[發明專利]基于教材目錄和有向超圖的路徑適應性知識圖譜自動生成方法

有效

• 申請號: 201910593929.2
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110287327B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 孫雪冬
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F16/35
• 分類號: G06F16/35;G06F16/36
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 張玲春

1.一種基于教材目錄和有向超圖的路徑適應性知識圖譜自動生成方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1，給出目標是自動構建某一學科的知識圖譜，即描述某一學科的所包含的知識以及知識之間的關系；確定分析對象為教材；并對分析的教材進行了限定：選擇有代表性的、中國圖書館圖書分類法中的自然科學類教材進行分析；并給出分析的前提假設：假設用于創建知識圖譜的教材在知識編排及表達上是合理的；

步驟2，分析教材內容與教材目錄的關系，應用教材目錄對教材內容進行形式化及圖形化的知識描述；根據教材目錄構建教材的知識表達鏈圖及知識表達超圖，其中，知識表達鏈圖給出了形式化及圖形化的教材知識表達內容及表達順序；知識表達超圖給出了知識之間關聯度的標定；

步驟3，由多本相似教材的知識表達鏈圖構建某課程知識表達拓撲圖，該拓撲圖用于表示某門課程所包含的知識元及知識的表達順序；給出構建知識表達拓撲圖的構建規則及構建過程，并給出知識表達拓撲圖的形式化描述；

步驟4，對知識表達拓撲圖進行語義分析；根據語義給出知識的邏輯判斷及處理規則，包括：統一模塊的判斷及處理、輸入/輸出邏輯“AND”和“OR”的判斷及處理；并應用統一模塊的判斷及處理規則進行知識表達拓撲圖中統一模塊的識別及處理，應用輸入/輸出邏輯判斷及處理規則進行知識邏輯關系的判斷及處理，構建用于表達知識元間邏輯關系的知識邏輯關系圖，并給出知識邏輯關系圖的形式化描述；

步驟5，基于知識邏輯關系圖，根據相應知識拓撲圖中可行的知識表達鏈，應用超邊進行路徑選擇及節點狀態標定，構建路徑適應性知識圖譜，并給出相應的形式化描述以及由知識邏輯關系圖生成路徑適應性知識圖譜的具體過程；

步驟6，基于路徑適應性知識圖譜，應用知識單元超邊進行知識關聯性描述，構建既具有路徑適應性描述，又具有知識相關性描述的知識圖譜，并給出基于知識單元的關聯度計算公式；

步驟7，根據課程之間的依賴關系，利用教材之間的相關性，進行知識圖譜的拼接，構建某學科的動態知識圖譜。

2.如權利要求1所述的基于教材目錄和有向超圖的路徑適應性知識圖譜自動生成方法，其特征在于：

步驟1中，所述給出目標并確定分析對象，包括以下幾方面：

方面一、給出目標：自動構建某一學科的知識圖譜；

方面二、給出分析對象：對中國圖書館圖書分類法中的自然科學類教材進行分析；

方面三、對教材進行分類：根據是否為某門課程的教材以及課程的相關性，分為：相似教材，相關教材、以及無關教材；

方面四、給出分析的假設：用于創建知識圖譜的教材所展示的知識是存在的，并且知識的編排、表達是合理的。

3.如權利要求1所述的基于教材目錄和有向超圖的路徑適應性知識圖譜自動生成方法，其特征在于：

步驟2中，所述根據教材目錄構建教材的知識表達鏈圖及知識表達超圖包括以下步驟：

首先，分析教材內容與教材目錄之間的關系，并對所分析的目錄進行了規定：所分析的目錄是顯示所有級別標題的目錄；

接下來，根據目錄葉子節點的展示順序構建知識表達鏈圖；用于描述教材中包括的知識元及知識元的表達順序；

第三，根據父目錄項及子目錄項之間的關系，構建知識表達超圖，并給出知識元關聯度的定義；用于描述知識元間的關聯關系。

4.如權利要求1所述的基于教材目錄和有向超圖的路徑適應性知識圖譜自動生成方法，其特征在于：

步驟3中，所述由多本相似教材的知識表達鏈圖構建某課程知識表達拓撲圖包括如下步驟：

Step1.選擇相似教材中任意一目錄的知識表達鏈圖作為當前知識表達圖；

Step2.選擇相似教材中任意其它目錄鏈圖與當前知識表達圖相比較，對于存在于當前知識表達圖中的節點及邊則保留當前知識表達圖中的該節點及邊；對于不存在于當前知識表達圖的節點及邊則在當前知識表達圖上進行添加該節點及邊；

Step3.把生成的新知識表達圖作為當前知識表達圖；

Step4.重復步驟Step2及Step3，直到比對拼接完所有相似教材目錄的知識表達鏈圖。