面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法技术

本发明专利技术公开一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，包括：步骤1：针对文物导览的应用需求，设计文物知识图谱本体模型；步骤2：获取文物数据；步骤3：利用知识抽取工具抽取实体、属性、关系等信息。步骤4：将步骤3中的数据用知识图谱描述语言进行表示；步骤5：完成文物知识存储；步骤6：生成可视化的知识图谱以及交互界面。基于此方法，将现有的博物馆文物数据整理并生成动态且相互关联的文物知识图谱，并实现文物知识图谱的可视化展现与交互式浏览，能够更好的展示文物信息，帮助人们更充分的了解文物的相关知识。

Generation and Visualization of Cultural Relics Knowledge Map for Wisdom Museum

The invention discloses a method for generating and visualizing the knowledge map of cultural relics for the wisdom museum, which includes: step 1: designing the ontology model of the knowledge map of cultural relics according to the application requirements of the cultural relics guide; step 2: acquiring the data of cultural relics; step 3: extracting the information of entities, attributes and relationships by using the knowledge extraction tool. Step 4: Represent the data in step 3 with knowledge atlas description language; Step 5: Complete the knowledge storage of cultural relics; Step 6: Generate visual knowledge atlas and interactive interface. Based on this method, the existing Museum Cultural Relics data are sorted out and generated dynamic and interrelated knowledge map of cultural relics, and the visual display and interactive browsing of knowledge map of cultural relics are realized, which can better display the cultural relics information and help people understand the relevant knowledge of cultural relics more fully.

