I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 ,   p p .   4 2 1 3 ~ 4 2 2 3   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 5 . p p 4 2 1 3 - 4 2 2 3           4213       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   M a tchIA:  a  sema ntic  a rti ficial in tel lig ence so lution  for  interopera bili ty i n schema  ma tch i ng       M o ha m ed  Ra o ui,  M o ula y   H a f id E l Y a zidi,  Ahm ed  Z el lo u   S o f t w a r e   P r o j e c t   M a n a g e me n t   R e s e a r c h   Te a m,  Éc o l e   N a t i o n a l e   S u p é r i e u r e   d ’ I n f o r mat i q u e   e t   d ’ A n a l y se  d e s   S y s t è mes ,    M o h a mm e d   V   U n i v e r s i t y   i n   R a b a t ,   R a b a t ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   5 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u l 1 4 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   1 2 ,   2 0 2 6       S c h e m a   m a tch in g   p la y s  a   c ru c ial  ro le  in   d a ta  in te g ra ti o n   b y   a li g n i n g   a tt rib u tes   fro m   h e tero g e n e o u s   so u rc e s.  Trad it i o n a l   ru le - b a se d   a n d   sta ti stica l  tec h n iq u e s  o ften   lac k   th e   fle x ib i li ty   t o   a d a p t   to   d i v e rse   sc h e m a   stru c tu re s,   re q u iri n g   e x te n siv e   m a n u a l  e ffo r t.   To   a d d re ss   th e se   c h a ll e n g e s,  th is  p a p e r   in tro d u c e s   M a tch IA,  a   m a c h in e   lea rn in g   so lu ti o n   th a t  c o m b i n e s  wo rd   e m b e d d in g s  a n d   ra n d o m   fo re st  to   e n h a n c e   th e   a c c u ra c y   o f  sc h e m a   m a tch in g .   Th e   a p p ro a c h   a c c o u n ts   fo r   b o th   str u c tu ra l  d e p e n d e n c ies   a n d   se m a n ti c   re latio n sh i p s  b e twe e n   a tt rib u tes ,   e n a b li n g   m o re   a u to m a ted ,   a n d   re li a b le  c o rre sp o n d e n c e   i d e n ti fica ti o n .   Un li k e   tra d it i o n a l   m e th o d s,   M a tch IA   lev e ra g e s  p re train e d   e m b e d d i n g s  to   c a p t u re   c o n te x tu a l  sim il a r it ies   a n d   in teg ra tes   lea rn e d   p a tt e rn s  t o   g e n e ra li z e   a c ro ss   v a rio u s  d o m a in s.   Ex p e rime n tal   e v a lu a ti o n s   o n   sta n d a rd   d a tas e ts  d e m o n stra te  t h a t   M a tch IA   a c h iev e s  a   p re c isi o n   o f   0 . 9 4 ,   a   re c a ll   o f   0 . 9 2 ,   a n d   a n   o v e ra ll   m a tch in g   a c c u ra c y   o f  0 . 9 3 ,   si g n ifi c a n tl y   o u tp e rfo rm in g   sta te - of - t h e - a rt  m e th o d s.  T h e se   re su lt s  h ig h li g h t  t h e   p o ten ti a l  o f  M a tch IA  fo r  re a l - wo rl d   a p p li c a ti o n s  re q u iri n g   sc a lab le an d   a u t o m a ted   d a ta  in ter o p e ra b il it y .   K ey w o r d s :   Data   in teg r atio n   Ma ch in e  lear n in g   R an d o m   f o r est   Sch em a  m atch in g   W o r d   em b ed d in g s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h am ed   R ao u i   So f twar e  Pro ject  Ma n ag em e n t Res ea r ch   T ea m   É co le  Natio n ale  Su p ér ieu r e  d ’ I n f o r m atiq u e  et  d ’ An aly s e  d es   Sy s tèm es   Mo h am m ed   V  U n iv er s ity   in   R ab at   Av en u e  Mo h am m ed   B en   Ab d ellah   R eg r ag u i,  Ma d in at  Al  I r f an e,   B P 7 1 3 ,   Ag d al  R ab at,   Mo r o cc o   E m ail: m o h am ed _ r ao u i@ u m 5 . ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   Sch em a  m atch in g   is   a  cr u cial  s tep   in   an y   d ata  in teg r atio n   p r o ce s s .   I t  aim s   to   id en tify   attr i b u tes  th at  ca r r y   th e  s am e  m ea n in g   ac r o s s   m u ltip le,   o f ten   h eter o g e n e o u s ,   an d   d ata  s o u r ce s   [ 1 ] .   T h is   task   p lay s   a  v ital   r o le  in   s ce n ar io s   s u ch   as  d ata b ase  m er g in g ,   s y s tem   m ig r atio n ,   an d   th e  co n s tr u ctio n   o f   k n o wled g e  g r ap h s   [ 2 ] .   W h en   d o n e   ac cu r atel y ,   it  e n s u r es  s em an tic  co n s is ten cy   b etw ee n   s y s tem s ,   th er eb y   en h an cin g   th e  r eliab ilit y   o f   s u b s eq u en t  d ata  an al y s is .   C o n v er s ely ,   p o o r   alig n m en t  ca n   l ea d   to   s em an tic  in c o n s is ten cies  an d   d im in is h   t h e   q u ality   o f   t h e  in teg r ate d   d ata.   T r ad itio n ally ,   h e u r is tic  ap p r o ac h es  [ 3 ] − [ 6 ]   h a v e  b ee n   wid ely   ad o p ted   f o r   s ch em a   m atch in g ,   p r im ar ily   b ec au s e  o f   th eir   s im p licity   an d   ef f ec tiv en ess   in   we ll - d ef in ed   e n v ir o n m en ts .   T h ese  m eth o d s   a r e  b u ilt   o n   em p ir ical  r u les  th at  co m p ar e  s ch em a  elem en ts   u s in g   f ac to r s   lik e  n am e  s im ilar ity ,   s tr u ctu r al  p atter n s ,   o r   attr ib u te  ty p es.  T o o ls   s u ch   as  C OM A+ +  [ 7 ]   an d   C u p id   [ 8 ]   ex em p lif y   h e u r is tic - b ased   s o lu tio n s ,   lev er ag i n g   tech n iq u es  lik e  s tr in g   s im ilar i ty   o r   o n to lo g y   alig n m e n t  to   i d en tify   p o ten tial  m atch es  ac r o s s   s ch em as.  T h ey   ten d   to   p er f o r m   well  in   co n t ex ts   wh er e  d ata  is   r elativ el y   s tab le  an d   f o llo ws  a  clea r   s tr u ctu r e,   s u c h   as  in   co n v en tio n al  r elatio n al   d atab ases .   Ho wev er ,   th eir   ef f ec tiv en ess   d r o p s   s ig n if ican tl y   in   m o r e  c o m p lex   o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 1 3 - 4 2 2 3   4214   d y n am ic   s ce n ar io s .   I n   s u c h   c ases ,   h eu r is tics   o f ten   s tr u g g le   to   u n co v er   s u b tle  o r   n o n - o b v io u s   r elatio n s h ip s   b etwe en   attr ib u tes  p ar ticu lar ly   wh en   d ea lin g   with   h eter o g en eo u s   o r   ev o lv in g   s ch em as.  Fu r th er m o r e,   h e u r is tic  r u les  [ 9 ] ,  [ 1 0 ]   ten d   to   b e   r ig id   an d   c h allen g in g   to   ad a p t  wh e n   d ea lin g   with   n ew  o r   ev o l v in g   s ch em as,  wh ich   lim its   th eir   ef f ec tiv en ess   in   d y n am ic  o r   la r g e - s ca le  d ata  en v ir o n m e n ts .   R ec en t  r esear ch   [ 1 1 ] − [ 1 4 ]   h ig h lig h ts   h o w  th ese  ap p r o ac h es o f te n   f a il to   s ca le  w ith   g r o win g   d ata  v o lu m es o r   to   ca p tu r e  n u an ce d ,   co n tex t - d ep e n d en t   r elatio n s h ip s   b etwe en   s ch em a   elem en ts .   