一種多維度動態(tài)局部知識地圖及其構(gòu)建方法
【專利摘要】一種多維度動態(tài)局部知識地圖，它由資源層、元知識層、邏輯分析層和表現(xiàn)層四部分構(gòu)成，資源層為元知識層提供資源和數(shù)據(jù)支持，元知識層為這些資源和數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一描述并為邏輯分析層提供所需的知識，邏輯分析層從元知識層獲取用戶所需的知識并建立這些知識點的關聯(lián)關系，表現(xiàn)層將這些知識點以及關聯(lián)關系轉(zhuǎn)化為圖形元素并展示給用戶；一種多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建方法，它有六大步驟：一：各類信息的收集整理；二：對整理的知識構(gòu)建本體；三：對知識進行封裝；四：利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述；五：建立知識單元間的關聯(lián)關系，形成知識關聯(lián)鏈；六：利用可視化技術對知識地圖的知識節(jié)點和關聯(lián)進行多維度展示。
【專利說明】一種多維度動態(tài)局部知識地圖及其構(gòu)建方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多維度動態(tài)局部知識地圖及其構(gòu)建方法，屬于知識管理、計算機、知識可視化【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在知識經(jīng)濟時代，知識在推動社會經(jīng)濟增長中發(fā)揮的作用越發(fā)明顯和重要，正逐步取代自然資源、勞動力、資本等有形資源而成為經(jīng)濟增長中關鍵性的生產(chǎn)要素。隨著企業(yè)中各類信息系統(tǒng)的應用，企業(yè)知識沉淀豐富且創(chuàng)新頻繁，知識量呈“爆炸”之勢，可能會出現(xiàn)知識管理混亂，缺乏關聯(lián)而形成“知識孤島”，查找、辨別、重用困難等情況。為解決這些問題，企業(yè)迫切須要合理的知識組織、存儲和檢索的方法，采用圖形化的方法描述知識的組成、相關任務、所有者和使用者、地址以及關聯(lián)關系或傳播路徑，即企業(yè)對知識地圖的需求愈加迫切。
[0003]對知識地圖的功能，學界有著不同的闡述，比較一致的看法涵蓋了以下功能:(I)知識導航與知識共享；(2)展示知識關聯(lián)和知識網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；(3)揭示隱性關系，挖掘隱性知識；(4)用作知識清單。傳統(tǒng)的知識地圖在使用過程中基本可以滿足以上需求，但靜態(tài)的知識地圖往往無法實時更新，須要人工編輯和維護；而動輒形成全局的知識地圖，使用戶因失去關注的焦點而在知識“迷宮”中長時間摸索。另外，在二維平面上進行的傳統(tǒng)展示形式維度單一，無法從多個角度觀察知識全貌，大大限制了知識地圖的可讀性。因此開展的知識地圖構(gòu)建方法的研究具有重要意義。
[0004]目前進行知識地圖編輯的工具有:0ntolingua Server, OntoEdit, Chimaera等。Onto I ingua Server是比較有代表性的協(xié)作式的知識地圖構(gòu)造工具，用于輔助知識地圖的協(xié)作式開發(fā)，可以進行知識地圖的瀏覽、創(chuàng)建、編輯、修改和使用，還可以通過Web來發(fā)表、瀏覽、倉Il立和編輯存儲在Ontolingua Server上的知識地圖；0ntoEdit是知識地圖工程環(huán)境，集合了基于方法學的知識地圖開發(fā)以及協(xié)調(diào)和推導的能力；Chimaera是基于Web的知識地圖瀏覽的環(huán)境，接受超過15種指定的輸入形式的選擇,如KIF、0ntolingua、Prot6g6和CLASSIC等，提供合并多個知識地圖和對單個或多個知識地圖進行診斷兩個主要功能。
[0005]這些知識地圖構(gòu)建工具存在以下缺點:
[0006]I)無法實時更新。知識的結(jié)構(gòu)或?qū)傩园l(fā)生的變化無法實時體現(xiàn)在知識地圖中，須要人工進行編輯，方可在下次瀏覽中觀察到更新后的知識地圖；
