Seminar Datenkataloge und Semantik – DCAT, JSON-LD und SHACL

Ein Datenangebot ist erst nutzbar, wenn Inhalt, Bedeutung, Qualität und Zugriffsweg verständlich beschrieben sind. Das Seminar behandelt die Entwicklung eines gemeinsamen Metadatenprofils und die Veröffentlichung von Datenprodukten in einem föderierten Katalog. Dabei werden fachliche Verständlichkeit und maschinelle Prüfbarkeit miteinander verbunden.

Praktisch entstehen Beschreibungen für Daten aus unterschiedlichen Organisationen. DCAT dient der Katalogmodellierung, JSON-LD der strukturierten Darstellung und SHACL der Prüfung vereinbarter Anforderungen. Die Übungen untersuchen außerdem, was eine gültige Metadatenbeschreibung über die tatsächliche Qualität der angebotenen Nutzdaten aussagt.

Lernziele

• Datenprodukte, Datensätze, Distributionen und Datendienste mit passenden Metadaten beschreiben.
• Ein begrenztes gemeinsames Profil erstellen und mit SHACL auf vereinbarte Regeln prüfen.
• Mehrere Katalogquellen zusammenführen und Probleme bei Semantik, Aktualität und Versionen erkennen.

Inhaltsübersicht

1. Datenprodukte und Qualitätsmerkmale
2. RDF und JSON-LD
3. DCAT und gemeinsame Profile
4. Validierung mit SHACL
5. Föderierte Kataloge
6. Semantische Abstimmung und Pflege

Seminarinhalte

1. Datenprodukte und Qualitätsmerkmale

• Fachliche Beschreibung, verantwortliche Stelle, Nutzungsbedingungen und technische Bereitstellung erfassen.
• Vollständigkeit, Aktualität, räumlichen Bezug und bekannte Einschränkungen beschreiben.
• Metadatenqualität von der Qualität des zugrunde liegenden Datenbestands unterscheiden.

2. RDF und JSON-LD

• Ressourcen, Eigenschaften, Bezeichner und Beziehungen anhand kleiner Modelle erarbeiten.
• Kontexte und Namensräume in JSON-LD nachvollziehen und typische Modellierungsfehler erkennen.
• Fachliche Begriffe konsistent bezeichnen und unterschiedliche Schreibweisen zusammenführen.

3. DCAT und gemeinsame Profile

• Katalog, Datensatz, Distribution und Datendienst mit DCAT 3 modellieren.
• Pflichtangaben und projektspezifische Ergänzungen als gemeinsames Profil festlegen.
• Versionierung, Datenserien und Beziehungen entsprechend dem tatsächlichen Anwendungsfall einsetzen.

4. Validierung mit SHACL

• Shapes für Pflichtfelder, Datentypen, Kardinalitäten und erlaubte Werte entwickeln.
• Fehlerhafte Beschreibungen prüfen und Validierungsmeldungen fachlich erklären.
• Strukturprüfungen mit zusätzlichen fachlichen Qualitätsregeln sinnvoll kombinieren.

5. Föderierte Kataloge

• Dezentrale Veröffentlichung und zentrale beziehungsweise verteilte Suche unterscheiden.
• Katalogquellen einlesen, zwischenspeichern und deren Aktualität kontrollieren.
• Sichtbarkeit, Zugriffsrechte und vertrauliche Angaben in Metadaten berücksichtigen.

6. Semantische Abstimmung und Pflege

• Begriffe, Einheiten, Codes und Bezeichner verschiedener Anbieter aufeinander abbilden.
• Schemaänderungen, Migration und Abkündigung in einer Pflegeordnung festlegen.
• Katalogeinträge anhand definierter Such- und Nutzungsfälle abnehmen.

Praxisübungen

1. Zwei unterschiedlich beschriebene Datenangebote in ein gemeinsames Metadatenprofil überführen.
2. Die Beschreibungen in JSON-LD erstellen und Beziehungen zu Datenzugängen ergänzen.
3. Passende SHACL-Regeln formulieren und gezielt fehlerhafte Beschreibungen validieren.
4. Die korrigierten Angebote in einer vorbereiteten Katalogumgebung auffindbar machen.
5. Eine inkompatible Schemaänderung erkennen und eine abgestimmte Migrationsregel entwickeln.

Schulungsumgebung

Der Kunde stellt Arbeitsplätze mit Editor, Browser, lokaler RDF- und SHACL-Werkzeugumgebung sowie vorbereitetem Datenkatalog bereit. Ein EDC-Katalogzugang kann das Beispiel ergänzen. Alle Beschreibungen und Datenbestände sind synthetisch; externe Katalogdienste werden für die Übungen nicht benötigt.