An o th er   s ig n if ica n t  lim itatio n   is   th eir   in ab ilit y   to   h an d le  s ch em a   ev o lu tio n   o v er   tim e,   m ak in g   th em   d if f icu lt  to   ap p ly   in   s y s tem s   th at  ar e  in cr ea s in g ly   o p en   an d   s u b ject  to   f r eq u e n t  ch an g es  [ 1 5 ] ,  [ 1 6 ] .   Desp ite  th ese  d r awb ac k s ,   m u ch   o f   th e  ea r lier   wo r k   i n   s ch em a  m atch in g   co n tin u ed   t o   r ely   o n   th ese  tr ad itio n al  m eth o d s ,   wh ich   f all  s h o r t  in   ad d r ess in g   th e  d em an d s   o f   co m p lex   o r   co n s tan tly   ch an g in g   d atab ases   [ 1 7 ] − [ 2 0 ] .   I n   lig h t   o f   th ese  lim itatio n s ,   th is   p ap e r   in tr o d u ce s   Ma tch I A,   a   s u p er v is ed   s ch em a   m atch in g   f r am ewo r k   th at  in teg r ates  s e m an tic  wo r d   em b ed d in g s   with   s tr u ctu r al  in d icato r s   an d   lev er ag es  a  r an d o m   f o r e s t  class if ier   f o r   co r r esp o n d en ce   id en tific atio n .   T h e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   ca p tu r es  n o n - lin ea r   r elatio n s h ip s   b etwe en   s ch em a  attr ib u tes  an d   g en e r alize s   ac r o s s   h eter o g e n eo u s   s ch em as  b y   co m b in in g   s em an tic  p r o x im ity   with   lear n ed   d ec is io n   p atter n s ,   wh ile  r em ai n in g   in ter p r et ab le  an d   co m p u tatio n ally   ef f icien t.  Ma tch I A  is   ev alu ated   o n   b e n ch m ar k   d at asets ,   wh er e  it  d em o n s tr ates   co n s is ten t  im p r o v em en ts   o v er   h eu r is tic - b ased   b aselin es in   ter m s   o f   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   o v er all  m atc h in g   ac cu r ac y .   T h e  r est  o f   t h is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws .   S ec tio n   2   d escr ib es  th e  p r o p o s ed   m e th o d o lo g y .   Sectio n   3   p r esen ts   th e  ex p er i m en tal  ev alu atio n   an d   an al y s is .   Sectio n   4   c o n clu d es  t h e  s tu d y   a n d   o u tlin es  d ir ec tio n s   f o r   f u tu r e  wo r k .       2.   M E T H O D   T h is   s ec tio n   o u tlin es  th e  Ma tch I A   m eth o d o lo g y   d ev elo p e d   f o r   s ch em a  m atch i n g .   I t  d etails  th e   o v er all  d esig n   o f   th e  ap p r o ac h ,   ex p lain s   ea ch   s tep   o f   th e  d ata  p r o ce s s in g   wo r k f l o w,   an d   h ig h lig h ts   th e  k e y   m eth o d o l o g ical  d ec is io n s   b eh in d   th e  p r o p o s ed   s o lu tio n .   An   o v er v iew  o f   th e  s ch em a  m atch in g   p r o b lem   is   p r esen ted   in   Fig u r e  1 .   Sch em a  m atch in g   r e p r esen ts   a  m ajo r   ch allen g e  in   in f o r m atio n   in te g r atio n ,   p ar ticu lar ly   wh en   it  co m es  to   id en tif y in g   co lu m n s   th at  s h ar e  th e   s am e  s em an tic  m ea n in g   a cr o s s   d iv er s e  an d   h eter o g en e o u s   d ata  s o u r ce s .   T h e  m ain   d if f icu lty   ar is es  f r o m   th e  f ac t  th at  co lu m n s   with   s im ilar   m ea n in g s   m ig h t h av e   v er y   d if f e r en t n am es,  an d   th eir   ty p es o r   s tr u ctu r e s   ca n   v ar y   s ig n if ica n tly .           Fig u r e  1 .   Sch em a   m atch in g   in   an   in ter o p e r ab ilit y   co n tex t       2 . 1 .     Arc hite ct ura l  des ig n o f   t he  M a t chI A  s y s t em   f o r  s chem a   m a t ching   T h e  Ma tch I A  ar ch itectu r e  r elies  o n   co m b in in g   s em an tic  em b ed d in g s   with   a  r an d o m   f o r est  class if ier ,   a  p air in g   d esig n ed   to   en h an ce   s ch em a  m atch in g   p er f o r m a n c e.   As  s h o wn   in   Fig u r e  2 ,   th e  s y s tem   is   co m p o s ed   o f   s ev er al  k ey   c o m p o n en ts :  d ata  p r ep r o ce s s in g ,   s em an tic  s im ilar ity   co m p u tatio n ,   f ea t u r e  ex tr ac tio n ,   an d   class if icatio n .   T h e  s elec tio n   o f   th is   ar c h itectu r e  is   d r iv e n   b y   s ev er al   m eth o d o lo g ical   f ac t o r s .   First,  s em an tic  em b ed d in g s   lik e   th o s e  em p l o y ed   in   Ma tc h I A   ef f ec tiv ely   ca p tu r e   th e   co n tex tu al  r elatio n s h ip s   b etwe en   c o l u m n s   f r o m   d i f f e r e n t  s c h e m a s ,   a  c r u c i a l  a s p ec t   i n   s c h e m a   m a t c h i n g .   U n li k e   t r a d it i o n a l  r u l e - b a s e d   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] ,   o r   ex ac t  m atch i n g   m eth o d s ,   em b ed d i n g s   p r o v id e  g r ea ter   f lex ib ilit y   b y   i d en tify in g   m atch es  ev en   wh en     co lu m n   n am es  d if f e r ,   wh ile  s till   p r eser v in g   th eir   s em an tic  m ea n in g .   A d d itio n ally ,   in co r p o r atin g   s u p e r v is ed   lear n in g   v ia  a  r an d o m   f o r est  class if ier   en ab les  th e  m o d el  to   m ak e  th e  b est  u s e  o f   th e  f e atu r es  d er iv ed   f r o m   th ese  em b ed d in g s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma tch I A :   a   s ema n tic  a r tifi cia l in tellig en ce   s o lu tio n   fo r   in ter o p era b ilit y  in   s ch ema   …  ( Mo h a med   R a o u i )   4215   R an d o m   f o r est  is   esp ec ially   s u ited   f o r   th is   task   d u e  to   its   ca p ac ity   to   m an ag e  co m p lex   an d   h eter o g en e o u s   d ata,   alo n g   w ith   its   r o b u s tn ess   to   in p u t  v ar iatio n s .   Ad d itio n ally ,   th is   alg o r ith m   o f f er s   a   f av o r a b le  tr ad e - o f f   b etwe en   p r ed ictiv e  p er f o r m a n ce   an d   i n ter p r etab ilit y   wh ile  r em ain i n g   co m p u tatio n ally   ef f icien t.  T h ese  c o m b in e d   s tr en g th s   m ak e  it  well  s u i ted   f o r   p r ac tical  s ch em a   m atch in g   a n d   d ata  in ter o p er a b ilit y   s ce n ar io s .           Fig u r e   2 .   Sch em atic  r ep r esen t atio n   o f   th e   Ma tch I A  m atch in g   an d   lear n in g   p r o ce s s       2 . 2 .     Wo rd  e m bedd ing   re pre s ent a t io n   I n   a  s ch em a  m atch in g   p r o b le m ,   th is   p ap er   co n s id er   two   d at ab ase  s ch em as:   1   co n tain in g     co lu m n s   an d   2   co n tain in g     co lu m n s .  T h e s e  s ets ar e  f o r m ally   d ef in e d   as  in   ( 1 ) .     1 = { co l ( 1 ) } = 1 , 2 = { co l ( 2 ) } = 1   ( 1 )     W h er e  co l ( 1 )   an d   co l ( 2 )   r ep r esen t  co l u m n   n am es   f r o m   s ch em as  1   an d   2 ,   r esp ec tiv ely .   