[0007]2)不能靈活調(diào)整規(guī)模。通常創(chuàng)建一次知識地圖所選取的是所有相關的知識點，而這些常常并不都是用戶所需要的，用戶更希望能根據(jù)需求定制自己的局部知識地圖；
[0008]3)類型單一。能夠提供創(chuàng)建知識地圖的知識單元類型、屬性、關聯(lián)關系類型過于單一，而如今知識之間的關聯(lián)關系越來越復雜，用戶希望得到更加多樣的知識地圖來表達這些知識；
[0009]4)知識網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、可視化表征形式單一，不利于隱性知識的揭示和挖掘。
[0010]5)只能利用二維平面展示單一維度的知識地圖，而不能將多個維度的知識地圖關聯(lián)起來一同展示，導致錯過很多有用的隱含信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]I)目的:本發(fā)明的目的是提供一種多維度動態(tài)局部知識地圖及其構(gòu)建方法，它克服了現(xiàn)有理念和技術的不足，能改進當前知識地圖構(gòu)建方法存在的種種缺陷。其目標有:
[0012](I)提供一種基于知識單元間關聯(lián)關系構(gòu)建的、進行多維度展示的知識地圖。
[0013](2)提出一種廣義的知識單元，建立基于該廣義知識單元的知識關聯(lián)體系，并把這種知識關聯(lián)體系作為構(gòu)建知識地圖的基礎，豐富知識地圖的種類。
[0014](3)用戶可以根據(jù)需要選取所關注的知識范圍，動態(tài)地定制自己的局部或全局知識地圖。
[0015](4)實現(xiàn)先進信息可視化技術向知識地圖構(gòu)建的引入，使單一維度的知識地圖的展示形式得到擴展和豐富。
[0016](5)利用三維可視化技術，在虛擬的三維空間中展示多維度的知識地圖，使知識地圖間更深層次關聯(lián)關系得到展示。
[0017](6)豐富知識地圖的展示形式，提高生成和瀏覽的效率，更進一步揭示關聯(lián)關系，挖掘深層次隱性知識。
[0018]I)技術方案:
[0019]1、本發(fā)明一種多維度動態(tài)局部知識地圖，以知識單元間的關聯(lián)關系為基礎，根據(jù)用戶需求獲取知識點，通過多維度的關聯(lián)分析動態(tài)地構(gòu)建知識地圖，最后利用三維可視化技術進行多維度展示，滿足用戶快速查找知識、直觀感受知識結(jié)構(gòu)、深度挖掘隱性知識達到知識創(chuàng)新的需求。
[0020]本發(fā)明一種多維度動態(tài)局部知識地圖，由資源層、元知識層、邏輯分析層和表現(xiàn)層四部分構(gòu)成，它們之間的關系是:資源層為元知識層提供資源和數(shù)據(jù)支持，元知識層為這些資源和數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一描述并為邏輯分析層提供所需的知識，邏輯分析層從元知識層獲取用戶所需的知識并建立這些知識點的關聯(lián)關系，表現(xiàn)層將這些知識點以及關聯(lián)關系轉(zhuǎn)化為圖形元素并展示給用戶。
[0021]所述資源層是所有知識地圖的資源和數(shù)據(jù)來源，包含企業(yè)所有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、知識庫以及用戶等。資源層存儲著各種知識文檔、產(chǎn)品模型、技術規(guī)范標準和組織用戶信息等資源以及個人隱性知識如特長、技能、經(jīng)驗等，這些資源類型和形式多樣，未經(jīng)統(tǒng)一封裝和描述，無法直接使用。
[0022]所述元知識層是對資源層中有重用價值的數(shù)據(jù)資源進行的統(tǒng)一封裝和描述，在該層數(shù)據(jù)資源通過元數(shù)據(jù)被標記，并且知識資源的背景、屬性、內(nèi)容等得到管理。經(jīng)過OWL或其他語言的本體建模，資源層的所有知識資源被概括為若干知識類，每個知識類由具有相同結(jié)構(gòu)的知識對象組成。按照面向?qū)ο蟮姆椒▽χR資源進行封裝存儲，即可得到這種邏輯上獨立、具有固定結(jié)構(gòu)的知識對象，且每個知識對象都是某個知識類的實例，所有知識單元通過存儲位置唯一確定。利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述，即利用屬性描述資源的特征或關系。通過對知識對象的封裝和描述，該層反映了資源層的知識結(jié)構(gòu)，從而將多種異構(gòu)知識資源整合在一起。
