一種圖形化知識譜系自動構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種圖形化的知識譜系快速構(gòu)建方法，提供涉及多領(lǐng)域的復(fù)雜問題的知識譜系自動構(gòu)建方法和流程，將知識譜系通過知識地圖進(jìn)行了直接鮮明的圖形化表達(dá)。實(shí)現(xiàn)知識關(guān)聯(lián)鉆取、可視追蹤、交互呈現(xiàn)與延伸閱讀，有利于提升知識綜合管理和信息決策分析能力。
【專利說明】一種圖形化知識譜系自動構(gòu)建方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬科學(xué)知識可視化與知識域分析領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]知識譜系來自法國哲學(xué)家?？抡軐W(xué)中，它考察產(chǎn)生知識的真理體制和求真意志是如何在某種知識形式和知識關(guān)系中誕生的；它考察將個體視為勞動的、說話的、知識的、生物的主題是如何在知識中被制造出來的；它考察某種話語是如何被知識關(guān)系在欲望的主體上產(chǎn)生出來并散播的。知識譜系的作用在于對被認(rèn)為要解決的問題進(jìn)行追問:首先，這一問題作為問題產(chǎn)生的根源？其宗旨就是使事物問題化，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生此問題的事物間的某些聯(lián)系O
[0003]知識譜系的可視化表達(dá)方式即為知識圖譜，也稱為科學(xué)知識圖譜，它通過將應(yīng)用數(shù)學(xué)、圖形學(xué)、信息可視化技術(shù)、信息科學(xué)等學(xué)科的理論與方法與計量學(xué)引文分析、共現(xiàn)分析等方法結(jié)合，并利用可視化的圖譜形象地展示學(xué)科的核心結(jié)構(gòu)、發(fā)展歷史、前沿領(lǐng)域以及整體知識架構(gòu)達(dá)到多學(xué)科融合目的的現(xiàn)代理論。具體來說，知識圖譜是通過將應(yīng)用數(shù)學(xué)、圖形學(xué)、信息可視化技術(shù)、信息科學(xué)等學(xué)科的理論與方法與計量學(xué)引文分析、共現(xiàn)分析等方法結(jié)合，并利用可視化的圖譜形象地展示學(xué)科的核心結(jié)構(gòu)、發(fā)展歷史、前沿領(lǐng)域以及整體知識架構(gòu)達(dá)到多學(xué)科融合目的的現(xiàn)代理論。它把復(fù)雜的知識領(lǐng)域通過數(shù)據(jù)挖掘、信息處理、知識計量和圖形繪制而顯示出來，揭示知識領(lǐng)域的動態(tài)發(fā)展規(guī)律，為學(xué)科研究提供切實(shí)的、有價值的參考。迄今為止，其實(shí)際應(yīng)用在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)逐步拓展并取得了較好的效果，但它在我國仍屬研究的起步階段。
[0004]對于知識譜系構(gòu)建，國外學(xué)者認(rèn)為知識譜系多測重于結(jié)構(gòu)分析和知識結(jié)構(gòu)的可視化分析，其中對于知識結(jié)構(gòu)的可視化分析有研究選擇性地添加可視化的靜態(tài)特征例如聚類和動態(tài)特征例如目標(biāo)對象的具體樣本情形來進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述；同時有結(jié)合了頻譜聚類和特征選擇算法進(jìn)行分析。從國外的研究來看，對知識圖譜的研究比較深入，包括知識圖譜可視化的哲學(xué)認(rèn)知，算法創(chuàng)新與工具開發(fā)等，其應(yīng)用更是覆蓋了眾多的領(lǐng)域，如數(shù)字圖書館、知識管理、技術(shù)預(yù)見、科技政策和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等方面據(jù)可視化的圖像技術(shù)。國內(nèi)學(xué)者多側(cè)重于理論性與應(yīng)用。如將其應(yīng)用于圖書情報與數(shù)字圖書館、科學(xué)研究管理、企業(yè)經(jīng)濟(jì)、高等教育、計算機(jī)軟件及計算機(jī)應(yīng)用、宏觀經(jīng)濟(jì)管理與可持續(xù)發(fā)展、體育、新聞與傳媒、教育理論與教育管理、管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)理論及經(jīng)濟(jì)思想史、工業(yè)通用技術(shù)及設(shè)備、自然科學(xué)理論與方法和哲學(xué)。
[0005]總的來說對知識譜系的研究，側(cè)重可視化方法以及在不同學(xué)科的理論與應(yīng)用研究。而缺乏對涉及多領(lǐng)域的復(fù)雜知識問題的譜系構(gòu)建研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種圖形化的知識譜系快速構(gòu)建方法，提供涉及多領(lǐng)域的復(fù)雜問題的知識譜系構(gòu)建方法和流程，將知識譜系通過知識地圖進(jìn)行了直接鮮明的圖形化表達(dá)。通過海量知識節(jié)點(diǎn)分層分類抽取、關(guān)聯(lián)分析、組合構(gòu)建形成知識地圖，實(shí)現(xiàn)知識關(guān)聯(lián)鉆取、可視追蹤、交互呈現(xiàn)與延伸閱讀，有利于提升知識綜合管理和信息決策分析能力。