Sch em a   m atch in g   aim s   to   id en tify   co r r esp o n d in g   co lu m n s   b etwe en   1   an d   2 ,   en a b lin g   s ea m less   d ata  i n teg r atio n   a n d   in ter o p er a b ilit y   b etwe en   d if f er en t d atab ases .   E ac h   co lu m n   n am e  is   tr an s f o r m ed   i n to   a   n u m e r ical  v ec t o r   u s in g   a  wo r d   em b ed d i n g   m o d el.   I n   Ma tch I A,   th is   p ap e r   em p lo y   th e  s p aCy   lib r ar y ’ s   en _ co r e _ web _ m d   m o d el,   wh ich   p r o v id es   a  3 0 0 - d im e n s io n al   r ep r esen tatio n   f o r   wo r d s .   Fo r m ally ,   we  d ef in e  t h e  em b e d d i n g   tr an s f o r m atio n   f u n ctio n   f   a s   in   ( 2 ) .     ( 1 ) = ( co l ( 1 ) ) ∈ , ( 2 ) = ( co l ( 2 ) ) ∈   ( 2 )     W h er e     m ap s   a  co lu m n   n am e  to   a  3 0 0 - d im en s io n al  wo r d   em b ed d in g   v ec to r .   ( 1 )   an d   ( 2 )   ca p tu r e  th e   s em an tic  m ea n in g   o f   th e  c o lu m n   n am es in   a  h ig h   d im en s io n al  s p ac e.   B y   u s in g   wo r d   em b e d d in g s ,   t h is   p ap er   ca n   co m p ar e  c o lu m n s   b ased   o n   th eir   m ea n in g s   r ath er   th a n   th eir   ex ac t  tex t u al  f o r m s .   T h e   tr an s f o r m atio n   in to   v ec to r s   all o ws  f o r   ca p tu r in g   u n d er ly in g   s em an tic  m ea n in g s   in   co lu m n   n am es.  Fo r   ex am p le,   co lu m n s   lik e  ‘ b ir th d a y ’   an d   ‘ b ir th _ d ate ’   will  b e  r ep r esen t ed   b y   v ec t o r s   clo s e   to   ea ch   o th e r   in   th e  e m b ed d in g   s p ac e.     2 . 3 .     Co s ine  s im ila rit y   c o m p uta t io n   I n   th e   Ma tch I A   f r am ewo r k ,   s em an tic  s im ilar ity   b etwe en   co l u m n   n am es  f r o m   th e  two   in p u t  s ch em as  is   m ea s u r ed   u s in g   th e  co s in e  s im ilar ity   m etr ic.   T h is   t ec h n iq u e,   c o m m o n ly   u s ed   in   n atu r al  lan g u a g e   p r o ce s s in g ,   q u a n tifie s   h o w  clo s e  two   v ec to r s   ar e  co n ce p tu ally   with in   a  h ig h - d im en s io n a l  s p ac e.   T h e  co s in e  s im ilar ity   is   co m p u ted   as ( 3 ) .      (  ( 1 ) ,  ( 2 ) ) = ( 1 ) ⋅ ( 2 ) | ( 1 ) | | ( 2 ) |   ( 3 )     W h e r e   ( 1 ) ⋅ ( 2 )   i s   t h e   d o t   p r o d u c t   o f   th e   v e c t o r s   a n d   | | ( 1 ) | |     a n d   | | ( 2 ) | |     a r e   t h e   m a g n i t u d e s   o f   t h e   v ec t o r s .   A s   s h o w n   i n   ( 4 ) ,   a   p a i r   is   c l as s if i e d   a s   a   m at c h   i f   t h e   s i m il a r i t y   s c o r e   e x c e e d s   a   p r e d e f i n e d   t h r e s h o l d   τ .     {  } =   {   1 ,     (  { ( 1 ) } ,  { ( 2 ) } ) ≥ ;   0 ,  ℎ    }   ( 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 1 3 - 4 2 2 3   4216   A  s im ilar ity   s co r es   clo s e  to   1   in d icate s   a  s tr o n g   s em an ti c  m atch ,   wh er ea s   v alu es  n ea r   0   in d icate   wea k   s im ilar ity .   Un lik e  tr ad itio n al  h eu r is tic  m eth o d s   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] ,   co s in e  s im ilar ity   ca p tu r es  s e m an tic  r elatio n s h ip s   b ey o n d   lex ical   v ar iatio n s ,   in clu d in g   s y n o n y m s   an d   a b b r ev iatio n s ,   th er e b y   im p r o v in g   s ch em a  m atch i n g   f lex ib ilit y   an d   in te r o p e r ab ilit y   ac r o s s   h eter o g e n eo u s   d ata  s tr u ctu r es.     2 . 4 .     T ra ini ng   m o del i m plementa t io n   As s h o wn   in   ( 5 ) ,   b ef o r e  tr ain i n g   m o d el,   we  n o r m alize   th e  f e atu r e  v ec to r s   is   to   im p r o v e  p er f o r m an ce .      ̃ =  − μ σ   ( 5 )     W h er e     is   th e  m ea n   o f   all  f e atu r e  v alu es   an d     is   th e  s tan d ar d   d ev iatio n .   No r m aliza tio n   en s u r es  th at  th e   f ea tu r e  v alu es h a v e  a  m ea n   o f   0   an d   a   v ar ian ce   o f   1 ,   h elp i n g   th e  class if ier   lear n   ef f ec tiv ely .   As s h o wn   in   ( 6 ) ,   th is   p ap er   t r a in   a  r an d o m   f o r est cla s s if ier   to   p r ed ict  wh eth e r   two   co lu m n s   m atch .      ̂ = θ (  ) = ∑ ℎ (  ) = 1   ( 6 )     W h er e     is   th e  tr ain ed   class if i er ,  ℎ ( )   is   th e  - th   d ec is io n   tr ee   in   th e  r an d o m   f o r est,    is   th e   weig h t  ass ig n ed   to   tr ee   ℎ ,     is   th e  to tal  n u m b er   o f   tr ee s .   T h e  m o d el  is   t r ain ed   o n   a  d ataset  ( ,   )   wh er e     co n s is ts   o f   f ea tu r e  v ec to r s    ,     co n s is ts   o f   b in ar y   lab els.   T h e  m o d el  lear n s   p atter n s   in   th e  em b ed d in g s   to   class if y   co lu m n   p air s   as  m atch in g   1   o r     non - m atc h in g   0 .   T h e  r an d o m   f o r est  class if ier   was  im p lem en ted   u s in g   Scik it - lear n   with   1 0 0   tr ee s   ( n _ esti m ato r s   =   1 0 0 )   an d   r a n d o m _ s tate   =   4 2 ;  all  o th er   p a r am eter s   wer e  k e p t  at  t h eir   d ef au lt  v alu es.  T h e   d ataset  was  r an d o m ly   s p lit  in to   8 0 %  tr ain in g   an d   2 0 %  test in g   s ets  f o r   m o d el  tr ain in g   a n d   ev alu atio n .   T h e   r an d o m   f o r est  class if ier   im p r o v es  in ter p r etab ilit y   b y   lear n in g   s em an tic  d ec is io n   p atter n s   f r o m   th e   em b e d d in g   r ep r esen tatio n s .   I ts   tr ee - b ased   s tr u ctu r e  e n ab les  tr an s p ar e n t  class if icatio n   o f   m atch i n g   an d   n o n - m atch in g   s ch em a  p air s   wh ile  m ain tain in g   h ig h   p r ed ictiv e  p er f o r m an ce .     2 . 5 .     M a t chI A  a lg o rit h m   T h e   m eth o d   is   d iv id ed   in to   t wo   k ey   s tag es,  r ep r esen tin g   a  n o tab le   im p r o v em e n t  o v er   tr ad itio n al  h eu r is tic - b ased   s ch em a  m atc h in g   tech n i q u e  [ 2 5 ] .   Un lik e   r u le  b ased   o r   s tr in g   s im ilar ity   ap p r o ac h es,  th e   ap p r o ac h   tak es  a d v an tag e   o f   r ec en t  a d v an ce s   i n   n at u r al  l an g u ag e   p r o ce s s in g   an d   s u p e r v is ed   lear n in g   to   d is co v er   d ee p er   s em an tic  co n n ec tio n s   b etwe en   s ch em a  ele m en ts .   