[0023]所述邏輯分析層是形成知識地圖結(jié)構(gòu)的邏輯控制，根據(jù)用戶的需求利用知識檢索技術獲取所需知識點，并利用關聯(lián)分析返回節(jié)點間的關系，構(gòu)成知識地圖的邏輯結(jié)構(gòu)。該層需要提供與已有的知識檢索模塊的接口，利用知識檢索技術獲取用戶需求的知識點，如通過對用戶任務及相關情景信息建立檢索表達式，來獲取所需的知識點。根據(jù)一種基于廣義知識單元的知識關聯(lián)分類框架，該層提供類型豐富的知識關聯(lián)的建立算法，如共現(xiàn)分析等，所有知識關聯(lián)都是知識點或其屬性間有向或無向的邏輯關系。通過知識關聯(lián)分析，在用戶需求的所有知識點間基于不同的屬性建立起了不同維度的知識關聯(lián)鏈，即形成了不同維度的知識地圖邏輯結(jié)構(gòu)，并提供單個知識關聯(lián)關系的強度計算。識別不同維度知識地圖間可能存在的簡單關聯(lián)關系，若存在則創(chuàng)建。
[0024]所述表現(xiàn)層是對知識地圖的圖形化展示。通過對知識地圖關聯(lián)類型和邏輯結(jié)構(gòu)的分析，確定各維度及其展示形式，最后利用三維可視化技術以多個維度展示出來，并建立不同的視圖容器間的關聯(lián)關系，供用戶進行知識的深度挖掘。單個維度的知識地圖由知識節(jié)點、知識關聯(lián)和知識鏈接組成。知識節(jié)點代表從不同資源提取的對象及其相關情境元素或?qū)傩孕畔?，如關鍵詞、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)節(jié)點或任務節(jié)點。知識關聯(lián)是指節(jié)點間不同種類的關聯(lián)關系，利用這種關聯(lián)可以通過一個節(jié)點查找到別的節(jié)點，或發(fā)現(xiàn)和解釋隱含的關系。知識鏈接提供知識節(jié)點與節(jié)點詳細信息、知識載體之間的映射，通過知識鏈接可以找到知識的詳細信息、知識源以及知識的提供者。依據(jù)節(jié)點連接形式的信息可視化的分類框架，為不同關聯(lián)類型和邏輯結(jié)構(gòu)的知識地圖采用不同的可視化形式，如TreeView、GraphView、RadialGraphView等,采用三維可視化技術建立虛擬的三維空間,在其中放置一定方位的若干半透明可視化平面作為每個維度知識地圖的視圖容器，在這些虛擬平面上繪制知識地圖并建立關聯(lián)關系。虛擬三維空間提供平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、與二維知識地圖之間的轉(zhuǎn)換等交互操作，二維知識地圖提供平移、縮放、指定焦點并變形、搜索并高亮顯示等交互操作。
[0025]2、本發(fā)明一種多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建方法，該方法具體步驟如下:
[0026]步驟一:從各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和知識庫以及用戶對企業(yè)或組織的個人知識和組織知識進行收集整理。各類信息系統(tǒng)包括PDM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、PM系統(tǒng)等，這些信息系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)庫，存儲著具有重用價值的數(shù)據(jù)資源和知識資源，即組織知識，包括組織中的知識文檔、產(chǎn)品模型、技術規(guī)范標準和組織用戶信息等；信息系統(tǒng)用戶是隱性知識的載體，個人的特長、技能、經(jīng)驗體現(xiàn)在所著的知識文檔、所涉及的產(chǎn)品、所制定的規(guī)范等，個人的關系網(wǎng)絡體現(xiàn)在組織隸屬關系、文檔合著關系以及任務合作關系等，但更多時候個人知識需要通過非正常方式獲取。
