CN108460083A - 一种知识图谱可视化查询工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种知识图谱可视化查询工具，包括知识图谱可视化组件库和可视化查询系统，其中可视化组件库对外提供API，可视化查询系统通过调用API使用可视化组件库中的组件；所述的可视化组件库包括静态图谱组件、单实体关系图组件和组合实体关系图组件；可视化查询系统包括图谱整体信息展示模块与实体关系查询模块，其中整体信息展示模块调用静态图谱组件，实体关系查询模块调用单实体关系图组件和组合实体关系图组件。本发明通过使用可视化技术，将知识图谱中所含的信息利用图形化的方式呈现出来。知识图谱查看人员能在通过本发明构建的可视化系统中进行查询等操作更快速、更多维度地获取到知识图谱中所含信息。

Description

一种知识图谱可视化查询工具

技术领域

本发明涉及知识图谱可视化展示技术领域，具体涉及一种知识图谱可视化查询工具。

背景技术

知识图谱是一种图结构的知识库，属于知识工程的范畴。不同于普通知识库，知识图谱融合所有学科，将不同来源、不同类型、不同结构的知识单元通过链接关联成图，基于各学科的元数据，为用户提供更广度、更深度的知识体系并不断扩充。然而正是因为知识体系的广度与深度，知识图谱是复杂度很高的一种图，用户通过直接观察图谱本身并不能迅速的得到想要获取的知识。

世界正处于一个信息爆炸的时代。借助Internet的高速发展、数据库技术的成熟和普及、高内存高性能的存储设备和存储介质的出现，人类在日常学习、生活、工作中产生的数据量正以指数形式增长，呈现“爆炸”状态。“大数据问题”在这样的背景下产生了。如何将巨大的原始数据进行有效地利用和分析，使之转变成可以被利用的知识和价值，成为科研学术界和相关产业界共同关注的重要课题，同时也是大数据最重要的研发意义所在。

对于平常研究的结构化数据而言，其往往都可归纳为实体与实体关系的集合。可视化是近年来随着计算机图形图像技术的发展而兴起的一类数据处理和分析的方法。它将数据用图形的方式表示出来，以直观展示数据。它结合了计算机在数据处理、计算等方面的优势及人脑在模式识别等方面的优势，以快速展示数据并迅速发现数据中的隐含的各种信息。若能通过可视化的方法展示出数据中包含的实体与实体关系，对于理解数据本身将有很大的帮助。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而实现的一种知识图谱可视化查询工具。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种知识图谱可视化查询工具包括知识图谱可视化组件库和可视化查询系统，其中可视化组件库对外提供API，可视化查询系统通过调用API使用可视化组件库中的组件；

所述的可视化组件库包括静态图谱组件、单实体关系图组件和组合实体关系图组件；

可视化查询系统包括图谱整体信息展示模块与实体关系查询模块，其中整体信息展示模块调用静态图谱组件，实体关系查询模块调用单实体关系图组件和组合实体关系图组件。

优选的，所述静态图谱组件包含了一个包图用以展示整体图谱，静态图谱组件的显示区将显示包图的一部分，包图大小可调节，并能拖过改变显示区位置；同时，静态图谱组件还包括一个缩略图，用以显示整体包图与当前显示区的相对位置，并且点击缩略图区域可控制包图显示区的位置调整；对于包图，通过图形的嵌套关系来表示知识图谱中的包含关系，通过图形之间的连线来表示图谱中的关联关系。

优选的，所述单实体关系图组件，利用集群图作为基本可视化图形，用以呈现以知识图谱中一个实体作为源实体，与其他实体之间的实体关系，每个实体代表了集群图中的一个节点，源实体处于整个集群的中心位置，以连线与其他关联实体节点相连，不同类别的关联关系将采用不同颜色的连线表示，关系图还提供了关系放/缩功能，点击某个节点，其下级关系连线及所连实体将被收缩或放出。

优选的，所述组合实体关系图组件，用以呈现源实体与目标实体的所有关联实体关系的路径；源实体与目标实体将位于整个布局的两端位置，路径位于两节点之间，路径上的节点表示能将源实体与目标实体关联起来的中间节点，中间节点的大小与颜色表示了其在路径中所连路径的数目多少，点击任何一个中间节点，将高亮出所有经过此节点的从源节点待目标节点的路径。

优选的，可视化查询系统的图谱整体信息展示模块，初始显示状态为整个图谱的静态图，对用户提供实体查询接口，用户通过关键词可进行实体搜索，搜索成功后，静态图谱组件的显示区将移动至以搜索结果为中心的区域中，高亮当前实体节点的关系连线，并以信息框的形式显示当前搜索实体的详细信息。