T h e  f ir s t  s tag e,   o u tlin ed   in   Alg o r ith m   1  in v o lv es  s y s tem atica lly   cr ea tin g   p air s   o f   co lu m n s   f r o m   th e   in p u t  s ch em as  an d   ass ig n in g   lab els  to   in d icate   wh eth er   ea ch   p air   is   a  p o ten tia l  m atch .   T h is   s tep   f o r m s   th e   b asis   f o r   th e  s u b s eq u e n t  s u p er v is ed   lear n in g   p h ase  b y   g en er atin g   a  th o r o u g h   s et  o f   ca n d id ate  p air s .   B y   f o cu s in g   o n   r elev an t  p air s   in s tead   o f   co n s id er in g   all   p o s s ib le  co m b in atio n s ,   th is   p r o ce s s   en h an ce s   b o th   t h e  ac cu r ac y   an d   e f f icien cy   o f   th e  m o d el.     Alg o r ith m   1 .   C o lu m n   p air   g en er atio n   an d   lab elin g   Input: df1, df2   Output: X, y   1 :   nlp ←  spacy.load(‘en_core_web_md’)    2 :   def get_vector(text):       2.1 return nlp(text).vector   3 :   columns1 ← columns(df1)   4 :   columns2 ← columns(df2)   5 :   pairs ← {(c1, c2) | c1  ∈   columns1, c2  ∈   co lu mn s 2}   6 :   For each (c1, c2) in pairs:       a. v1 ← get_vector(c1)       b. v2 ← get_vector(c2)       c. X.append(v1  ⨁   v2)   7 :   is_match(c1, c2) ← cosine_similarity(v1, v2) ≥ threshold   8 :   y ← [is_match(c1, c2) for (c1, c2) in pairs]     I n   th e  in itial  p h ase,   we  co n s tr u ct  all  p o ten tial  p air s   o f   co lu m n s   b etwe en   th e  two   i n p u t  s c h em as.  E ac h   co lu m n   n am e  is   tr an s f o r m ed   in to   a  s em an tic  v ec to r   u s in g   a  p r etr ain ed   la n g u a g e  m o d el,   s u ch   as  s p aCy ’ s  en _ co r e _ web _ m d ,   wh ich   ca p tu r es  th e  u n d e r ly in g   m ea n in g   o f   th e  lab els  b ey o n d   s u r f ac e - lev el  tex t.  T h ese  v ec to r s   ar e  th en   c o m b in e d   t y p ically   th r o u g h   c o n ca ten ati o n   to   f o r m   a  jo i n t  r ep r esen t atio n   f o r   ea c h   p air .   I n s tead   o f   r ely in g   o n   e x ac t  s tr in g   m atch es,  we  ass ig n   tr ain i n g   lab els  b ased   o n   th e  c o s in e  s im ilar ity   b etwe en   th e  v ec to r s .   Pair s   th at  ex h ib it  a  h ig h   d e g r ee   o f   s em an tic  clo s en ess ,   as  m ea s u r ed   b y   th is   s im ilar ity ,   ar e  tr ea ted   as  m atch es.  T h is   m eth o d   o f f er s   a  m o r e  f lex ib le  an d   in tellig en t  alter n ativ e  to   r ig id   r u le - b ased   tech n iq u es  b y   tak in g   in to   ac c o u n t t h e  co n te x tu al  r elatio n s h ip s   b etwe en   ter m s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma tch I A :   a   s ema n tic  a r tifi cia l in tellig en ce   s o lu tio n   fo r   in ter o p era b ilit y  in   s ch ema   …  ( Mo h a med   R a o u i )   4217   T h e  s ec o n d   s tag e  Alg o r ith m   2   in v o lv es  tr ain in g   a  s u p e r v i s ed   m o d el,   s p ec if ically   a  r a n d o m   f o r est  class if ier ,   o n   th e   en co d ed   c o l u m n   p air s .   T h is   e n ab les  th e   m o d el  to   ca p tu r e  co m p lex   d e cisi o n   b o u n d ar ies  b y   lear n in g   f r o m   th e   s em an tic  s im ilar ity   p atter n s   p r esen t  in   th e   tr ain in g   d ata.   Af ter   t r ain in g ,   t h e  m o d el  is   ca p a b le   o f   p r e d ictin g   wh eth e r   a  g iv e n   co lu m n   p air   co n s titu tes a  v alid   m atch .     Alg o r ith m   2 .   L ea r n in g   an d   s ch em a  m atch in g   Input: X, y, similarity_threshold   Output: matches   1 :   (X_train, X_test, y_train,  y_test) ← split(X, y)   2 :   model ← RandomForestClassifier()   3 :   model.fit(X_train, y_train)   4 :   y_pred ← model.predict(X_test)   5 :   accuracy ← evaluate(y_pred, y_test)   6 :   match_schemas(schema1, schema2):       a. Generate pairs from schema1, schema2       b. Compute vectors and predictions       c. matches ← {(c1, c2)       d. Return matches     A  p r o b ab ilit y   th r esh o ld   ca n   b e   ad ju s ted   to   co n tr o l  th e  s en s itiv ity   o f   th e  s ch em a  m atch in g .   C o m p ar ed   to   tr ad itio n al  m eth o d s ,   th e   a p p r o ac h   o f f er s   s ev er al  im p o r tan t  ad v an tag es:   i)   Ad ap tab ilit y :  th e  m o d el  lear n s   d ir ec tly   f r o m   th e  d ata,   en a b lin g   it  to   b etter   ca p tu r e   th e  u n iq u e  tr aits   o f   d if f er en t sch em as.   ii)   Sem an tic  r esil ien ce :  v ec to r - b ased   r ep r esen tatio n s   ef f ec tiv ely   ca p tu r e  s y n o n y m s   an d   co n tex t u al   m ea n in g s   th at  h e u r is tic  r u les o f ten   o v e r lo o k .   iii)   R ed u ce d   f alse  p o s itiv es:  th e  lear n in g - b ased   ap p r o ac h   im p r o v es  d is cr im in atio n   ev en   wh en   co lu m n   n am es a r e  s im ilar   b u t sem an ti ca lly   d is tin ct.   iv )   Scalab ilit y :  th is   m eth o d   is   s u i tab le  f o r   lar g e - s ca le  s ch em a  m atch in g   task s   an d   ca n   b e  ea s ily   in teg r ated   in to   au to m ated   d ata  wo r k f lo w s .   I n   s h o r t,  b y   c o m b in i n g   th ese  t wo   s tag es,  th is   p ap er   p r o v id es   a  r o b u s t  an d   m o d er n   s o lu tio n   th at  ad d r ess es  b o th   s tr u ctu r al  an d   s em an tic  c h allen g es  in h e r en t  in   h e u r is tic - d r iv en   s ch em a   m atch in g ,   m e r g in g   d ee p   s em an tic   in s ig h t  with   d ata - d r iv en   d ec is io n - m ak i n g .   B ased   o n   th is   m et h o d o lo g ical  f r am ewo r k ,   th e  n ex t  s ec tio n   p r esen ts   th e  ex p er im en tal  s etu p   an d   ev alu ates  th e  p er f o r m a n ce   o f   Ma tch I A   in   co m p ar is o n   with   ex is tin g   s ch em a  m atch in g   ap p r o ac h es.       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Da t a s et s     T h e  d at ase t  u s e d   i n   o u r   ex p e r i m e n ts   is   d e r i v e d   f r o m   S c h e m a . o r g ,   a  c o ll ab o r at iv e  in itia ti v e   s u p p o r te d   b y   m aj o r   s e a r c h   en g i n es  t o   s ta n d a r d ize   s t r u ct u r e d   d a ta   o n   t h e   we b .   T h e  Sc h em a. o r g   v o ca b u lar y   p r o v id es a   r i ch   co l le cti o n   o f   e n t it y   t y p es,   p r o p er t ies ,   a n d   s em a n ti c   r ela ti o n s h i p s ,   m a k i n g   it   a   s u ita b l e   b e n c h m a r k   f o r   e v al u ati n g   s ch em a  m atc h i n g   a p p r o ac h es .   