[0027]步驟二:根據(jù)步驟一所整理的所有知識資源的結(jié)構(gòu)特點構(gòu)建本體。每個知識點都有自己的固定結(jié)構(gòu)，總結(jié)知識的結(jié)構(gòu)共性，抽象出知識點的知識類，并用文檔形式保存本體。本體構(gòu)建的方法有骨架法(Skeletal Methodology)、評估法(TOVE)、Bernaras法、SENSUS法等。本體構(gòu)建包括需求分析、本體分析、本體表示、本體評估和本體文檔化五個步驟。
[0028]步驟三:按照面向?qū)ο蟮姆椒▽χR進行封裝。邏輯上獨立、具有固定結(jié)構(gòu)的知識實體都可定義為知識對象，每一個知識對象都是相應結(jié)構(gòu)知識類的一個實例。將所有知識實體封裝成知識單元存儲在元知識層，并用存儲位置進行惟一標識，以便知識單元的辨識和知識鏈接的建立。
[0029]步驟四:利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述。用戶關心知識實體除存儲位置外的一些重要屬性，如文檔的主題、產(chǎn)品部件模型的設計者、某組織用戶的職位等；且知識單元間發(fā)生關聯(lián)關系要基于某些屬性，如文檔的共詞分析、產(chǎn)品部件設計者的合作關系、某組織用戶的職位上下級關系等。賦予知識單元的屬性和屬性值描述了資源的特征或關系。
[0030]步驟五:根據(jù)用戶需求分析模塊給出的結(jié)果獲取知識點，選擇合理的關聯(lián)分析方法建立知識單元間的關聯(lián)關系，形成知識關聯(lián)鏈。依據(jù)知識關聯(lián)分類框架，知識的關聯(lián)關系依據(jù)邏輯關系類型可分為“引用”、“相同”、“相似”、“實現(xiàn)”、“依賴”、“實例”、“層次”以及“順序”等。每一類邏輯關系又可按照關聯(lián)的方向性劃分，如“引用”、“實現(xiàn)”、“順序”等只能是有向關聯(lián)，關聯(lián)強度只能是O (無關聯(lián))或I (有關聯(lián))；“相同”、“相似”只能是無向關聯(lián)，關聯(lián)強度有相應的計算算法；“層次”既可以是有向關聯(lián)又可以是無向關聯(lián)。根據(jù)用戶需求選擇邏輯關系和相關屬性，執(zhí)行兩兩知識單元間基于該屬性的關聯(lián)分析算法，如基于引文的引用分析、基于關鍵詞的共詞分析、基于情境相似性的相似計算等，創(chuàng)建所有知識單元間的關聯(lián)鏈。根據(jù)不同需求反復執(zhí)行，形成多個維度知識地圖的邏輯結(jié)構(gòu)。識別不同維度知識地圖間可能存在的關聯(lián)關系，如節(jié)點相同等，若存在則創(chuàng)建。
[0031]步驟六:利用可視化技術對知識地圖的知識節(jié)點和關聯(lián)進行多維度展示。創(chuàng)建虛擬三維空間，在該空間放置符合維度數(shù)值的虛擬半透明平面作為視圖容器，所有平面應保證一定的的順序和位姿以利于不同維度知識地圖間建立關聯(lián)。根據(jù)知識地圖的邏輯結(jié)構(gòu)選擇合理的可視化形式，將知識地圖的節(jié)點和關聯(lián)邊繪制到相應平面上，并繪制不同平面間的關聯(lián)邊。該三維空間提供一系列方便查看的交互操作如位姿變換、二維三維切換以及知識鏈接等。
[0032]其中，步驟一中所述的“從各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和知識庫以及用戶對企業(yè)或組織的個人知識和組織知 識進行收集整理”，其具體實現(xiàn)過程如下:首先整理知識類型，可歸納為(a)產(chǎn)品市場/用戶需求信息、(b)產(chǎn)品特征、功能、結(jié)構(gòu)描述信息以及設計原理等、(C)技術文件、(d)產(chǎn)品設計過程信息、(e)產(chǎn)品試驗與運行數(shù)據(jù)、(f)設計經(jīng)驗；然后進行知識資源的結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)結(jié)構(gòu)差異進一步細分；最后按照每一類型查找知識資源的存儲位置，并進行登記。
[0033]其中，步驟二中所述的“需求分析”是指確定本體應用的目的和范圍；“本體分析”是指定義本體中概念及其之間的關系，該步驟需要領域?qū)＜业膮⑴c本體表示”是指選擇適當?shù)恼Z義模型來表示本體；“本體評估”是指從清晰性、一致性、完善性和可擴展性等多個方面對本體進行評估，如不符合評估標準則轉(zhuǎn)到本體分析重新開始分析；“本體文檔化”是指以文檔形式保存所建立的本體。
