Full text: XVIIth ISPRS Congress (Part B3)

  
  
1.2 Wissensbasis 
Die Wissensreprüsentation ist eines der zentralen 
Probleme bei der Erstellung von Expertensystemen. 
Das Wissen in der Wissensbasis kann in drei 
verschiedene Bereiche unterteilt werden. 
-» fallbezogenes Faktwissen: Dieses Wissen wird vom 
Benutzer des Systems im Laufe der Konsultation 
eingegeben. 
-» bereichsspezifisches Expertenwissen: Es existie- 
ren verschiedene Reprüsentationsformen im Bereich 
der Wissensreprüsentation. Das bereichsspezifische 
Expertenwissen kann im Prinzip nur durch Regeln 
abgebildet werden. Viele Expertensysteme 
beschränken sich auf diese Repräsentationsart des 
Wissens. Andere Formen der Wissensreprasentation 
stellen eine konzeptionelle Erweiterung zur 
Annäherung an menschliche Denkabläufe und 
Gedächtnismechanismen dar, Sie erhöhen aber nicht 
die Mächtigkeit bezüglich der  Problemlósungs- 
fähigkeit, Normalerweise ändert sich das 
bereichsspezifische Wissen während der Konsultation 
nicht. 
-> Die Zwischen- und Endergebnisse: Dieses Wissen 
wird von System durch den Inferenzmechanismus 
ermittelt. 
Es gibt verschiedene Formen der Wissensrepräsen- 
tation: 
Die regelorientierte Wissensrepräsentation verwen- 
det Wissen in Form von Regeln, die strukturierte 
Wissensrepräsentation läßt sich unter anderem in 
Semantische Netze, Frames und die objektorientierte 
Repräsentation unterteilen. 
Regelbasierte Systeme sind meistens einfach zu 
handhaben. Sie bieten den Vorteil, daß sie relativ 
schnell zu verwirklichen sind. Dadurch besteht die 
Möglichkeit Wissen, das in verbaler Form vorliegt, 
mit | vergleichsweise wenig Aufwand in einem 
Expertensystem zu integrieren. 
Eine Regel kann folgende Form haben: 
Wenn (Pràmisse) dann (Konklusion) 
Sowohl Prämisse als auch  Konklusion  kónnen 
Einzelaussagen der Konjunktionen und Disjunktionen 
von Einzelaussagen sein, wie z.B. 
Wenn A und B oder C ... dann D 
Eine Erweiterung der regelorientierten 
Wissensrepraásentation ist die strukturierte Regel, 
Die strukturierte Regel enthält Aussagen über 
Aktivierungsbedingungen. Diese können zum Beispiel 
Randbedingungen, Schwellenwerte oder Listen von 
Ausnahmefällen mit den zugehörigen Unterlassungs- 
werten sein, 
Unsicheres Wissens kann mit Hilfe von 
Konfidenzfaktoren repräsentiert werden. Als weitere 
Möglichkeiten dieser Wissensrepräsentation sei auf 
das Bayes’sche Theorem, die Dempster-Shafer-Theorie 
und die Fuzzy-Logik verwiesen. 
Die Wissensbank des am IPB entwickelten 
Expertensystems besteht aus Programmen, Objekten 
und Regeln. Mit Hilfe der Regeln wird die 
Vorgehensweise des Experten simuliert. Da sich 
Regeln eng an die natürliche Sprache anlehnen, kann 
das Wissen relativ einfach implementiert werden. 
Außerdem verringern sich so die Kosten für Wartung 
und Erweiterung des Systems. 
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1.3 Inferenzkomponente 
Das Inferenzsystem ist für den Ablauf des gesamten 
Problemlösungsprozesses während der Konsultation 
eines Expertensystems verantwortlich. 
Regeln in der Wissensbasis können durch die 
Inferenzkomponente wie folgt ausgewählt werden: 
1. Durch Mustervergleich wird eine anwendbare Regel 
aus der Wissensbasis ausgesucht. Existieren mehrere 
anwendbare Regeln, die sich auf gleiche Fakten 
beziehen, entscheidet die Inferenzkomponente über 
die Auswahl einer Regel (Konfliktlösung). 
2. Nun kommt die ausgewählte Regel zur Anwendung, 
d.h. die Regel feuert. 
3. Wenn der Zielzustand erreicht ist, terminiert 
das Expertensystem, andernfalls beginnt die 
Inferenzkomponente erneut bei Punkt 1. 
Die in Expertensystemen angewendeten Methoden zur 
Lósungsfindung stammen zum Teil noch aus den 
Anfängen der Künstlichen Intelligenz, Sie 
entsprechen nicht dem neuesten Stand der 
Forschnung. Allerdings wenden meschliche Experten 
auch keine komplexen Kontrollstrategien an. Sie 
bedienen sich eher einfacherer Problem- 
lósungsstrategien, mit denen ein  unfangreiches 
Fachwissen bearbeitet wird. Dadurch sind auch 
einfachere Strategien in Expertensystemen 
wirkungsvoll. 
Als Möglichkeiten des Vorgehens der 
Inferenzkomponente sei auf folgende Punkte 
verwiesen: 
Rückwärtsverkettung, Vorwärtsverkettung, Tiefen- 
suche, Breitensuche, nicht monotones Schließen, 
Blackboard-Architektur und Metainferenz. 
1.4 Benutzerschnittstelle 
Wesentlich für die Akzeptanz eines Expertensystems 
ist die Benutzerschnittstelle. Bei dem am IPB zur 
Zeit entwickelten Expertensystem ist die 
Wissensbasis in Module unterteilt worden. Jedes 
Modul repräsentiert einen bestimmten Teilbereich 
der Berechnung komplexer Bildverbände. Jeder 
Teilbereich der Berechnung besteht aus bisher 
eingesetzten Programmen und dem Wissen zur 
Bedienung und Steuerung der Programme. Sämtliche 
Module sind in Form eines Flußdiagrammes in einem 
Fenster | angeordnet. Durch eine entsprechende 
Auswahl mit der Maus kónnen die Module ausgewühlt 
werden. So ist es möglich Teilbereiche oder 
komplette Berechnungsvorgänge zu starten. Dabei 
werden die durch die Berechung erzielten Ergebnisse 
dem Anwender automatisch zur Verfügung gestellt und 
immer auf den neuesten Stand gebracht. Die Ausgabe 
geschieht meist in graphischer Form. Ferner werden 
dem Anwender in jeder Phase der Konsultation des 
Systems Informationen zur Erklärung des Vorgehens 
des Systems angeboten. Sämtliche Variablen des 
Systems sind jederzeit abruf- und veränderbar, so 
daß auch eine manuelle Veränderung der Zustände des 
Expertensystems durch den Benutzer erfolgen kann. 
2. MUSTERERKENNUNG IM EXPERTENSYSTEM 
Ein Programm innerhalb des Expertensystems legt 
eine neue Orientierungsreihenfolge des 
Bildverbandes fest. Das Ergebnis wird in Form von 
Verknüpfungspunkten in einer Matrix dargestellt.
	        
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