T o   ass ess   th e  g e n e r a liz ati o n   ca p a b il it y   o f   Ma t ch I A ,   t h is   p a p e r   co n s t r u ct e d   a   b e n c h m a r k   b y   s el ec ti n g   r e p r e s en t ati v e  cl ass es   f r o m   d i f f e r e n t  ap p l ica ti o n   d o m ai n s ,   in cl u d i n g   p er s o n ,   p r o d u c t,   o r g an iza ti o n ,   ev e n t,   p lac e,   o f f er ,   a n d   C r ea ti v eWo r k .   Fo r   ea c h   c lass ,   t h e  ass o ci ate d   att r i b u t es  we r e  e x t r ac te d   t o   g e n e r a te   h et er o g e n eo u s   s c h e m a   p ai r s   wi th   v a r y i n g   s tr u c tu r al   co m p le x i ty .   T h e   r es u l ti n g   b e n c h m a r k   in cl u d es   s ch em as  r e p r ese n t e d   i n   J a v aS c r i p t  o b j ec t   n o tat io n   f o r   l in k ed   d at a  ( J SO N - LD ) ,  r es o u r c e  d es cr i p t io n   f r a m e wo r k   in   att r i b u tes   ( R DF a ) ,   a n d   Mi cr o d at a  f o r m ats ,   en a b li n g   t h e   e v alu ati o n   o f   t h e   p r o p o s ed   a p p r o ac h   a cr o s s   d i v er s e   in t er o p e r a b i lit y   s ce n ar i o s .   T a b le  1   p r es e n ts   th e  m a in   c h ar ac t e r is ti cs  o f   th e  b en c h m ar k   d atas e t.       T ab le  1 .   T h e  s tr u ctu r ed   s ch em a  d ataset  u s ed   f o r   Ma tch I A  ev alu atio n   S u b s e t   C l a s s   A t t r i b u t e s   I n st a n c e s   F o r mat   La n g u a g e   A n n o t a t i o n   t y p e   U sag e     W e b P r o f i l e s   P e r so n   15   1 , 2 0 0   JS O N - LD   En g l i sh   M a n u a l   +   H e u r i st i c   Tr a i n i n g     M a r k e t p l a c e   P r o d u c t   18   2 , 5 0 0   R D F a   En g l i sh   M a n u a l   Ev a l u a t i o n   C u l t u r a l   Ev e n t   11   9 8 0   M i c r o d a t a   En g l i sh   H e u r i s t i c   Tr a i n i n g   O r g R e g i s t r y   O r g a n i z a t i o n   13   1 , 0 5 0   JS O N - LD   En g l i sh   M a n u a l   Ev a l u a t i o n   G e o l o c a t e d   P l a c e   10   8 9 0   R D F a   En g l i sh   M a n u a l   +   H e u r i st i c   Ev a l u a t i o n   C o mm e r c i a l   O f f e r   9   1 , 1 0 0   JS O N - LD   En g l i sh   H e u r i s t i c   V a l i d a t i o n   D i g i t a l W o r k s   C r e a t i v e W o r k   14   1 , 4 5 0   M i c r o d a t a   En g l i sh   M a n u a l   F i n a l   Te st i n g       3 . 2 .     E v a lua t i o n m et rics   T h is   p ap er   ev alu ates   th e  p er f o r m an ce   o f   o u r   ap p r o ac h   u s in g   s tan d ar d   m etr ics.  First,  co m p u te  th e   p r ec is io n ,   wh ich   ass ess e s   th e  ac cu r ac y   o f   th e   p r e d ictio n s   b y   m ea s u r in g   th e  p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   p r ed icted   m atch es a m o n g   all  p r ed icted   m atch es.  I t is d ef in ed   as  in   ( 7 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 1 3 - 4 2 2 3   4218     =     ℎ      ℎ    +       ℎ    ( 7 )     Nex t,  th is   p a p er   c o m p u tes   th e  r ec all ,   wh ic h   m ea s u r es  th e   alg o r ith m ’ s   ab ilit y   to   r etr ie v e  all  th e   r elev a n t  s ch em a  m atch in g   th at   s h o u ld   ex is t.  I t is g iv en   b y   ( 8 ) .       =     ℎ      ℎ    +        ℎ    ( 8 )     I n   ad d itio n   to   p r ec is io n   an d   r ec all,   we  also   r ep o r t  a cc u r a cy   an d   F1 - s co r e.   Acc u r ac y   i s   co m p u ted   as  th e   p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   p r ed ict ed   co r r esp o n d e n ce s   o u t o f   all  ex p ec ted   m atch es ,   as in   ( 9 ) .       =     ℎ      ℎ  × 100   ( 9 )     F1 - s co r e  co m b i n es p r ec is io n   a n d   r ec all  in to   a   s in g le  m etr ic  t h at  b alan ce s   b o th   asp ec ts ,   as in   ( 1 0 ) .     1 −  = 2 ⋅    .         +    × 100   ( 1 0 )     T h is   p ap er   d e f in es   th e  o v er all  s co r e  as th e  av er ag e   b etwe en   t h e  ac cu r ac y   an d   t h e  F1 - s co r e,   as  in   ( 1 1 ) .        = + 1 −   2   ( 1 1 )     3 . 3 .     P er f o r m a nce  a na ly s is   T h e  p er f o r m an ce   o f   Ma tch I A  was  q u an titativ ely   ass e s s ed   u s in g   m u ltip le  m etr ics,  in clu d in g   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e,   ac r o s s   v ar y i n g   s ch em a  s izes.  T h ese  ev alu atio n   m etr ics  wer e  ch o s en   to   p r o v id e   a  c o m p r e h en s iv e  u n d er s tan d i n g   o f   th e  m o d el ’ s   ef f ec tiv en ess   in   d if f er e n t  m atch in g   s ce n a r io s .   Acc u r ac y   m ea s u r es  th e   o v er al l  co r r ec tn ess   o f   p r ed ictio n s ,   w h ile  p r ec is io n   r e f lects  th e  p r o p o r tio n   o f   c o r r ec tl y   id en tifie d   m atc h es  am o n g   all  p r ed icted   m atch es.  T h e  ev alu atio n   f o cu s es  o n   s tan d ar d   p er f o r m a n ce   m etr ics,   in clu d in g   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e,   an d   o v er all  m atch in g   ac cu r ac y ,   co m p u ted   co n s is ten tly   ac r o s s   all   co m p ar ed   ap p r o ac h es.  All  m eth o d s   ar e  ass es s ed   u n d er   th e  s am e  ex p er im en tal  co n d itio n s   to   en s u r e  a  f air   an d   m ea n in g f u l c o m p a r is o n .   T a b le  2   p r esen ts   th e  p r ec is io n ,   r ec al l,  an d   ac cu r ac y   o b tain ed   b y   d i f f er en t m eth o d s .       T ab le  2 .   Per f o r m an ce   m etr ics  o f   Ma tch I A  ac r o s s   v ar y in g   s ch em a  s izes   S c h e ma  s i z e   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - s c o r e   ( %)   O v e r a l l   ( %)   1 0   c o l u m n s   92   9 3 . 0   9 1 . 2   9 2 . 1   9 2 . 0 5   2 0   c o l u m n s   93   9 4 . 2   9 2 . 7   9 3 . 4   9 3 . 2 0   5 0   c o l u m n s   94   9 5 . 1   9 3 . 5   9 4 . 3   9 4 . 1 5       T h e  lin e  g r ap h   in   Fig u r e  3   illu s tr ates  th e  u p war d   tr en d   in   ac cu r ac y   as  s ch em a  s ize  in cr ea s ed ,   co n f ir m in g   th e  s ca lab ilit y   an d   ad ap tab ilit y   o f   th e  m o d el   ac r o s s   d if f er en t  lev els  o f   s ch em a  co m p lex ity .     T h is   p o s itiv e  co r r elatio n   s u g g ests   th at  Ma tch I A  n o t  o n ly   h an d les  s m all  an d   m o d er at ely   s ized   s ch em as  ef f ec tiv ely   b u t  also   b en e f its   f r o m   ad d itio n al  co n tex t u al  in f o r m atio n   av ailab le  in   lar g e r   s ch em as.  As  th e  n u m b er   o f   c o lu m n s   g r o ws,  t h e  m o d el  is   ab le   to   ca p tu r e   r ich er   s em an tic  p atter n s ,   le ad in g   to   im p r o v ed   m atch in g   d ec is io n s .     