[發(fā)明專利]一種基于知識圖譜的果樹病蟲害智慧云知識服務(wù)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011531292.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112633504A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)連正;張建;耿傳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06N5/04
• 分類號: G06N5/04;G06N5/02;G06F16/36;G06F40/295
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種基于知識圖譜的果樹病蟲害智慧云知識服務(wù)系統(tǒng)及方法，其特征包括知識獲取與加工模塊，對果樹病蟲害原始數(shù)據(jù)進行知識抽取與表示；知識存儲模塊，利用Neo4j圖數(shù)據(jù)庫存儲果樹病蟲害本體與特征實體關(guān)系圖譜，基于SOA設(shè)計核心業(yè)務(wù)服務(wù)API接口，提供數(shù)據(jù)交互服務(wù)，Docker容器封裝系統(tǒng)應(yīng)用，使系統(tǒng)平臺具有高可移植性和可擴展性；知識推理與應(yīng)用模塊，提供知識推理以及相關(guān)防治知識推薦功能。借此，本系統(tǒng)可以給農(nóng)戶或農(nóng)場企業(yè)提供果樹病蟲害知識精確檢索服務(wù)，果樹病蟲害防治知識與相關(guān)資源推薦服務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及計算機應(yīng)用中的智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于知識圖 譜的果樹病蟲害智慧云知識服務(wù)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

對于新模式下的智慧農(nóng)業(yè)，數(shù)字用戶越來越多，但這些用戶缺少農(nóng)業(yè)方面知 識與經(jīng)驗，一旦種植的果樹發(fā)生病害直接導(dǎo)致果實產(chǎn)量和質(zhì)量下降甚至顆粒無收，果樹病 害識別與防治顯然成為關(guān)鍵問題。

傳統(tǒng)的知識服務(wù)系統(tǒng)一般采用基于關(guān)鍵詞搜索或淺層的語義理解，這種方式 檢索準(zhǔn)確率和效率非常低。目前，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的果樹病蟲害識別系統(tǒng)與方法，需要 對圖片數(shù)據(jù)進行大規(guī)模訓(xùn)練學(xué)習(xí)，但其識別的維度僅包括圖像，識別準(zhǔn)確率低，難以利用 果樹病蟲害特征進行知識檢索，用戶體驗差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于知識圖譜的果 樹病蟲害智慧云知識服務(wù)系統(tǒng)及方法，可根據(jù)用戶檢索內(nèi)容自動提取果樹病蟲害特征實體，并根據(jù)用戶上傳圖片輔助檢索病蟲害相關(guān)信息，檢索信息準(zhǔn)確率高，且可以推薦相關(guān)防治措施知識以及圖書和視頻等資源，提供果樹病蟲害完整的知識服務(wù)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于知識圖譜的果樹病蟲害智慧云知識服務(wù)系統(tǒng)及方法，其特征包括知 識獲取與加工模塊，對果樹病蟲害原始數(shù)據(jù)進行知識抽取與表示；知識存儲模塊，利用 Neo4j圖數(shù)據(jù)庫存儲果樹病蟲害本體與特征實體關(guān)系圖譜，基于SOA設(shè)計核心業(yè)務(wù)服務(wù) API接口，提供數(shù)據(jù)交互服務(wù)，Docker容器封裝系統(tǒng)應(yīng)用，使系統(tǒng)平臺具有高可移植性和 可擴展性；知識推理與應(yīng)用模塊，提供知識推理以及相關(guān)防治知識推薦功能；

進一步，知識獲取與加工模塊，對果樹病蟲害原始數(shù)據(jù)進行知識抽取與表示 具體為：

利用正則表達式、Pandas以及Xpath對半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行自 動化數(shù)據(jù)清洗，其中Excel數(shù)據(jù)利用Pandas對其中缺省數(shù)據(jù)進行過濾，XML數(shù)據(jù)以及HTML 文本數(shù)據(jù)通過Xpath路徑查詢語言篩選其中包含病蟲害特征節(jié)點，結(jié)合正則表達式，將數(shù) 據(jù)處理為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

利用中文分詞對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行分詞，詞性標(biāo)注以及命名實體識別方法篩選 病蟲害特征實體。

利用Word2Vec詞向量模型對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訓(xùn)練，利用詞向量表示病蟲害特征 實體，利用余弦相似度算法計算病蟲害特征實體與本體的關(guān)聯(lián)程度，過濾關(guān)聯(lián)度小于預(yù)設(shè) 閾值的病蟲害特征實體。

利用三元組表示法描述病蟲害特征實體與本體關(guān)系，如：(黑褐色，屬于，蘋 果輪紋病)，其中病蟲害本體包含屬性為ID、名稱、別名、圖片、發(fā)病部位、發(fā)病規(guī)律、 癥狀以及防治方法。

其中結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包含病蟲害防治相關(guān)知識書籍或視頻資源，利用三元組表示 法描述其關(guān)系，如：(《果樹病蟲害診治原色圖鑒》，防治，蘋果輪紋病)，防治知識本體包 含屬性為ID、名稱、資源類型、存儲地址、圖片等。

進一步，知識存儲模塊，利用分布式數(shù)據(jù)庫存儲果樹病蟲害本體與特征實體 關(guān)系圖譜，基于SOA設(shè)計API接口提供數(shù)據(jù)交互服務(wù)具體為：

利用Neo4j圖數(shù)據(jù)庫提供果樹病蟲害知識圖譜存儲服務(wù)，保存病蟲害本體與 特征實體關(guān)系以及相關(guān)防治知識本體關(guān)系。

利用Mysql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫提供用戶相關(guān)數(shù)據(jù)存儲服務(wù)以及相關(guān)系統(tǒng)訪問日志 存儲服務(wù)。