【技术实现步骤摘要】
面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法
本专利技术涉及知识图谱
，更具体的说是涉及一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法。
技术介绍
在知识图谱出现之前，往往会通过数据库的技术来满足人们查询文物的需求。虽然在顶层已经通过足够完善的封装，使得使用者不必了解数据库的查询语句便可以实现查询某一文物的目的。但是，这种方式也只是支持查询文物的名字，无法按照文物的某一个属性来查询，而且使用者并没有途径了解该文物与其他文物之间的关联关系。随着人工智能的发展，越来越多开始关注到如何让计算机更好的组织、管理和理解互联网海量信息的能力，将这些信息转化成可以计算的知识，这也就推动了知识图谱相关领域的研究。知识图谱以图的方式来展现实体、事件及其之间的关系，知识图谱的存储和查询需要满足高效的存储模式和支持对大规模图数据的有效管理，实现对知识图谱中知识的高效查询。因为这种图的结构的复杂性，给存储和查询带来了挑战。博物馆文物的数据量庞大，而且文物之间的相关性差异较大，如果能够获得文物和其他文物之间的关联关系，对于文物的爱好者能够更加直观地了解文物之间的关联关系具有很大的帮助；而对于非文物的爱好者，也可以通过条理清晰的文物关联关系，快速地获取文物知识，从而激发其对文物的兴趣。因此，如何更好的展示文物信息，帮助使用者了解文物之间的关联关系是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，根据文物信息的展示需求构建本体模型，并基于此生成知识图谱，提供可视化功能，能够更好的展示文物信息，帮助人们更充分的了解文物的相关知识。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，包括以下步骤：步骤(1)：针对文物导览的应用需求，设计文物知识图谱本体模型；步骤(2)：获取文物数据；步骤(3)：基于步骤(1)设计的文物知识图谱本体模型和步骤(2)获取的文物数据，利用知识抽取工具抽取信息，所述信息包括：实体、关系和属性；步骤(4)：将步骤(3)中的信息用知识图谱描述语言进行知识表示，得到知识图谱描述语言文件；步骤(5)：文物知识存储；步骤(6)：基于步骤(4)的知识图谱描述语言文件生成可视化的知识图谱并生成可视化用户交互界面。优选的，在步骤(1)具体包括：步骤(11)：针对文物导览的应用需求，通过分析使用者可能关心的文物信息或可能用来查询文物的信息，设计实体及其关系，确定知识图谱本体模型；其中，关系是指实体与实体之间的关联关系。步骤(12)：根据步骤(11)确定的本体模型，按照任务需求，添加实体及其属性。优选的，步骤(2)中获取文物数据的途径包括但不限于：直接从博物馆获取以及通过爬虫脚本从博物馆网站或者其他公开文物信息网站上获取等方法。优选的，步骤(3)具体包括：步骤(31)：利用分词工具或者正则表达式或者将二者结合起来进行文物知识抽取，将非结构化和半结构化的文物数据转为结构化数据；步骤(32)：对步骤(31)处理后的结构化数据进行共指消解。优选的，步骤(4)具体包括：编写生成知识图谱描述语言文件的脚本，利用该脚本文件对步骤(3)中的信息进行描述。在这里需要说明的是，对于较小规模的知识图谱，可以先将数据存储到关系数据库中完成知识存储，再将关系数据库映射成虚拟RDF完成知识表示，由于已经进行了存储，此时可以跳过后面的步骤(5)。对于较大规模的知识图谱，则先利用知识图谱描述语言进行描述，例如：RDF语言，再将描述后的文物数据存储到关系数据库或者图数据库中，或者采用关系数据库与图数据库进行混合存储。即在执行步骤(4)和步骤(5)时，需要根据知识图谱规模的大小来决定描述和存储步骤的先后顺序，以实现高效的存储。但实际上，对于大规模的知识图谱和小规模的知识图谱两种执行方式都是可行的。优选的，知识图谱描述语言包括但不限于RDF、RDFs或OWL。优选的，步骤(5)具体包括：将抽取的文物数据存储到关系数据库或者图数据库中，或者采用关系数据库与图数据库进行混合存储。优选的，步骤(6)所述可视化及交互界面至少包括但不限于：欢迎语和版本号、输入窗口、输出窗口、样例提示窗口和展示窗口；其中，输入窗口接收查询语句，触发或者退出查询；输出窗口展示查询返回的结果，即所查询文物的基本信息；样例提示窗口为使用者提供查询指令的样例和相关提示；展示窗口展示查询文物的知识图谱，具备人机交互功能。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供的一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法具有如下优点：1、本专利技术将知识图谱技术应用到了博物馆文物这一领域。针对智慧博物馆文物导览应用需求，设计文物知识图谱本体模型，通过典型文物的数据获取、知识抽取与融合等，利用知识图谱描述语言进行知识表示和数据库进行知识存储，从而生成一个文物知识图谱。2、本专利技术通过可视化的界面与使用者进行交互，使用者输入查询语句，点击查询按钮即可运行，并可以看到文物知识图谱的关联关系图。综上所述，本专利技术提供的面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法能够更好的展示文物信息，帮助人们更充分的了解文物的相关知识，提高人们对文物和历史的兴趣，弘扬我们的民族文化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法的流程图；图2为生成的知识图谱的关联关系图；图3为可视化界面的布局设计图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见附图1，本专利技术实施例公开了一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，具体包括如下步骤：步骤(1)：针对文物导览的应用需求，设计文物知识图谱本体模型；步骤(2)：获取文物数据；步骤(3)：基于步骤(1)设计的文物知识图谱本体模型和步骤(2)获取的文物数据，利用知识抽取工具抽取信息，所述信息包括：实体、关系和属性；步骤(4)：将步骤(3)中的信息用知识图谱描述语言进行知识表示，得到知识图谱描述语言文件；步骤(5)：文物知识存储；这里是指对抽取到的文物信息进行存储。步骤(6)：基于步骤(4)的知识图谱描述语言文件生成可视化的知识图谱并生成可视化用户交互界面。具体方法流程为：先针对文物导览的需求设计本体模型，然后根据本体模型决定需要获取的文物数据，具体的，在本实例中可以利用爬虫脚本从博物馆网站上获取文物数据，利用知识抽取工具将非结构化和半结构化的数据转化成结构化的数据，知识表示和知识存储，本实例采用先将数据存储到关系数据库中，并通过映射工具构造一个虚拟的RDF完成知识表示，最后完成一个可视化的界面供用户交互使用。其中，需要进行说明的是，该方法主要包括三个部分，文物数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：针对文物导览的应用需求，设计文物知识图谱本体模型；步骤(2)：获取文物数据；步骤(3)：基于步骤(1)设计的文物知识图谱本体模型和步骤(2)获取的文物数据，利用知识抽取工具抽取信息，所述信息包括：实体、关系和属性；步骤(4)：将步骤(3)中的信息用知识图谱描述语言进行知识表示，得到知识图谱描述语言文件；步骤(5)：文物知识存储；步骤(6)：基于步骤(4)的知识图谱描述语言文件生成可视化的知识图谱，并生成可视化用户交互界面。

【技术特征摘要】
1.一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：针对文物导览的应用需求，设计文物知识图谱本体模型；步骤(2)：获取文物数据；步骤(3)：基于步骤(1)设计的文物知识图谱本体模型和步骤(2)获取的文物数据，利用知识抽取工具抽取信息，所述信息包括：实体、关系和属性；步骤(4)：将步骤(3)中的信息用知识图谱描述语言进行知识表示，得到知识图谱描述语言文件；步骤(5)：文物知识存储；步骤(6)：基于步骤(4)的知识图谱描述语言文件生成可视化的知识图谱，并生成可视化用户交互界面。2.根据权利要求1所述的一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，其特征在于，在步骤(1)具体包括：步骤(11)：针对文物导览的应用需求，通过分析使用者可能关心的文物信息或可能用来查询文物的信息，设计实体及其关系，确定知识图谱本体模型；步骤(12)：根据步骤(11)确定的本体模型，按照任务需求，添加实体及其属性。3.根据权利要求2所述的一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，其特征在于，步骤(2)中获取文物数据的途径包括但不限于：直接从博物馆获取以及通过爬虫脚本从博物馆网站或者其他公开文物信息网站上获取等方法。4.根据权利要求1所述的一种面向智慧博物馆的文物知识图谱生成与可视化方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永飞，李一睿，李露，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11