Fig u r e   3   p l o ts   s ch e m a   s i ze s   ( 1 0 ,   2 0 ,   a n d   5 0   co lu m n s )   o n   th e   x - a x is   a g ai n s t   a cc u r ac y   ( %)   o n   t h e     y - a x is ,   s h o wc asi n g   t h e  m o d el ’ s   c o n s is t en cy .   Des p i te   i n c r e asi n g   s ch em a  c o m p l ex it y ,   t h e   ac c u r ac y   r em ai n s   h ig h   an d   s t a b le ,   d e m o n s tr ati n g   t h a t   Ma t ch I A   is   n o t  ad v e r s el y   a f f ec t ed   b y   th e  g r o w in g   n u m b er   o f   a tt r i b u tes .   T h is   s tab ilit y   is   c r u ci al  in   r e al - wo r l d   e n v ir o n m en ts   w h er e  d ata   h et er o g e n ei ty   a n d   v o l u m e   o f t en   i n c r e ase   o v er   ti m e .   T o   f u r th er   an aly ze   th e   m o d el’ s   ef f icien cy ,   its   r u n tim e   f o r   p r o ce s s in g   s ch em as  o f   d if f er en t   s izes  wa s   m ea s u r ed .   Fig u r e  4   p r esen ts   a  r u n tim e   v s .   s ch em a   s ize  g r ap h .   T h e   o b s er v ed   lin ea r   i n cr ea s e  in   r u n tim e   in d icate s   th at  Ma tch I A  s ca les   p r ed ictab ly   with   s ch em a  s iz e.   A  g r ap h   p lo ttin g   r u n tim e  ( in   s ec o n d s )   o n   th e     y - ax is   ag ain s t  s ch em a  s izes  ( 1 0 ,   2 0 ,   an d   5 0   co l u m n s )   o n   th e   x - ax is .   T o   id e n tify   p o ten tial  lim itatio n s ,   an   er r o r   b r ea k d o wn   was  co n d u cted .   T h e  co n f u s io n   m atr ix   as  s h o wn   in   T ab le  3 ,   p r o v id es  a  d etai led   o v er v iew  o f   t h e  class if icatio n   o u tco m es  f o r   th e  5 0 - c o lu m n   s ch em a.   Fro m   th e  co n f u s io n   m atr ix   Fig u r e  5 ,   t h e  m o d el  ex h ib ited   a  f alse  p o s itiv e  r ate  ( FP R )   o f   6 . 5 %,  p r im ar ily   d u e  to   s em an tically   s im ilar   co lu m n   n am es    ( e. g . ,   “Ad d r ess _ L in e”   v s .   “Str ee t_ Ad d r ess ”) .   T h ese  f alse  p o s itiv es  wer e  an aly ze d   to   id en ti f y   th e  r o o t  ca u s es,  r ev ea lin g   th at  e m b ed d in g s   f o r   s im ilar   ter m s   o f ten   o v e r lap   wi th o u t stric t c o n tex tu al  d if f er e n tiatio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma tch I A :   a   s ema n tic  a r tifi cia l in tellig en ce   s o lu tio n   fo r   in ter o p era b ilit y  in   s ch ema   …  ( Mo h a med   R a o u i )   4219       Fig u r e  3 .   Mo d el  ac cu r ac y   ac r o s s   s ch em a  s izes           Fig u r e   4 .   R u n tim e  v s .   s ch em a  s ize       T ab le  3 .   Dis tr ib u tio n   o f   p r ed ic tio n   o u tco m es   O u t c o m e   C o u n t   Tr u e   p o si t i v e s   ( TP)   1 8 8   Tr u e   n e g a t i v e s  ( TN )   1 7 2   F a l se   p o si t i v e s  (FP)   12   F a l se   n e g a t i v e s  (FN)   8           Fig u r e  5 .   C o n f u s io n   m atr i x   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 1 3 - 4 2 2 3   4220   A  h ea tm ap - s ty le  v is u aliza tio n   r ep r esen tin g   T P,  T N,   FP ,   an d   FN,  p r o v id in g   a n   in tu itiv e  u n d er s tan d i n g   o f   th e  m o d el ’ s   s tr en g th s   an d   wea k n ess es.   A n   ad d itio n al  er r o r   d is tr ib u tio n   g r ap h   as  s h o wn   in   Fig u r e  6   h ig h lig h ts   th e  f r eq u e n cy   o f   f alse  p o s itiv es  an d   f alse  n eg ativ es  ac r o s s   d if f er e n t  s c h em a  s izes.   A  b a r   ch ar t d is p lay in g   th e  co u n ts   o f   FP   an d   FN f o r   s ch em as with   1 0 ,   2 0 ,   an d   5 0   c o lu m n s .           Fig u r e  6 .   E r r o r   d is tr ib u tio n   ac r o s s   s ch em a  s izes       3 . 4 .     Co m pa riso n  wit h e x is t ing   m et ho ds   T o   ev alu ate  th e   ef f ec tiv e n ess   o f   Ma tch I A,   we  c o n d u cted   a  c o m p ar ativ e  s tu d y   ag ai n s t  s ev er al  wid ely   r ec o g n ized   h eu r is tic - b ased   s ch em a  m atch in g   alg o r ith m s ,   i n clu d in g   C OM A+ +,   C u p id ,   s im ilar ity   f lo o d in g   ( SF ) .   T h e  co m p ar ativ e  ev al u atio n   was  p er f o r m ed   o n   m u ltip le  b en ch m a r k   d ataset s ,   an d   th e  r esu lts   s u m m ar ized   i n   th e   Fig u r e   7   h ig h lig h t  t h e  im p r o v e d   p er f o r m an ce   o f   Ma tch I A  in   ter m s   o f   b o th   p r ec is io n   an d   F1 - s co r e.   Sp ec if ically ,   Ma tch I A  ac h iev ed   an   av er a g e  F1 - s co r e  im p r o v em en t  o f   u p   to   1 2 %  co m p ar e d   to   tr ad itio n al  h eu r is tics ,   d em o n s tr atin g   its   r o b u s tn ess   an d   p o ten tial f o r   r ea l - wo r l d   s ch em a  in te g r atio n   task s .           Fig u r e  7 .   Per f o r m an c e  co m p ar is o n   o f   Ma tch I A  a n d   h e u r is tic - b ased   alg o r ith m s       T h e  o b tain e d   r esu lts   ar e   co n s i s ten t  with   r ec en t  s ch em a  m atch in g   s tu d ies  h i g h lig h tin g   th e  l im itatio n s   o f   h e u r is tic  ap p r o ac h es  f o r   h et er o g en e o u s   s ch em as.  As  s h o wn   in   Fig u r e   7 ,   C OM A+ +,   C u p id ,   an d   SF   ac h iev e   lo wer   p r ec is io n   an d   F1 - s co r e  t h an   Ma tch I A.   R ec en t  s tu d ies  [ 2 6 ] ,   [ 1 2 ]   s im ilar ly   d em o n s tr ate  th e  ef f ec tiv en ess   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ma tch I A :   a   s ema n tic  a r tifi cia l in tellig en ce   s o lu tio n   fo r   in ter o p era b ilit y  in   s ch ema   …  ( Mo h a med   R a o u i )   4221   o f   lear n in g - b ased   an d   h y b r id   s em an tic  ap p r o ac h es.  Acc o r d in g ly ,   Ma tch I A  p r o v i d es  h ig h er   ac cu r ac y   wh ile   r em ain in g   lig h tweig h t,  in ter p r etab le,   an d   s u itab le  f o r   p r ac tical  in ter o p er a b ilit y   s ce n ar io s .   T h e  o b s er v ed   im p r o v e m en ts   ar e  co n s is ten tly   r ef lecte d   ac r o s s   all  ev alu atio n   m etr ics  an d   b en ch m ar k   d atasets ,   in d icatin g   th e  r o b u s tn ess   o f   th e  p r o p o s ed   a p p r o ac h .   T h e  ag r ee m en t  b etwe e n   p r ec is io n ,   r ec all ,    F1 - s co r e,   an d   ac cu r ac y   f u r th er   s u p p o r ts   th e  r eliab ilit y   o f   th e  o b tain ed   r esu lts .   