[0007]本發(fā)明充分利用了基于XML文件的開放性知識地圖組件技術(shù)、面向社會關(guān)系的知識地圖導(dǎo)航技術(shù)以及知識庫動態(tài)更新技術(shù)，參照知識指標(biāo)體系構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，構(gòu)建了復(fù)雜問題知識譜系快速構(gòu)建方法。其主要實(shí)現(xiàn)步驟包括以下幾步驟:(I)知識指標(biāo)體系構(gòu)建與維護(hù)；(2)知識條目檢索與獲取；(3)基于知識條目的知識節(jié)點(diǎn)構(gòu)建；⑷基于知識節(jié)點(diǎn)構(gòu)建知識地圖；(5)知識譜系動態(tài)繪制與鉆取；(6)知識譜系動態(tài)更新和歸檔。
[0008]有益效果:
[0009]本發(fā)明在知識地圖組件技術(shù)、地圖導(dǎo)航技術(shù)以及與空間數(shù)據(jù)索引的無縫拼接技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了以下效果:(I)通過知識地圖組件揭示社會領(lǐng)域之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與知識的提取和共享，如等級關(guān)系、相關(guān)關(guān)系等，每個知識節(jié)點(diǎn)與其他存在關(guān)系的節(jié)點(diǎn)相連，與相關(guān)的人員、數(shù)據(jù)相連，與相關(guān)的知識相連，這樣就構(gòu)成了一個知識網(wǎng)絡(luò)，順著這個網(wǎng)絡(luò)，可以找到所有與節(jié)點(diǎn)相關(guān)的東西。(2)提供知識地圖快速導(dǎo)航檢索，協(xié)助組織機(jī)構(gòu)發(fā)掘其數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價值使組織機(jī)構(gòu)內(nèi)各種數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為顯性知識并進(jìn)而內(nèi)化為組織的知識資產(chǎn)，發(fā)揮機(jī)構(gòu)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源和知識資產(chǎn)的杠桿作用，通過社會中經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、能源、人口等領(lǐng)域的分類關(guān)系，銜接不同地域、機(jī)構(gòu)和統(tǒng)一組織內(nèi)的不同成員節(jié)點(diǎn)，揭示不同社會領(lǐng)域和社會實(shí)體間的交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)系；(3)利用知識譜系作為基礎(chǔ)框架，基于數(shù)據(jù)星座、頁面交互、可視挖掘技術(shù)，快速定位用戶關(guān)心知識主題，提取并構(gòu)建無縫銜接知識地圖，揭示知識節(jié)點(diǎn)之間以及知識節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)資源或特定事件相互之間的關(guān)系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1面向主題的知識譜系構(gòu)建流程；
[0011]圖2利用圖形化知識譜系進(jìn)行知識管理

【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明提供圖形化知識譜系的快速構(gòu)建方法。主要實(shí)施步驟具體如下:
[0013]步驟一、知識指標(biāo)體系構(gòu)建與維護(hù)。
[0014]基于現(xiàn)有社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、自然地理等多領(lǐng)域指標(biāo)分類體系、指標(biāo)描述標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)定義范疇、指標(biāo)內(nèi)涵與外延，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜抑R結(jié)構(gòu)及相關(guān)權(quán)威觀點(diǎn)，構(gòu)建多領(lǐng)域知識指標(biāo)體系。指標(biāo)體系構(gòu)建是一個長期的過程，根據(jù)不同領(lǐng)域的理論的發(fā)展、學(xué)術(shù)方法的變化，知識指標(biāo)體系將動態(tài)更新與維護(hù)。
[0015]I)下載維基百科知識指標(biāo)體系，以此為知識指標(biāo)體系基礎(chǔ)；
[0016]2)將知識指標(biāo)條目存放在文本數(shù)據(jù)庫中(例如商業(yè)TRS數(shù)據(jù)庫)，為后面實(shí)現(xiàn)文本快速檢索奠定基礎(chǔ)；
[0017]3)將知識指標(biāo)條目存放在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中(例如商業(yè)Oracle數(shù)據(jù)庫)，條目存放為一張表，條目關(guān)系存放在另一張表，形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；
