The present work was a construction of an ontology for the representation of the Brazilian electoral structure, in order to allow the sharing of common knowledge about it. Furthermore, the Ontology Development 101 methodology, OntoKEM and Prote´ge´ applications was used as tools to support the development process. The results of the tests allowed a holistic understanding of the designated domain, as well as providing potential use by different areas, as a tool for creating new knowledge. Resumo. O presente trabalho apresenta uma proposta de ontologia para o sistema eleitoral brasileiro, de forma a possibilitar o compartilhamento de um entendimento comum acerca da mesma.. Para tal, foram utilizadas a metodologia Ontology Development 101 e as aplicac¸ o˜es OntoKEM e Prote´ge´, como ferramentas de apoio ao processo de desenvolvimento. Os resultados obtidos possibilitaram a compreensa˜o, de forma hol´ıstica, do dom´ınio proposto, ale´m de indicar potencial para sua utilizac¸ a˜o por distintas a´reas, como instrumento para criac¸a˜o de novos conhecimentos.
Ale´m disso, dados relacionados a`s eleic¸o˜es, tais como o quociente eleitoral partida´rio, o nu´mero de comparecimentos, votac¸a˜o por candidato e o pro´prio resultado da 1Informac¸o˜es adicionais podem ser encontradas na plataforma de produc¸a˜o de ana´lises e de dados sobre o pleito eleitoral, do Instituto de Estudos Sociais e Pol´ıticos, da UERJ: <http://iespnaseleicoes.com.br> Copyright © 2019 for this paper by its authors. Use permitted under Creative Commons License Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). eleic¸a˜o, embora encontrados com relativa facilidade, muitas vezes sa˜o apresentados em formatos na˜o estruturados, na˜o computacionalmente interpreta´veis, ou na˜o ontolo´gicos2.
Assim, este trabalho propo˜e-se a construir uma ontologia para representar o sistema eleitoral brasileira, com o intuito de promover o compartilhamento de um entendimento comum acerca da organizac¸a˜o e dos componentes envolvidos em uma eleic¸a˜o, ale´m da relac¸a˜o entre estes componentes.
Para tal, apo´s esta introduc¸ a˜o, a segunda sec¸a˜o tratara´, de forma pormenorizada, do problema em questa˜o. Na terceira sec¸a˜o sera´ apresentada a ontologia da eleic¸a˜o. Por sua vez, na quarta sec¸a˜o apresentaremos a metodologia utilizada para o desenvolvimento da ontologia. Ja´ a quinta sec¸a˜o apresentara´ os resultados e, por fim, sera˜o apresentadas as considerac¸o˜es finais.
A complexidade inerente ao processo eleitoral, associado ao desafio gerado pelo fato de que os dados relacionados a`s eleic¸ o˜es, muitas vezes, na˜o esta˜o adequados ao processamento computacional, acaba por gerar inconvenientes em sua coleta, modelagem, padronizac¸a˜o, consumo e combinac¸a˜o com outros conjuntos de dados, impactando o uso dos mesmos e, consequentemente, a produc¸a˜o de conhecimento acerca deles. De acordo com Isotani e Bittencourt (2015), isso demonstra a importaˆncia que, tanto a representac¸ a˜o e a estruturac¸ a˜o, quanto a conexa˜o entre conjuntos de dados distintos possuem no processo de recuperac¸a˜o e produc¸a˜o de novos conhecimentos. Esse problema, poderia ser mitigado, por meio da utilizac¸a˜o de representac¸o˜es mais robustas, tais como o uso de ontologias.
Dessa forma, este trabalho tem o objetivo de propor uma ontologia cujo dom´ınio de interesse e´ a eleic¸a˜o. Para tal, sua construc¸a˜o baseou-se, principalmente, nos dados de resultados das eleic¸o˜es dispon´ıveis no portal de dados do governo federal3. Foram combinados os dados dos arquivos contendo a votac¸a˜o nominal por munic´ıpio e zona, votac¸ a˜o do partido por munic´ıpio e zona, votac¸a˜o por sec¸a˜o eleitoral, detalhe da apurac¸a˜o por munic´ıpio e zona e, detalhe da apurac¸a˜o por sec¸a˜o eleitoral.
Pretende-se que esta ontologia possa ser utilizada para comunicac¸a˜o e
compartilhamento do conhecimento, uma vez que possibilitara´ pra´ticas referentes a` compreensa˜o
dos conceitos da estrutura eleitoral brasileira. Ale´m disso, sera´ poss´ıvel utiliza´-la para
integrac¸a˜o de conhecimento, isto e´, viabilizar a integrac¸a˜o com outros conjuntos de
dados, ale´m de permitir que sejam executadas tarefas que visam a produc¸a˜o de novos
conhecimentos
O desenvolvimento desta ontologia, baseou-se nos processos estabelecidos na Ontology
Development 101 e nos me´todos empregados em ontologias ja´ consolidadas, tais como
Linked Data Workflow Project Ontology. Como ferramentas de apoio ao
desenvolvimento, foram as utilizadas a plataforma online OntoKEM e a aplicac¸a˜o Prote´ge´ em sua
versa˜o 5.2.0.
