа) и физическом (внутренняя организация графического документа). Решение задачи основано на построении концептуально-логического отображения, то есть отображения концептуальной модели схемы в логическую модель графического документа с учетом его физической модели. В рамках подхода разработан алгоритм построения указанного отображения, представленный в виде объектно-ориентированного псевдокода. Исследование внутренней разметки в открытых графических форматах позволило построить модели идентификации элементов схемы и их соединений между собой, что необходимо для конкретного применения алгоритма. Получены выражения для адресации элементов схемы и доступа к их свойствам. Предложенный подход реализован на основе ситуационно-ориентированной парадигмы, в рамках которой процесс извлечения управляется иерархической ситуационной моделью. Обрабатываемые данные задаются в ситуационной модели в виде виртуальных документов, отображаемых на разнородные внешние источники данных. Для решаемой задачи рассматривается отображение на два варианта форматов векторной графики: на «плоский» файл разметки и на набор таких файлов в электронном архиве. Практическое использование результатов иллюстрируется на примере извлечения семантической информации из графических моделей, разрабатываемых на различных этапах проектирования баз данных.
Литература
2. Pérez R., Guerrero R. A computer agent that develops visual compositions based on the ER-model // Annals of Mathematics and Artificial Intelligence. 2020. vol. 88, no. 5–6. P. 549–588. DOI: 10.1007/s10472-019-9616-3.
3. Coelho D., Mueller K. Infomages: Embedding Data into Thematic Images // Computer Graphics Forum. 2020. Vol. 39, no. 3. pp. 593–606. DOI: 10.1111/cgf.14004.
4. Tsandilas T. StructGraphics: Flexible Visualization Design through Data-Agnostic and Reusable Graphical Structures // IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. 2021. vol. 27, no. 2. pp. 315–325. DOI: https://doi.org/ 10.1109/TVCG.2020.3030476.
5. Yu Z., Xiong Z. Comparative Analyses for the Performance of Rational Rose and Visio in Software Engineering Teaching // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2018. vol. 1087. no. 6. pp. 062–041. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1087/6/062041.
6. Parker D. J. Mastering Data Visualization with Microsoft Visio Professional 2016 // Packt Publishing Ltd. 2016. P. 334.
7. He L., Lian J. Instructional Design of Practice Course of Logistics System Planning and Design Based on Visio // The 9th International Conference on Information Technology in Medicine and Education (ITME’2018), IEEE, 2018. pp. 526–530. DOI: 10.1109/ITME.2018.00122.
8. Ruiz Ledesma E.F. et al. Educational tool for generation and analysis of multi-dimensional modeling on data warehouse // International Journal of Advanced Computer Science and Applications. 2020. vol. 11, no. 9. pp. 261–267. DOI: 10.14569/IJACSA.2020.0110930.
9. Shafiee S. et al. Evaluating the benefits of a computer-aided software engineering tool to develop and document product configuration systems // Computers in Industry. 2021. vol. 128. DOI: 10.1016/j.compind.2021.103432.
10. Medoh C., Telukdarie A. Business Process Modelling Tool Selection: A review // IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM’2017). IEEE. 2017. pp. 524–528. DOI: 10.1109/IEEM.2017.8289946.
11. Afanasyev A., Voit N., Gaynullin R. The analysis of diagrammatic of workflows in design of the automated systems // Uncertainty Modelling in Knowledge Engineering and Decision Making. 2016. pp. 509-514. DOI: 10.1142/ 9789813146976_0082.
12. Voit N., Bochkov S., Kirillov S. Temporal Automaton RVTI-Grammar for the Diagrammatic Design Workflow Models Analysis // IEEE 14th International Conference on Application of Information and Communication Technologies (AICT’2020), Tashkent: Uzbekistan, 2020, pp. 1-6. DOI: 10.1109/AICT50176.2020.9368810.
13. Afanasyev A., Voit N., Ukhanova M., Ionova I. Development of the approach to check the correctness of workflows // Data Science and Knowledge Engineering for Sensing Decision Support (ITIDS’2018), pp. 1392-1399. DOI: 10.1142/9789813273238_0173.
14. Shah R., Kesan J. Interoperability challenges for open standards: ODF and OOXML as examples // Proceedings of the 10th Annual International Conference on Digital Government Research: Social Networks: Making Connections between Citizens, Data and Government (dg.o’09). Puebla: Digital Government Society of North America. 2009. pp. 56–62.
