                 Em direção a uma Ontologia das Eleições Brasileiras
                                          Aı́quis R. Gomes1 , Kele T. Belloze1
                            1
                         Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
             Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ)
                                        Rio de Janeiro, RJ – Brasil
                      aiquis.gomes@eic.cefet-rj.br, kele.belloze@cefet-rj.br

              Abstract. This paper presents the process of creating an electoral domain on-
              tology, using open data published by the Superior Electoral Court. In order to
              conduct this process, we analyzed and adopted activities of different methodolo-
              gies for the construction of ontologies. The construction of this ontology is part
              of a work that has the purpose of developing a methodology of support in the
              process of publication of Open Government Data as Linked Open Data.

              Resumo. Este trabalho apresenta o processo de criação de uma ontologia do
              domı́nio eleitoral utilizando dados abertos publicados pelo Tribunal Superior
              Eleitoral. Para a condução desse trabalho, foram analisadas e adotadas ativi-
              dades de diferentes metodologias para construção de ontologias. A construção
              dessa ontologia é parte de um trabalho que tem como propósito o desenvol-
              vimento de uma metodologia de apoio ao processo de publicação de Dados
              Abertos Governamentais como Dados Abertos Ligados.

        1. Introdução
        Governos ao redor do mundo têm cada vez mais buscado por ferramentas que permitam
        maior transparência, que ajudem a combater a corrupção e que contribuam para um go-
        verno participativo. Para endereçar esse problema, muitos paı́ses estão desenvolvendo ini-
        ciativas de Dados Abertos Governamentais (em inglês, OGD - Open Government Data),
        que podem ser definidos como dados produzidos e mantidos por agências governamen-
        tais que respeitam os requisitos de Dados Abertos [Kučera et al. 2013]. Essas iniciativas
        podem ser potencializadas por meio da utilização de Dados Ligados, um conjunto de
        padrões que buscam ligar dados de modo que sejam facilmente consumidos por máquinas
        e seu significado seja explicitamente definido [Bizer et al. 2011], criando assim o que é
        conhecido como Dados Abertos Ligados (em inglês, LOD - Linked Open Data).
               Apesar de trazer benefı́cios como controle e responsabilidade com os dados publi-
        cados, permitindo um reuso flexı́vel, poucos governos têm utilizado esse padrão por falta
        de familiaridade, de um guia para implementação e até baixo interesse da comunidade de
        desenvolvedores [Sheridan and Tennison 2010]. Essas questões expressam baixo grau de
        maturidade na publicação de dados abertos, o qual pode ser medido por meio do esquema
        de implementação das 5 estrelas, um modelo de qualidade de 5 etapas proposto por Tim
        Berners-Lee [Hausenblas and Kim 2015], em que o mais alto nı́vel significa o uso pleno
        de LOD.
              Nesta perspectiva, faz-se importante prover um framework que apoie a evolução
        no modelo de qualidade, detalhando etapas e processos necessários para se chegar no nı́vel


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mais alto, de forma a servir como guia para órgãos governamentais. Algumas aborda-
gens para a criação de LOD passam pela elaboração de ontologias [Victorino et al. 2018,
Pattuelli et al. 2015, Sérgio et al. 2015]. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo
apresentar o processo de construção de uma ontologia do domı́nio eleitoral, que, den-
tro do processo maior de construção do framework, servirá como apoio à publicação de
LOD. Conjuntos de dados abertos do Tribunal Superior Eleitoral (TSE) do Brasil foram
utilizados para modelar uma ontologia das eleições brasileiras. O desenvolvimento dessa
ontologia apoia-se em metodologias estabelecidas para criação de ontologias com foco
em processos que possam ser aplicados ao objetivo de publicação de dados ligados.
       Além dessa introdução, esse trabalho está organizado como segue. A seção 2
descreve e analisa as metodologias para construção da ontologia. A seção 3 apresenta o
levantamento de requisitos da ontologia. A seção 4 detalha o processo de reutilização de
recursos. A seção 5 descreve a conceitualização da ontologia. Por fim, a seção 6 apresenta
as considerações finais sobre o trabalho e próximos passos.