[0034]其中，步驟三中所述的“按照面向?qū)ο蟮姆椒▽χR進行封裝”，其具體實現(xiàn)過程如下:首先將每一類知識資源與本體對號入座；然后按照對應的本體模型將每一個知識實體實例化；最后將知識對象與其存儲地址一同存入知識庫。
[0035]其中，步驟四中所述的“利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述”，其具體實現(xiàn)過程如下:對于每個知識類，首先依據(jù)用戶需求獲取用戶想查看的屬性信息％、a2……an ;然后獲取用戶所需求的維度屬性an+1......a_ ;賦予每一個知識對象以上屬性a” a2......a_，并賦屬性值。
[0036]3)本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0037](I)只有在生成知識地圖時采取獲取用戶需求的知識點，因此能及時反映最新的知識內(nèi)容和結(jié)構(gòu)；
[0038](2)依據(jù)用戶需求獲取知識點，知識地圖規(guī)模小，焦點集中，知識導航方便而高效；
[0039](3)提供的知識關聯(lián)類型豐富，均對應相應關聯(lián)算法及關聯(lián)度算法，能充分表達更多的知識關聯(lián)邏輯關系；
[0040](4)提供豐富的可視化表征形式，利于更多類型知識關聯(lián)關系的展示；
[0041](5)同時展示知識地圖的多個維度并建立其間的關聯(lián)關系，利用深層次知識的發(fā)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為多維度動態(tài)局部知識地圖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0043]圖2為本發(fā)明的元知識層的結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖3為本發(fā)明的邏輯分析層的詳細結(jié)構(gòu)和流程圖；
[0045]圖4為知識關聯(lián)分類體系框架；
[0046]圖5為多維度動態(tài)局部知識地圖的構(gòu)建流程圖；
[0047]圖6為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)知識示意圖；
[0048]圖7為工作分解結(jié)構(gòu)知識示意圖；
[0049]圖8為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)知識地圖邏輯結(jié)構(gòu)對應XML文件；
[0050]圖9為主題詞-知識點-主題詞關聯(lián)鏈構(gòu)建流程圖；
[0051]圖10多維度動態(tài)局部知識地圖展示效果圖。
[0052]圖中符號說明如下:
[0053]I包括資源層；2元知識層；3邏輯分析層；4表現(xiàn)層。
【具體實施方式】
[0054]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0055]本發(fā)明一種多維度動態(tài)局部知識地圖，以知識單元間的關聯(lián)關系為基礎，根據(jù)用戶需求獲取知識點，通過多維度的關聯(lián)分析動態(tài)地構(gòu)建知識地圖，最后利用三維可視化技術進行多維度展示，滿足用戶快速查找知識、直觀感受知識結(jié)構(gòu)、深度挖掘隱性知識達到知識創(chuàng)新的需求。
[0056]1、本發(fā)明一種多維度動態(tài)局部知識地圖，如圖1所示，它包括資源層1、元知識層
2、邏輯分析層3、表現(xiàn)層4。它們之間的關系是:資源層I為元知識層2提供資源和數(shù)據(jù)支持，元知識層2為這些資源和數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一描述并為邏輯分析層3提供所需的知識，邏輯分析層3從元知識層2獲取用戶所需的知識并建立這些知識點的關聯(lián)關系，表現(xiàn)層4將這些知識點以及關聯(lián)關系轉(zhuǎn)化為圖形元素并展示給用戶。