[0018]4)針對應(yīng)用領(lǐng)域組織專家對該領(lǐng)域知識條目進(jìn)行重組織；
[0019]5)根據(jù)專家意見，更新文本數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。
[0020]步驟二、知識條目檢索與獲取。
[0021]針對涉及多領(lǐng)域的復(fù)雜問題，以此問題為牽引，使用形式化的方法和技術(shù)，按概念、概念的屬性、概念之間的關(guān)系、術(shù)語、規(guī)則等對知識進(jìn)行識別，獲取該領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識譜系內(nèi)容。首先，利用文本分詞、數(shù)據(jù)庫檢索方法實(shí)現(xiàn)核心資料庫中抽取已經(jīng)積累的知識條目和歷史資料。其次，根據(jù)相關(guān)專家知識、理論方法、國內(nèi)外權(quán)威輿論與評論、相關(guān)搜集情報信息獲取特定主題的知識條目，將最新獲取的知識條目入資料庫處理。
[0022]I)總結(jié)復(fù)雜問題的主要關(guān)鍵詞，一般3到5個關(guān)鍵詞；
[0023]2)依據(jù)問題關(guān)鍵詞，采用文本分詞方法檢索文本數(shù)據(jù)庫，同時計算文本相似度；
[0024]3)根據(jù)文本相似度排序，將檢索得到相關(guān)條目名稱和編號存放在數(shù)組中；
[0025]4)若檢索結(jié)果過多，根據(jù)相似度篩選前N條記錄；
[0026]步驟三、基于知識條目的知識節(jié)點(diǎn)構(gòu)建。
[0027]獲取知識譜系相關(guān)知識內(nèi)容后，按語義聯(lián)系(或主題)來組織知識，對知識進(jìn)行分級、分類，確定關(guān)鍵知識。例如美國金融危機(jī)，其對中國和其他相關(guān)國家的影響體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)、外交、安全等方面，這些就是問題研究的主題，是知識組織的抓手，在此基礎(chǔ)上按語義方式組織知識，并確定關(guān)鍵知識節(jié)點(diǎn)。根據(jù)知識條目的相關(guān)描述、內(nèi)涵、外延等結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)內(nèi)容，利用文本分詞、聚類、相似算法(測距)實(shí)現(xiàn)知識條目與指標(biāo)體系的關(guān)聯(lián)與掛接。通過關(guān)聯(lián)知識條目與指標(biāo)體系，在知識指標(biāo)體系數(shù)據(jù)庫中增加新的知識條目內(nèi)容，形成新的知識節(jié)點(diǎn)。
[0028]I)組織步驟二中的知識條目數(shù)組，根據(jù)條目間的層級關(guān)系、依賴關(guān)系，組織成一張面向目標(biāo)問題的知識拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)；
[0029]2)針對拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中每一個知識節(jié)點(diǎn)，在資料庫中檢索對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)相關(guān)常用文件資料；
[0030]3)針對拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中每一個知識節(jié)點(diǎn)，利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)檢索網(wǎng)絡(luò)相關(guān)資訊和網(wǎng)頁；
[0031]4)根據(jù)知識節(jié)點(diǎn)，在文本知識庫中檢索已經(jīng)存儲的知識節(jié)點(diǎn)；
[0032]5)將上述檢索結(jié)果和對應(yīng)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，完成每一個知識節(jié)點(diǎn)內(nèi)容構(gòu)建。
[0033]步驟四、基于知識節(jié)點(diǎn)繪制知識地圖。
[0034]主要包括知識關(guān)聯(lián)、知識配置、個性化實(shí)現(xiàn)等。知識地圖是動態(tài)的概念，通過知識智能關(guān)聯(lián)(或建立索引)建立各類知識間的連接，包括專家與知識之間、知識與知識之間的連接；在知識關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，依據(jù)知識的隸屬關(guān)系和相關(guān)程度，實(shí)現(xiàn)知識的合理、有效配置；針對不同用戶的個性化需求，以多種方式體現(xiàn)知識地圖構(gòu)建的個性化。例如在美國金融危機(jī)中，其在經(jīng)濟(jì)上的影響主要體現(xiàn)在3個方面，即對全球范圍內(nèi)收入再分配的影響、對金融自由化進(jìn)程的影響、對國際貨幣體系運(yùn)作的影響，每個方面依據(jù)問題的隸屬關(guān)系和相關(guān)程度，又可以得到更多的相關(guān)知識。