优选的，实体关系查询模块提供单实体关系查询接口和关联实体关系的查询接口；用户可进行单实体关系查询或关联实体关系的查询，查询成功后结果关系图将显示在该模块的关系图显示区域，每次查询将覆盖上次查询生成的图形。

优选的，实体关系查询模块还为单实体关系查询提供了关系类型筛选接口，用户可筛选结果图形中的关系类型，关系图将只显示与筛选后的关系类型，对于单实体关系图中的每个节点，鼠标移植节点上均可进行节点的高亮显示与节点详细信息的显示。

优选的，对于关联实体关系查询的结果关系图中的每个节点，鼠标移植节点上可将经过该节点的所有路径高亮显示，并显示该节点的详细信息。

本发明的有益效果为：本发明通过使用可视化技术，将知识图谱中所含的信息利用图形化的方式呈现出来。相较于直接查看原始图谱信息，知识图谱查看人员能在通过本发明构建的可视化系统中进行查询等操作更快速、更多维度地获取到知识图谱中所含信息。使用本发明对知识图谱进行呈现，提高了知识图谱用户对知识的获取效率。更多地，本发明包括的知识图谱可视化组件已经封装为一个代码包，对外提供使用接口，可方便快速地作为软件包应用到不同系统的可视化呈现中去。

附图说明

图1为本发明知识图谱可视化查询工具的整体架构图；

图2为本发明知识图谱可视化查询系统整体图谱显示模块查询结果局部界面图；

图3为本发明知识图谱可视化查询系统整体图谱显示模块整体图谱大小变化示意图；

图4为本发明知识图谱可视化查询系统单实体关系图查询“喜马拉雅造山运动”结果示意图；

图5为本发明知识图谱可视化查询系统单实体关系图显示节点详细信息局部界面示意图；

图6为本发明知识图谱可视化查询系统单实体关系图节点下级关系收缩后局部界面示意图；

图7为本发明知识图谱可视化查询系统单实体关系图筛选关系类型后结果示意图；

图8为本发明知识图谱可视化查询系统关联实体关系图查询“喜马拉雅造山运动”与“阿尔卑斯造山运动”结果示意图；

图9为本发明知识图谱可视化查询系统关联实体关系图过选中节点路径高亮示意图。

具体实施方式

下面将根据说明书附图，结合具体实施方式对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明构建了一种知识图谱可视化查询工具，其整体架构图如图1所示。

实施例1：

静态知识图谱组件数据输入为：叙词数据列表(字段包括：序号、叙词名、上位词、上位词序号、下位词、相关词、族首词、分类号、检索导向语、叙词英文名)，叙词关系列表(字段包括：关系的源叙词序号、关系的目标叙词序号)。

静态图谱组件包含了一个包图用以展示整体图谱，空间容器的显示区将显示包图的一部分，包图大小可调节，并能拖过拖动等操作改变显示区位置。同时，该组件包括一个小地图，用以显示整体包图与当前显示区的相对位置，并且点击小地图区域可控制包图显示区的位置调整。对于包图，将通过椭圆或圆形的嵌套关系来表示知识图谱中的包含关系，通过椭圆或圆形之间的连线来表示图谱中的关联关系。可视化查询系统的图谱整体信息展示模块，初始显示状态为整个图谱的静态图，对用户提供了实体查询接口，用户通过关键词可进行实体搜索，搜索成功静态图谱组件的显示区将移动至以搜索结果为中心的区域中，高亮当前实体节点的关系连线，并以信息框的形式显示当前搜索实体的详细信息。具体如图2、图3所示。

实施例2：

单实体关系图组件数据输入为：节点的树状结构数据(每个节点包含：下级节点数组、关联节点数组、上位词节点数组、下位词节点数组、节点编号、节点叙词名称)，节点关系的数组(每一项包括：源节点叙词名称、目标节点叙词名称、关系类型)。

单实体关系图组件，利用的是一个集群图作为基本可视化图形，用以呈现以知识图谱中一个实体作为源实体，与其他实体之间的实体关系。每个实体代表了集群图中的一个节点，源实体处于整个集群的中心位置，以连线与其他关联实体节点相连，不同类别的关联关系将采用不同颜色的连线表示。关系图还提供了关系放/缩功能，点击某个节点，其下级关系连线及所连实体将被收缩或放出。

实体关系查询模块中的单实体关系查询，还提供了关系类型筛选接口，用户可筛选结果图形中的关系类型，关系图将只显示与筛选后的关系类型。对于单实体关系图中的每个节点，鼠标移植节点上均可进行节点的高亮显示与节点详细信息的显示。具体如图4、图5、图6、图7所示。