2Leia-se como na˜o estruturado e na˜o interpreta´veis, not´ıcias em sites, infogra´ficos, mapas e etc.
A Ontology Development 101 estabelece os seguintes processos para desenvolvimento de uma ontologia: determinar escopo; considerar reuso; enumerar termos; definir classes; definir propriedades; definir restric¸ o˜es e, criar instaˆncias. Esses processos, foram agrupados em treˆs atividades principais: i) especificac¸a˜o da ontologia; ii) aquisic¸a˜o do conhecimento, e iii) implementac¸a˜o. Cabe ressaltar que este na˜o foi um processo sequencial, mas sim iterativo.
A atividade de especificac¸a˜o buscou responder as seguintes perguntas: a. Qual o propo´sito da ontologia? Esta ontologia tem como propo´sito modelar a estrutura eleitoral brasileira, com o intuito de prover o compartilhamento de um entendimento comum acerca da organizac¸a˜o e dos componentes envolvidos em uma eleic¸a˜o. b. Qual o escopo da ontologia? Dom´ınio Eleitoral Brasileiro, exceto as eleic¸o˜es municipais. c. Quais fontes de conhecimento e reuso podem ser aplicadas a esta ontologia? Foram identificas como fonte de conhecimento a ontologia Friend of a Friend (FOAF) por ja´ possuir definic¸a˜o de conceitos utilizados pela ontologia, tais como Agent, Person e Organization, e o Reposito´rio de dados eleitorais, disponibilizado pelo Tribunal Superior Eleitoral (TSE).
A atividade de aquisic¸a˜o do conhecimento envolveu processos para conceitualizac¸a˜o e formalizac¸a˜o da ontologia. Como suporte a` realizac¸a˜o desta tarefa, a ferramenta OntoKEM apresentou-se como sendo de grande valia, uma vez que permitiu o cadastro de perguntas de competeˆncia, a identificac¸a˜o dos termos e relac¸ o˜es e, sua posterior classificac¸ a˜o. Esta etapa teve como primeira atividade a realizac¸a˜o de perguntas de competeˆncia, quais sejam: i. Como esta´ configurada a estrutura das eleic¸o˜es majorita´rias brasileiras? ii. Quais sa˜o os cargos pol´ıticos de uma eleic¸a˜o federal/estadual? iii. Como sa˜o definidas as zonas eleitorais e as sec¸o˜es eleitorais? iv. Quais sa˜o os candidatos de uma determinada eleic¸a˜o? v. O que sa˜o os partidos e coligac¸o˜es? vi. Quais os candidatos mais votados em uma determinada localidade?
Como resultado desta etapa, foram obtidos os seguintes termos, separados entre verbos e substantivos:
bypasframe=] Substantivos: Eleic¸ a˜o; Presidente; Governador; Senador; Deputado Federal; Deputado Estadual; Partido; Sigla; Legenda; Posicionamento pol´ıtico; Candidatos; nome; nome de candidato; nu´mero; aˆmbito (munic´ıpio, estado, pais); poder (executivo, legislativo, judicia´rio); Eleitor; Zona Eleitoral; Munic´ıpio; Sec¸a˜o; eleitorado; abstenc¸a˜o; Turno; ano; coligac¸a˜o; localizac¸a˜o Estado; Enderec¸o; logradouro; nu´mero; bairro; Votac¸a˜o; Voto por sec¸a˜o; votos brancos; nulos; anulados; voto por candidato; votos va´lidos; Local de votac¸a˜o.
Verbos: votar; esta´ em; faz parte de; concorrer; vota para; justifica.
Alguns termos encontrados, puderam ser reutilizados da ontologia FOAF: Agent, Group, Organization, Person e name.
Posteriormente, foram conceitualizadas as principais classes, bem como foram identificadas as propriedades de dados e objetos utilizando-se a OntoKEM. Apo´s essa etapa, o projeto foi exportado do OntoKEM para o Prote´ge´, um editor ontolo´gico consolidado, gratuito e de co´digo aberto. Isso se deu ao fato de o Prote´ge´ apresentar ferramentas mais robustas para se lidar com a ontologia.
Com a ontologia carregada no Prote´ge´, definiu-se a hierarquia de classes e suas relac¸o˜es, mapeou-se as propriedades de dados e as propriedades de objetos das classes. As propriedades, tanto de dados, quanto de objetos foram refinadas.
A terceira atividade, de implementac¸a˜o da ontologia, concentrou-se na criac¸a˜o das instaˆncias e na valorac¸a˜o das propriedades das classes. Para tal, foi utilizado o plugin Cellfie, dispon´ıvel para o Prote´ge´. O plugin permite que dados no formato .csv sejam importados, automatizando-se assim, o processo de criac¸a˜o das instaˆncias, por meio de scripts escritos usando a Manchester OWL Syntax.