2. Metodologia
O estudo de ontologias é bastante difundido nas áreas de representação do conheci-
mento e inteligência artificial. Existem várias metodologias para seu desenvolvimento,
como a METHONTOLOGY [Fernández-López et al. 1997], Ontology Development 101
[Noy and McGuiness 2001], SABiO [Falbo 2014] e NeOn [Suarez-Figueroa et al. 2012],
que são bastante conhecidas entre desenvolvedores de ontologias, e possuem, inclusive,
muitos aspectos semelhantes entre si.
        A metodologia NeOn é baseada em cenários, a qual apoia diversas situações do
desenvolvimento de ontologias, além de ter um foco grande em colaboração e no reuso de
ontologias e recursos não-ontológicos [Suarez-Figueroa et al. 2012]. As caracterı́sticas
em questão motivaram a escolha dessa metodologia como guia primário para o desenvol-
vimento da ontologia deste trabalho. Contudo, a etapa de conceitualização da ontologia é
pouco detalhada pela NeOn. Por este motivo, foi avaliado como a METHONTOLOGY,
SABiO e a Ontology Development 101 tratam a etapa referente. Apesar de serem três
abordagens diferentes, todas têm como objetivo identificar e explicitar conceitos, atribu-
tos e relações. A principal diferença entre elas está nos artefatos que são produzidos e o
grau de formalismo derivado desses artefatos.
       Após comparação entre as metodologias, optou-se por utilizar a Ontology De-
velopment 101 para a conceitualização. Essa escolha se deu pela mesma ter seu foco
voltado para a parte prática da implementação, além de ser direcionada para um público
com menos experiência em desenvolvimento de ontologias, devido ao número menor de
formalismos e artefatos a serem produzidos. Tais caracterı́sticas adicionadas à questão de
a ontologia construı́da neste trabalho ser uma ontologia reduzida, com escopo e domı́nio
bem definidos, apoiaram a escolha dessa metodologia entre as analisadas.

3. Levantamento de Requisitos
No desenvolvimento de ontologias, uma das principais etapas é a de definição dos requi-
sitos, de modo a garantir que o que for desenvolvido esteja de acordo com as definições
prévias, de maneira semelhante à Engenharia de Software. Nesta seção são descritas as
etapas realizadas para o levantamento de requisitos da ontologia das eleições brasilei-
ras, utilizando como base as recomendações da metodologia NeOn. A execução desse
processo tem como produto o Documento de Especificação de Requisitos da Ontologia
[Suarez-Figueroa et al. 2012].

3.1. Definições
Um passo recomendado antes de serem levantados os requisitos funcionais e não-
funcionais da ontologia é definir o cenário motivador da construção da ontologia. Além
desse, é sugerido também que sejam descritos o escopo, seus usuários e uso pretendido,
e a linguagem de desenvolvimento [Grüninger and Fox 1995]. A Tabela 1 apresenta as
definições para cada um desses pontos.

     Tabela 1. Definições de cenário, escopo, usuários, uso e linguagem da Ontologia
     das Eleições Brasileiras
    Caracterı́stica             Definição
    Cenário motivador          Prover um modelo semântico que possa ser usado
                                como base para interligação de diferentes conjuntos
                                de dados disponibilizados pelo TSE
    Escopo                      Compreende o domı́nio das eleições no Brasil com
                                definições de relações e regras
    Usuários                   Pesquisadores e usuários com interesse no aspecto
                                semântico do domı́nio eleitoral brasileiro
    Uso pretendido              Iniciativas para a construção de dados abertos ligados
    Linguagem                   Web Ontology Language (OWL)

3.2. Identificação de requisitos
Nessa etapa busca-se identificar tanto os requisitos funcionais (RF) quanto os não-
funcionais (RNF) da ontologia que está sendo desenvolvida. Para a ontologia das eleições
brasileiras foi identificado um RNF: a ontologia deve se referir apenas à eleições ocorridas
após a redemocratização no paı́s.
        Para a definição dos RF foram utilizadas as Questões de Competência (QCs). Elas
são parte de um procedimento para desenvolvimento e avaliação de uma ontologia e são
utilizadas como requisitos no formato de perguntas que uma ontologia deve responder
[Grüninger and Fox 1995]. As QCs foram elaboradas utilizando uma abordagem middle
out, na qual as questões que são consideradas importantes são escritas independente de
sua complexidade e são compostas e decompostas para que se obtenha questões simples
e abstratas [Suarez-Figueroa et al. 2012].
        Após a finalização da lista inicial de questões, foi realizada uma categorização
por temas. Essa categorização serve de apoio para o processo de priorização das
QCs. Ela também pode auxiliar em cenários nos quais se deseja dividir ou modu-
larizar uma ontologia em outras menores para que se obtenha uma redução de es-
copo e complexidade [Suarez-Figueroa et al. 2012]. As QCs desenvolvidas foram clas-
sificadas em quatro temas: eleição, candidato, eleitor e partido. Ao todo foram de-
senvolvidas 26 questões. A lista completa está disponı́vel de maneira aberta em
https://github.com/swrg-cefetrj/ontobras-2019.
3.3. Validação e priorização dos requisitos
O processo de validação dos requisitos foi realizado em paralelo à elaboração das
QCs. Essa tarefa busca refinar os requisitos por meio da utilização de diferen-
tes critérios para análise, os quais tentam identificar problemas como conflitos e
contradições entre eles e requisitos faltantes [Suarez-Figueroa et al. 2012]. Os critérios
utilizados para validação foram: corretude, consistência, não-ambiguidade e realismo
[Suarez-Figueroa et al. 2012]. Na priorização não foi encontrada necessidade de descarte
de questões, pois foi entendido que a ontologia deve ser capaz de responder a todas.