B ey o n d   th e  q u an titativ e   im p r o v em e n ts ,   Ma tch I A   ad v an ce s   th e  s tate  o f   th e  ar t  b y   co m b in i n g   s em an tic  em b ed d in g s   with   an   in ter p r etab le  m ac h in e   lear n in g   m o d el,   p r o v i d in g   a  b etter   b a lan ce   b etwe en   m atch in g   ac cu r ac y ,   co m p u tatio n a l   ef f icien cy ,   an d   ex p lain a b ilit y   th an   tr ad itio n al  h e u r is tic  ap p r o ac h es.  T h ese  ch ar ac ter is tics   m ak e  th e  p r o p o s ed   m eth o d   s u itab le  f o r   p r ac tical  ap p licatio n s   s u ch   as  en ter p r is e  d ata  in teg r atio n ,   d atab ase  m ig r atio n ,   an d   s em an tic  in ter o p er ab ilit y   ac r o s s   h eter o g en eo u s   in f o r m atio n   s y s tem s .   T o   f u r th e r   co n te x tu alize   Ma tch I A ’ s   p er f o r m an ce ,   its   p r ec is i o n - r ec all  cu r v e  as sh o wn   in   Fi g u r e  8   was  an aly ze d .   T h e   ar ea   u n d e r   th e   cu r v e   ( AUC)  o f   0 . 9 2   f o r   M atch I A  d em o n s tr ates  its   ab ilit y   to   m ain tain   h ig h   p r ec is io n   an d   r ec all  ev e n   u n d er   ch allen g in g   s ce n ar io s   with   o v er lap p in g   co l u m n   n a m es.   A  p r ec is io n - r ec all   cu r v e  g r a p h   with   Ma tch I A’ s   cu r v e  p lo tted   ag ai n s t  b aselin es,  h ig h lig h tin g   its   s u p er io r   p er f o r m an ce .   T h ese  ex p er im en tal  f in d in g s   p r o v id e  in s ig h ts   in to   th e  e f f ec tiv en ess   o f   th e  p r o p o s ed   a p p r o ac h   an d   m o tiv ate  th e   co n clu d in g   d is cu s s io n   p r esen t ed   in   th e  n ex t sectio n .           Fig u r e  8 .   Pre cisi o n - r ec all  cu r v e  f o r   Ma tch I A       4.   CO NCLU SI O N   T h is   wo r k   i n tr o d u ce s   Ma tch I A,   a  s u p er v is ed   s em an tic  s ch em a  m atch in g   f r a m ewo r k   th a t  co m b in es   s em an tic  em b ed d in g s   with   a  r an d o m   f o r est  class if ier   to   p r o v id e   an   ef f ec tiv e,   in ter p r e tab le,   an d   s ca lab le   s o lu tio n   f o r   d ata  in ter o p er ab ilit y .   T h e  ex p er im e n tal  ev al u atio n   h ig h lig h ts   co n s is ten t  im p r o v em e n ts   o v er   tr ad itio n al  h eu r is tic  m eth o d s ,   p ar ticu lar ly   in   ter m s   o f   p r ec is io n   an d   r ec all,   wh ich   co n f ir m s   th e  ab ilit y   o f   th e   ap p r o ac h   to   id en tify   r elev a n t   s em an tic  r elatio n s h ip s   b etw ee n   h eter o g e n eo u s   s ch em a  elem en ts .   T h e  m ain   co n tr ib u tio n   o f   th is   s tu d y   lies   in   th e   in teg r atio n   o f   lin g u is tic  r ep r esen tatio n s   with   well - estab lis h ed   m ac h in e   lear n in g   tec h n iq u es,   r esu ltin g   in   a  s o lu tio n   th at  is   b o th   i n ter p r etab le  an d   ad a p tab le  to   v ar y in g   d ata  v o lu m es.   Mo r eo v er ,   th e  o b tain e d   r esu l ts   s u g g est  th at  th e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   ca n   b e  e f f ec tiv ely   ap p lied   in   p r ac tical   s ettin g s   s u ch   as  en ter p r is e  d ata  in teg r atio n ,   d o m ain - s p ec if ic  d atasets ,   an d   clo u d - b ased   d ata   p latf o r m s ,   th er e b y   s u p p o r tin g   r ea l - wo r l d   in ter o p e r ab ilit y   r eq u ir e m en ts .       F UNDING   I NF O R M A T I O N    Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al   u s es  th e  C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 6 :   4 2 1 3 - 4 2 2 3   4222   Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Mo h am ed   R ao u i   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓     ✓     Mo u lay   Haf id   E l Y az id i   ✓   ✓     ✓   ✓     ✓       ✓     ✓       Ah m ed   Z ello u   ✓   ✓     ✓   ✓     ✓       ✓     ✓   ✓       C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e  b en ch m a r k   d ataset  was  d er iv ed   f r o m   th e  p u b licly   av ailab le  Sch em a. o r g   v o ca b u lar y .   T h e   p r o ce s s ed   d ata  s u p p o r tin g   t h e  f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e  a v ailab le  f r o m   t h e  co r r esp o n d i n g   a u th o r ,   [ MR],   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   E.   R a h m  a n d   E .   P e u k e r t ,   “ H o l i s t i c   sc h e m a   m a t c h i n g , ”   i n   En c y c l o p e d i a   o f   Bi g   D a t a   T e c h n o l o g i e s ,   C h a m:   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 1 9 ,   p p .   9 6 0 – 9 6 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 7 7 5 2 5 - 8 _ 1 2 .   [ 2 ]   E.   R a h m  a n d   E.   P e u k e r t ,   “ L a r g e - s c a l e   sc h e m a   ma t c h i n g , ”   i n   E n c y c l o p e d i a   o f   Bi g   D a t a   T e c h n o l o g i e s ,   C h a m:   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 1 0 5 – 1 1 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 7 7 5 2 5 - 8 _ 3 3 0 .   [ 3 ]   J.  K ö p k e ,   “ A n n o t a t i o n   p a t h s   f o r   ma t c h i n g   X M L - S c h e mas , ”   D a t a   &   K n o w l e d g e   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 2 2 ,   p p .   2 5 – 5 4 ,   Ju l .   2 0 1 9 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d a t a k . 2 0 1 7 . 1 2 . 0 0 2 .   [ 4 ]   P .   R o u ssi l l e ,   I .   M e g d i c h e ,   O .   T e st e ,   a n d   C .   Tr o j a h n ,   “ B o o s t i n g   h o l i s t i c   o n t o l o g y   ma t c h i n g :   g e n e r a t i n g   g r a p h   c l i q u e - b a se d   r e l a x e d   r e f e r e n c e   a l i g n m e n t s f o r   h o l i s t i c   e v a l u a t i o n , ”   2 0 1 8 ,   p p .   3 5 5 – 3 6 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 030 - 0 3 6 6 7 - 6 _ 2 3 .   [ 5 ]   J.  P o r t i s c h ,   M .   H l a d i k ,   a n d   H .   P a u l h e i m,   “ B a c k g r o u n d   k n o w l e d g e   i n   o n t o l o g y   ma t c h i n g :   a   su r v e y , ”   S e m a n t i c   We b ,   p p .   1 – 5 5 ,     S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 2 3 3 / S W - 2 2 3 0 8 5 .   [ 6 ]   I .   M .   P u t r a ma   a n d   P .   M a r t i n e k ,   “ H e t e r o g e n e o u s   d a t a   i n t e g r a t i o n :   c h a l l e n g e s  a n d   o p p o r t u n i t i e s , ”   D a t a   i n   Br i e f ,   v o l .   5 6 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d i b . 2 0 2 4 . 1 1 0 8 5 3 .   [ 7 ]   K .   R a m a r ,   R .   A p p o v o o ,   H .   S h a n mu g a su n d a r a m ,   a n d   B .   