Uma quarta etapa, de verificac¸a˜o da ontologia foi realizada e e´ descrita na sec¸ a˜o de resultados.
A ontologia constru´ıda e´ composta por 28 classes: Aˆmbito, Poder, Cargo, Eleic¸a˜o, Turno, Voto, Sec¸ a˜o, Zona Eleitoral, Munic´ıpio, Estado, Local de Votac¸ a˜o. Ainda foram criadas as subclasses Deputado Estadual, Deputado Federal, Governador, Presidente e Senador como subclasse de Cargo, Coligac¸ a˜o, como subclasse de foaf:Group, Partido como subclasse de foaf:Organization, Candidato e Eleitor, como subclasse foaf:Person, Executivo e Legislativo como subclasse de Poder e as classes Voto Candidato e Voto Sec¸a˜o, como subclasse da classe Voto.
As classes foram modeladas de forma que pudessem ser representados os resultados das eleic¸o˜es para qualquer aˆmbito, para qualquer cargo, em qualquer sistema eleitoral. Essa representac¸a˜o gene´rica, foi realizada apoiando-se nos conjuntos de dados de eleic¸ o˜es do Governo Federal. As classes Munic´ıpio e Estado embora na˜o sejam pilares da ontologia, tem fundamental importaˆncia, pois ira˜o permitir a relac¸a˜o com outras ontologias. Uma visa˜o geral da ontologia pode ser vista na Figura 1. Propriedades de dados e algumas propriedade de objetos (relac¸o˜es) foram ocultadas em face a legibilidade.
Figura 1. Uma vis a˜o geral da ontologia modelada
A ontologia aqui desenvolvida, pode ser classificada: i) quanto a sua hierarquia,
como uma ontologia de dom´ınio - definindo e caracterizando o dom´ınio, mas o
suficientemente flex´ıvel para que possam ser aplicados em outros dom´ınios
A ontologia completa, um mapa mental usado para uma representac¸a˜o gra´fica, bem como o roteiro e os scripts usados para se criar as instaˆncias da ontologia, podem ser encontrados no reposito´ rio4 online criado para este trabalho.
Neste trabalho construiu-se uma ontologia do sistema eleitoral brasileiro. Sua modelagem, realizada a partir da combinac¸a˜o de conjuntos dados isolados em uma ontologia, permitiram o compartilhamento de um entendimento comum acerca da organizac¸a˜o e dos componentes envolvidos. A utilizac¸a˜o do mecanismo de infereˆncia Pellet, componente do Prote´ge´, permitiu que inconsisteˆncia fossem verificadas, ale´m de computar automaticamente outras classes e axiomas.
As questo˜ es de competeˆncia, bem como outras quest o˜es puderam ser respondidas pelas pr o´prias instaˆncias da ontologia, como por exemplo o n u´mero de votantes por sec¸ a˜o, a quantidade de votos brancos e nulos por sec¸a˜o, ou o nu´ mero de eleitores que votaram em determinado candidato.
Ale´m disso, conforme um dos objetivos estabelecidos, modelar a ontologia em uma linguagem formal, neste caso OWL-DL, permitiu a identificac¸a˜o dos conceitos da estrutura eleitoral, bem como suas propriedades e relac¸ o˜es, inserindo semaˆntica a essa representac¸a˜o.
Assim, esta ontologia apresenta um total de 28 classes, 30 propriedades de objetos, mais de 30 propriedades de dados e mais de 17 mil instaˆncias de classes. Isso, resultou em mais de 124 mil axiomas.
Por fim, com o intuito de confrontar a aplicabilidade da ontologia, foram formuladas duas quest o˜es, quais sejam: a) qual a quantidade de eleitores de um determinado munic´ıpio? b) qual o candidato a Governador mais votado em Santa Catarina? As Figuras 2 e 3 trazem, respectivamente, as consultas SPARQL que respondem a essas perguntas.
Figura 2. consulta em resposta a questa˜ o a 4Reposito´rio online para o projeto: <https://github.com/jeffersonchaves/ontologia eleicao>.
Figura 3. consulta em resposta a questa˜ o b
Este trabalho buscou construir uma ontologia para representac¸a˜o do sistema eleitoral brasileiro. Embora, tenham sido encontrados alguns problemas de ordem te´cnica, foi poss´ıvel obter respostas para distintas perguntas no que diz respeito a` estrutura eleitoral brasileira. Percebeu-se potencial para a utilizac¸a˜o desta ontologia, por diversas a´reas de conhecimento, de forma a possibilitar a construc¸a˜o de ana´lises consoantes com a realidade. Assim, a partir disso, novos conhecimentos podera˜o ser constru´ıdos.
Como trabalhos futuros podera˜o ser constru´ıdas ontologias que possibilitem a importac¸a˜o dos dados para ale´m do estado de Santa Catarina. Ainda, espera-se adicionar dados com perfil do eleitor a esta ontologia, compreendendo que esta faz parte deste dom´ınio.