15. Doncevic J., Fertalj K. Database integration systems // Proceedings of 43rd International Convention on Information, Communication and Electronic Technology, (MIPRO’2020), 2020. pp. 1617–1622. DOI: .https://doi.org/10.23919/MIPRO48935. 2020.9245245.
16. Kolonko M., Mullenbach S. Polyglot Persistence in Conceptual Modeling for Information Analysis // Proceedings of 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies, (ACIT’2020), 2020. pp. 590–594. DOI: https://doi.org/10.1109/ACIT49673.2020.9208928.
17. Kosmerl I., Rabuzin K., Sestak M. Multi-model databases - Introducing polyglot persistence in the big data world // Proceedings of 43rd International Convention on Information, Communication and Electronic Technology, (MIPRO’2020), 2020. pp. 1724–1729. DOI: 10.23919/MIPRO48935.2020.9245178.
18. Montgomery C., Isah H., Zulkernine F. Towards a Natural Language Query Processing System // Proceedings of 1st International Conference on Big Data Analytics and Practices (IBDAP’2020), 2020. DOI: 10.1109/IBDAP50342.2020.9245462.
19. Миронов В.В., Гусаренко А.С., Юсупова Н.И. Структурирование виртуаль-ных мультидокументов в ситуационно-ориентированных базах данных с помощью entry-элементов // Труды СПИИРАН. 2017. № 53. С. 225–243. DOI: 10.15622/sp.53.11.
20. Mironov V.V., Gusarenko A.S., Yusupova N.I. Situation-oriented databases: document management on the base of embedded dynamic model // CEUR Workshop Proceedings (CEUR-WS.org): Selected Papers of the XI Internation-al Scientific-Practical Conference Modern Information Technologies and IT-Education (SITITO’2016), Moscow: Russia. 2016. vol. 1761. 2016. pp. 238-247.
21. Mironov V., Gusarenko A., Yusupova N. JSON Documents Processing Using Situation-Oriented Databases // Acta Polytechnica Hungarica. 2020. vol. 17. No. 8. pp. 29–40. DOI: 10.12700/APH.17.8.2020.8.3.
22. Mironov V., Gusarenko A., Tuguzbaev G. Graphic Documents Parametric Personalization for Information Support of Educational Design Using Situation-Oriented Databases // Advances in Intelligent Systems Research – Proceedings of the 8th Scientific Conference on Information Technologies for Intelligent Decision-Making Support (ITIDS’2020). pp. 260–267. DOI: 10.2991/aisr.k.201029.050
Extracting Semantic Information from Graphic Schemes
Abstract
The problem of extracting semantic information from an electronic document specified in the vector graphics format and containing a graphic model (diagram) built using a graphic editor is considered. The problem is to program retrieving certain structural properties and parametric circuit and entering them into a database for later use. Based on the analysis of the capabilities of graphic editors, a conclusion has made about the relevance of this task for universal editors that are not tied to specific graphic notations and use open graphic document formats, which allows program processing. The proposed approach considers graphic documents at three levels of abstraction: conceptual (semantic properties of a schema), logical (presentation of semantic properties at the internal level of the document) and physical (internal organization of a graphic document). The solution to the problem is based on the construction of a conceptual-logical mapping, i.e., mapping a conceptual model of a circuit to a logical model of a graphic document, according to its physical model. Within the framework of the approach, an algorithm for constructing the indicated mapping is developed, presented in the form of an object-oriented pseudocode. The study of internal markup in open graphic formats made it possible to build models for identifying circuit elements and their connections to each other, which is necessary for a specific application of the algorithm. Expressions for addressing schema elements and accessing their properties are obtained. The proposed approach is implemented on the base of a situation-oriented paradigm, within which the extraction process is driven by a hierarchical situational model. The processed data is specified in the situational model in the form of virtual documents displayed on heterogeneous external data sources. For the problem being solved, we consider the mapping to two variants of vector graphics formats: to a "flat" markup file and to a set of such files in an electronic archive. The practical use of the results is illustrated by the example of extracting semantic information from graphical models developed at various stages of database design.
Опубликован
Как цитировать
Раздел
Copyright (c) Валерий Викторович Миронов, Артем Сергеевич Гусаренко, Гаяз Ахтямович Тугузбаев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).