A ,   “ S e m a n t i c   h e t e r o g e n e i t y   m a n a g e me n t   b e t w e e n   w e a t h e r   s y st e ms  u s i n g   o n t o l o g y   ma p p i n g , ”   i n   2 0 2 2   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   D i sru p t i v e   T e c h n o l o g i e s  f o r  Mu l t i - D i sc i p l i n a ry  Re se a r c h   a n d   Ap p l i c a t i o n s ( C EN T C O N ) ,   D e c .   2 0 2 2 ,   p p .   5 2 – 57 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EN T C O N 5 6 6 1 0 . 2 0 2 2 . 1 0 0 5 1 4 8 4 .   [ 8 ]   C .   K o u t r a s  e t   a l . ,   “ V a l e n t i n e :   e v a l u a t i n g   ma t c h i n g   t e c h n i q u e s   f o r   d a t a s e t   d i sco v e r y , ”   i n   2 0 2 1   I EEE   3 7 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   D a t a   E n g i n e e r i n g   ( I C D E) ,   A p r .   2 0 2 1 ,   p p .   4 6 8 – 479 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C D E5 1 3 9 9 . 2 0 2 1 . 0 0 0 4 7 .   [ 9 ]   A .   B e r r o ,   I .   M e g d i c h e ,   a n d   O .   Te s t e ,   “ A   l i n e a r   p r o g r a m  f o r   h o l i st i c   mat c h i n g :   a ssess me n t   o n   s c h e ma   ma t c h i n g   b e n c h mar k , ”   i n   D a t a b a se   a n d   E x p e rt   S y st e m s A p p l i c a t i o n s ,   C h a m:   S p r i n g e r ,   2 0 1 5 ,   p p .   3 8 3 – 3 9 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 2 2 8 5 2 - 5 _ 3 3 .   [ 1 0 ]   K .   R a m a r ,   “ H e t e r o g e n e i t y   ma n a g e m e n t   u s i n g   O A EI   b e n c h mark   d a t a s e t , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E n g i n e e r i n g   &  T e c h n o l o g y ,  v o l .   7 ,   n o .   3 . 1 2 ,   Ju l .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 4 4 1 9 / i j e t . v 7 i 3 . 1 2 . 1 6 1 6 3 .   [ 1 1 ]   E.   R a h m ,   “ T o w a r d s l a r g e - s c a l e   sc h e m a   a n d   o n t o l o g y   m a t c h i n g , ”   i n   S c h e m a   Ma t c h i n g   a n d   M a p p i n g ,   B e r l i n ,   H e i d e l b e r g :   S p r i n g e r ,   2 0 1 1 ,   p p .   3 – 27 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 6 4 2 - 1 6 5 1 8 - 4 _ 1 .   [ 1 2 ]   M .   A . - U . - R a h ma n   e t   a l . ,   “ A   sem i - a u t o ma t e d   h y b r i d   sc h e m a   ma t c h i n g   f r a m e w o r k   f o r   v e g e t a t i o n   d a t a   i n t e g r a t i o n , ”   Ex p e r t   S y st e m s   w i t h   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 2 9 ,   N o v .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 3 . 1 2 0 4 0 5 .   [ 1 3 ]   B.  V i l l á n y i   a n d   P .   M a r t i n e k ,   “ A u t o m a t i o n   o f   s c e n a r i o - b a se d   sc h e m a   m a t c h e r   o p t i mi z a t i o n , ”   Ac t a   E l e c t r o t e c h n i c a   e t   I n f o rm a t i c a ,  v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   p p .   3 – 1 0 ,   M a r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 5 5 4 6 / a e e i - 2 0 1 6 - 0 0 0 1 .   [ 1 4 ]   A .   G u d a l a ,   L.   Z.   L i ,   D .   K a r ,   A .   M .   M a h d y ,   a n d   M .   X i a o ,   “ A   h o l i s t i c   s c h e ma   ma t c h e r ,”  A d v a n c e d   M a t e ri a l s  Re se a r c h ,    v o l .   2 2 5 – 2 2 6 ,   p p .   1 2 4 2 – 1 2 4 5 ,   A p r .   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 4 0 2 8 / w w w . s c i e n t i f i c . n e t / A M R . 2 2 5 - 2 2 6 . 1 2 4 2 .   [ 1 5 ]   M .   M o h a mm a d i ,   W .   H o f ma n ,   a n d   Y . - H .   T a n ,   “ S A N O M - H O B B I T:   si m u l a t e d   a n n e a l i n g - b a s e d   o n t o l o g y   ma t c h i n g   o n   H O B B I T  p l a t f o r m , ”   T h e   K n o w l e d g e   E n g i n e e ri n g   R e v i e w ,   v o l .   3 5 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 7 / S 0 2 6 9 8 8 8 9 2 0 0 0 0 1 7 X .   [ 1 6 ]   T.   T.   A .   N g u y e n   a n d   S .   C o n r a d ,   “ O n t o l o g y   m a t c h i n g   u s i n g   m u l t i p l e   s i mi l a r i t y   m e a s u r e s , ”   i n   2 0 1 5   7 t h   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e re n c e   o n   K n o w l e d g e   D i s c o v e ry,   K n o w l e d g e   E n g i n e e r i n g   a n d   K n o w l e d g e   M a n a g e m e n t   ( I C 3 K ) ,   2 0 1 5 ,   p p .   6 0 3 – 6 1 1 ,     d o i :   1 0 . 5 2 2 0 / 0 0 0 5 6 1 5 6 0 6 0 3 0 6 1 1 .   [ 1 7 ]   M .   M o h a mm a d i ,   W .   H o f m a n ,   a n d   Y . - H .   Ta n ,   “ S i m u l a t e d   a n n e a l i n g - b a s e d   o n t o l o g y   ma t c h i n g , ”   AC M  T ra n s a c t i o n s  o n   Ma n a g e m e n t   I n f o rm a t i o n   S y s t e m s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   1 – 2 4 ,   M a r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 3 1 4 9 4 8 .   [ 1 8 ]   S .   U .   P i l a p i t i y a ,   “ I O n t o - o n t o l o g y   d r i v e n   a p p r o a c h   f o r   se l e c t i n g   a p p r o p r i a t e   o n t o l o g y   m a t c h i n g   a l g o r i t h m , ”   i n   2 0 1 7   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Re s e a rc h   a n d   I n n o v a t i o n   i n   I n f o rm a t i o n   S y s t e m s ,   Ju l .   2 0 1 7 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C R I I S . 2 0 1 7 . 8 0 0 2 4 3 8 .   [ 1 9 ]   J.  K i m,   Y .   P e n g ,   N .   I v e z i c ,   a n d   J .   S h i n ,   “ A n   o p t i m i z a t i o n   a p p r o a c h   f o r   s e ma n t i c - b a se d   X M L  s c h e m a   m a t c h i n g , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   T r a d e ,   Ec o n o m i c s   a n d   F i n a n c e ,   p p .   7 8 – 8 6 ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 7 7 6 3 / I JTEF. 2 0 1 1 . V 2 . 8 2 .   [ 2 0 ]   S .   B o r o w i c c   a n d   S .   A . - S o u z a ,   “ H e t e r o g e n e o u s   d a t a   i n t e g r a t i o n :   a   l i t e r a t u r e   sc o p e   r e v i e w , ”   i n   2 6 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   En t e r p ri s e   I n f o rm a t i o n   S y st e m s ,   2 0 2 4 ,   p p .   1 8 9 – 2 0 0 ,   d o i :   1 0 . 5 2 2 0 / 0 0 1 2 5 5 1 0 0 0 0 0 3 6 9 0 .   [ 2 1 ]   C .   M a ,   B .   M o l n a r ,   A .   Ta r c s i ,   a n d   A .   B e n c z u r ,   “ K n o w l e d g e   e n r i c h e d   sch e ma   ma t c h i n g   f r a mew o r k   f o r   h e t e r o g e n e o u s   d a t a   i n t e g r a t i o n , ”   i n   2 0 2 2   I E EE  2 n d   C o n f e re n c e   o n   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   a n d   D a t a   S c i e n c e ,   M a y   2 0 2 2 ,   p p .   1 8 3 – 188 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C I TD S 5 4 9 7 6 . 2 0 2 2 . 9 9 1 4 3 5 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.