[0035]I)根據(jù)步驟三中知識拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，繪制每一個知識節(jié)點(diǎn)，以節(jié)點(diǎn)名稱作為顯示關(guān)鍵詞；
[0036]2)根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的相互依賴、作用關(guān)系，繪制節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系箭頭，并且標(biāo)注相關(guān)關(guān)系;
[0037]3)使用環(huán)形拓?fù)浞绞秸故局R譜系各節(jié)點(diǎn)間的相互關(guān)系，完成知識地圖可視化。
[0038]步驟五、知識譜系動態(tài)繪制與鉆取。
[0039]基于知識地圖，研究涉及多領(lǐng)域復(fù)雜問題不同主題的知識譜系要素的表現(xiàn)形式和處理原則，以及繪制算法、模型和技術(shù)，基于Flex動畫技術(shù)研發(fā)知識譜系繪制工具，以傳統(tǒng)目錄等級方式、樹形結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等方式展現(xiàn)知識譜系。同時，基于嵌套檢索、知識層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)知識節(jié)點(diǎn)的動態(tài)調(diào)度、導(dǎo)航和鉆取。
[0040]I)根據(jù)步驟四中的知識地圖，對每一知識節(jié)點(diǎn)注冊用戶交互事件；
[0041]2)注冊單擊事件，單擊知識節(jié)點(diǎn)時彈出節(jié)點(diǎn)詳細(xì)知識內(nèi)容；
[0042]3)注冊雙擊事件，雙擊知識節(jié)點(diǎn)時該節(jié)點(diǎn)居中顯示，并且實(shí)現(xiàn)下一級知識節(jié)點(diǎn)鉆取操作。
[0043]步驟六、知識譜系動態(tài)更新和歸檔。
[0044]由于多領(lǐng)域復(fù)雜問題，其問題分解、描繪和管理、知識庫、案例庫等內(nèi)容不是一成不變的，存在一個逐漸更新和關(guān)聯(lián)的過程，對應(yīng)地，知識譜系也不是靜態(tài)不變的，也存在一個不斷動態(tài)更新和自動關(guān)聯(lián)的過程。參考數(shù)據(jù)庫、文本等對象自動更新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)面向復(fù)雜問題知識譜系動態(tài)更新。
[0045]I)用戶瀏覽知識譜系時，對知識節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編輯更改，完成知識節(jié)點(diǎn)的動態(tài)更新和修正；
[0046]2)用戶發(fā)現(xiàn)該知識譜系對解決問題有較大幫助后，可編輯、整理、綜合形成新的知識節(jié)點(diǎn)歸檔到知識庫。
[0047]實(shí)施例
[0048]某信息資源整合利用平臺中，通過知識地圖系統(tǒng)將知識譜系進(jìn)行了圖形化表達(dá)。在社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、文化等領(lǐng)域，基于海量知識節(jié)點(diǎn)分層分類抽取、關(guān)聯(lián)分析、組合聚類形成知識地圖，實(shí)現(xiàn)知識關(guān)聯(lián)鉆取、可視追蹤、交互呈現(xiàn)與延伸閱讀，實(shí)現(xiàn)綜合信息資源的快速梳理和整合，顯著提高管理人員的信息綜合決策分析能力。
【權(quán)利要求】
1.一種面向主題的知識譜系構(gòu)建方法:(1)知識指標(biāo)體系構(gòu)建與維護(hù)；(2)知識條目檢索與獲??；(3)基于知識條目的知識節(jié)點(diǎn)構(gòu)建；(4)基于知識節(jié)點(diǎn)構(gòu)建知識地圖；(5)知識譜系動態(tài)繪制與鉆?。?6)知識譜系動態(tài)更新和歸檔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向主題的知識譜系構(gòu)建方法，其特征在于，其采用的是知識地圖交互應(yīng)用模式:(I)單擊知識節(jié)點(diǎn)時彈出節(jié)點(diǎn)詳細(xì)內(nèi)容；(2)雙擊知識節(jié)點(diǎn)時該節(jié)點(diǎn)居中顯示，并且實(shí)現(xiàn)下一級知識節(jié)點(diǎn)鉆取操作；(3)使用環(huán)形拓?fù)浞绞秸故局R譜系各節(jié)點(diǎn)間的相互關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的圖形化知識譜系自動構(gòu)建方法，其特征在于，面向復(fù)雜問題知識庫動態(tài)更新技術(shù)，多來源信息或知識經(jīng)過抽取篩選、關(guān)聯(lián)分析、主題歸類，形成面向主題的知識地圖，在可視分析后歸檔到知識庫中，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題知識庫的動態(tài)更新。
【文檔編號】G06F17/30GK104462227SQ201410639967
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】何望君, 劉紀(jì)平, 張福浩, 陶坤旺, 胡璐錦 申請人:中國測繪科學(xué)研究院