3.4. Extração de terminologia e frequências
Essa etapa tem como objetivo a obtenção de um pré-glossário de termos a partir da lista de
QCs e suas repostas, no qual sejam identificados elementos no universo de discurso que
vão ser transformados em elementos da ontologia em construção. Esses elementos são
conceitos (identificados pelos substantivos), atributos (identificados pelos adjetivos), re-
lacionamentos (identificados pelos verbos) e instâncias de objetos. Obter a frequência dos
termos ajuda na busca por recursos que possam ser reaproveitados no desenvolvimento
da ontologia [Suarez-Figueroa et al. 2012].
        Nesse primeiro momento as instâncias não foram classificadas pois não apresen-
tam relevância para o desenvolvimento conceitual da ontologia. O processo de extração
foi feito separadamente para as questões e suas respostas pois a classificação dos ter-
mos extraı́dos é diferente entre eles [Suarez-Figueroa et al. 2012]. Foram identificados
91 termos, somando os termos obtidos a partir das perguntas e das respostas. Esses foram
ranqueados (maior para menor frequência) para formar o pré-glossário.

4. Reutilização de recursos ontológicos e não-ontológicos
Uma busca e avaliação de recursos ontológicos (ROs) e não-ontológicos (RNO) destacou
o Tesauro da Justiça Eleitoral [Tribunal Superior Eleitoral 2010] e o Glossário Eleitoral
[Tribunal Superior Eleitoral 2019]. Esses recursos podem ser utilizados em trabalhos fu-
turos para criar uma ontologia mais completa do domı́nio ou até mesmo uma rede de
ontologias que representem diferentes aspectos do domı́nio das eleições brasileiras.

5. Conceitualização da Ontologia
Para o processo de conceitualização, foi utilizada a metodologia Ontology Development
101, como descrito na seção 2. A primeira etapa proposta pela metodologia é a lista-
gem de termos importantes da ontologia. Para isso foi utilizado o pré-glossário de termos
produzido. Ele apresenta informações adicionais, como a classificação de cada termo
(conceito, atributo e relacionamento). Devido a essa classificação, as etapas seguintes
foram facilitadas, pois englobavam a identificação das classes, suas hierarquias, e pro-
priedades. A metodologia foi seguida como uma maneira de reavaliar o que havia sido
mapeado no pré-glossário, o que fez com que alguns termos tivessem sua classificação al-
terada de maneira a refletirem melhor o conhecimento do domı́nio. A Figura 1 apresenta
as classes e relacionamentos propostos para a ontologia das eleições brasileiras.
       Como classe principal da ontologia há a Eleição, que representa um pro-
cesso eleitoral realizado por um Paı́s, Estado ou Municı́pio. Um Paı́s é for-
mado por Estados que por sua vez é formado por Municı́pios. Um Paı́s e um
       Figura 1. Classes e relacionamentos da Ontologia das Eleições Brasileiras


Estado possuem várias Zonas eleitorais e os Municı́pios possuem Seções
eleitorais que são parte das zonas. Uma Eleição no Brasil pode ter um ou dois
Turnos. Uma Eleição é disputada por vários Candidatos que disputam Cargos
polı́ticos por um Estado ou Municı́pio e que precisam ser associados a um
Partido, o qual geralmente (mas nem sempre) forma Coligação para disputar a
Eleição. Para fazer parte da disputa, um candidato precisa declarar os Bens que pos-
sui. Além disso, ele também precisa declarar as Fontes de receita e Fontes de
despesa da sua campanha, ou seja, qual a origem e destino do dinheiro gasto.

6. Considerações finais
Nesse trabalho foi apresentado o processo de criação de uma ontologia para apoiar a
publicação de Dados Abertos Governamentais como Dados Abertos Ligados. Para esse
trabalho, o escopo limitou-se ao domı́nio eleitoral brasileiro com base nos conjuntos de
dados disponibilizados pelo TSE, dando origem a uma ontologia das eleições brasileiras.
        Para o desenvolvimento da ontologia, a metodologia NeOn foi utilizada primari-
amente. Por se apresentar bastante focada na reutilização de recursos, essa metodologia
tem uma aderência grande com iniciativas de Dados Ligados. O desenvolvimento da on-
tologia seguiu muitas etapas indicadas pela metodologia, iniciando pelo levantamento de
requisitos da ontologia, atividade conduzida por meio das Questões de Competência, e
passando pela identificação e análise de recursos passı́veis de reutilização. A modelagem
conceitual apoiou-se na metodologia Ontology Development 101.
       Como principal contribuição deste trabalho destaca-se a construção, até a etapa
de conceitualização, de uma ontologia sobre as eleições brasileiras. Os próximos passos
do trabalho englobam: i) implementação e validação da ontologia utilizando as QCs; ii)
criação de uma instância de uma eleição para a realização do processo de validação e; iii)
publicação em RDF da ontologia. Como trabalho futuro destacamos a criação de uma
metodologia e posterior framework para apoiar governos e desenvolvedores dispostos a
trabalhar em iniciativas de LOD, tornando mais facilitado esse processo.

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