实施例3：

组合实体关系图组件数据输入为：所有关系路径的数组(数组每一项为一条从源叙词节点到目标叙词节点的路径，每条路径也是用一个数组表示，每一项为路径中的一个节点，每个节点都为一个叙词对象，包含字段：序号、叙词名、上位词、上位词序号、下位词、相关词、族首词、分类号、检索导向语、叙词英文名)。

组合实体关系图组件，利用的是本工具特有的一种路径图布局，用以呈现能将源实体与目标实体关联起来的所有实体关系路径。源实体与目标实体将位于整个布局的两端位置，路径位于两节点之间。路径上的节点表示能将源实体与目标实体关联起来的中间节点。中间节点的大小与颜色表示了其在路径中所连路径的数目多少。点击任何一个中间节点，将高亮出所有经过此节点的从源节点待目标节点的路径。

实体关系查询模块中的关联实体关系查询，对于查询结果显示的路径图中的每个节点，鼠标移植节点上均可将经过该节点的所有路径高亮显示，并显示该节点的详细信息。具体如图8、图9所示。

以上所述，实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种知识图谱可视化查询工具，其特征在于包括知识图谱可视化组件库和可视化查询系统，其中可视化组件库对外提供API，可视化查询系统通过调用API使用可视化组件库中的组件；

所述的可视化组件库包括静态图谱组件、单实体关系图组件和组合实体关系图组件；

可视化查询系统包括图谱整体信息展示模块与实体关系查询模块，其中整体信息展示模块调用静态图谱组件，实体关系查询模块调用单实体关系图组件和组合实体关系图组件。

2.根据权利要求1所述的知识图谱可视化查询工具，其特征在于，所述静态图谱组件包含了一个包图用以展示整体图谱，静态图谱组件的显示区将显示包图的一部分，包图大小可调节，并能拖过改变显示区位置；同时，静态图谱组件还包括一个缩略图，用以显示整体包图与当前显示区的相对位置，并且点击缩略图区域可控制包图显示区的位置调整；对于包图，通过图形的嵌套关系来表示知识图谱中的包含关系，通过图形之间的连线来表示图谱中的关联关系。

3.根据权利要求1所述的知识图谱可视化查询工具，其特征在于，所述单实体关系图组件，利用集群图作为基本可视化图形，用以呈现以知识图谱中一个实体作为源实体，与其他实体之间的实体关系，每个实体代表了集群图中的一个节点，源实体处于整个集群的中心位置，以连线与其他关联实体节点相连，不同类别的关联关系将采用不同颜色的连线表示，关系图还提供了关系放/缩功能，点击某个节点，其下级关系连线及所连实体将被收缩或放出。

4.根据权利要求1所述的知识图谱可视化查询工具，其特征在于，所述组合实体关系图组件，用以呈现源实体与目标实体的所有关联实体关系的路径；源实体与目标实体将位于整个布局的两端位置，路径位于两节点之间，路径上的节点表示能将源实体与目标实体关联起来的中间节点，中间节点的大小与颜色表示了其在路径中所连路径的数目多少，点击任何一个中间节点，将高亮出所有经过此节点的从源节点待目标节点的路径。

5.根据权利要求1所述的知识图谱可视化查询工具，其特征在于，可视化查询系统的图谱整体信息展示模块，初始显示状态为整个图谱的静态图，对用户提供实体查询接口，用户通过关键词可进行实体搜索，搜索成功后，静态图谱组件的显示区将移动至以搜索结果为中心的区域中，高亮当前实体节点的关系连线，并以信息框的形式显示当前搜索实体的详细信息。

6.根据权利要求1所述的知识图谱可视化查询工具，其特征在于，实体关系查询模块提供单实体关系查询接口和关联实体关系的查询接口；用户可进行单实体关系查询或关联实体关系的查询，查询成功后结果关系图将显示在该模块的关系图显示区域，每次查询将覆盖上次查询生成的图形。

7.根据权利要求6所述的知识图谱可视化查询工具，其特征在于，实体关系查询模块还为单实体关系查询提供了关系类型筛选接口，用户可筛选结果图形中的关系类型，关系图将只显示与筛选后的关系类型，对于单实体关系图中的每个节点，鼠标移植节点上均可进行节点的高亮显示与节点详细信息的显示。

8.根据权利要求6所述的知识图谱可视化查询工具，其特征在于，对于关联实体关系查询的结果关系图中的每个节点，鼠标移植节点上可将经过该节点的所有路径高亮显示，并显示该节点的详细信息。