[0057]該資源層I是所有知識地圖的資源和數(shù)據(jù)來源，包含企業(yè)所有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、知識庫以及用戶等。各類信息系統(tǒng)包括PDM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、PM系統(tǒng)等；知識資源包括各種知識文檔、產(chǎn)品模型、技術規(guī)范標準和組織用戶信息等資源，以及組織用戶的個人知識如特長、技能、經(jīng)驗等。
[0058]該元知識層2是對資源層I中有重用價值的數(shù)據(jù)資源進行的統(tǒng)一封裝和描述，也是邏輯分析層3的知識來源，有存儲的本體文件和元知識庫組成。本體文件由OWL或其它語言構(gòu)建；元知識庫用來存儲經(jīng)封裝的知識點，每一個知識點由存儲位置惟一確定，并由重要屬性描述。元知識層的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0059]該邏輯分析層3是形成知識地圖結(jié)構(gòu)的邏輯控制，根據(jù)外部需求分析模塊提供的所需知識點，進行關聯(lián)分析返回節(jié)點間的關系，構(gòu)成知識地圖不同維度的邏輯結(jié)構(gòu)。應提供與外部需求分析模塊的接口和知識關聯(lián)分類框架，從而獲取用戶所需的知識點和維度需求，并根據(jù)用戶需求進行不同維度的關聯(lián)分析和關聯(lián)度計算，以及不同維度知識地圖間的自動關聯(lián)，得到關聯(lián)的多維度知識地圖邏輯結(jié)構(gòu)。邏輯分析層的詳細結(jié)構(gòu)和流程如圖3所示，知識關聯(lián)分類框架如圖4所示。
[0060]該表現(xiàn)層4是對知識地圖的圖形化展示，提供的是虛擬三維空間和若干不同方位的半透明虛擬平面，每一個平面用來繪制一個維度的知識地圖，包括節(jié)點和關聯(lián)曲線，關聯(lián)節(jié)點提供知識鏈接查看知識內(nèi)容，在不同維度間繪制關聯(lián)曲線。三維空間提供方位變換、二維三維切換等交互操作；二維平面地圖提供搜索并高亮顯示、焦點變換等操作。
[0061]2、本發(fā)明一種多維度動態(tài)局部知識地圖的構(gòu)建方法，流程如圖5所示，包括以下幾個步驟:
[0062]步驟1，對組織的各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、知識庫、用戶信息的知識資源進行收集整理。
[0063]步驟2，根據(jù)步驟I收集知識資源的類型與結(jié)構(gòu)構(gòu)建知識本體、形成本體文件。本體構(gòu)建包括需求分析、本體分析、本體表示、本體評估和本體文檔化五個步驟。
[0064]步驟3，對各知識實體進行封裝、利用存儲位置進行惟一確定。
[0065]步驟4，賦予知識對象以重要屬性、利用元數(shù)據(jù)進行描述。
[0066]步驟5，根據(jù)用戶需求獲取知識點，進行不同維度的關聯(lián)分析和關聯(lián)度計算，并自動建立不同維度之間節(jié)點關聯(lián)，關聯(lián)的多維度知識地圖邏輯結(jié)構(gòu)。
[0067]步驟6，建立虛擬空間，根據(jù)不同維度的關聯(lián)性計算虛擬平面的方向、位置，繪制知識節(jié)點和關聯(lián)曲線以及不同平面之間的關聯(lián)曲線。自動賦予界面以交互功能。
[0068]其中，步驟一中所述的“從各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和知識庫以及用戶對企業(yè)或組織的個人知識和組織知識進行收集整理”，其具體實現(xiàn)過程如下:首先整理知識類型，可歸納為(a)產(chǎn)品市場/用戶需求信息、(b)產(chǎn)品特征、功能、結(jié)構(gòu)描述信息以及設計原理等、(C)技術文件、(d)產(chǎn)品設計過程信息、(e)產(chǎn)品試驗與運行數(shù)據(jù)、(f)設計經(jīng)驗；然后進行知識資源的結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)結(jié)構(gòu)差異進一步細分；最后按照每一類型查找知識資源的存儲位置，并進行登記。
[0069]其中，步驟二中所述的“需求分析”是指確定本體應用的目的和范圍；“本體分析”是指定義本體中概念及其之間的關系，該步驟需要領域?qū)＜业膮⑴c本體表示”是指選擇適當?shù)恼Z義模型來表示本體；“本體評估”是指從清晰性、一致性、完善性和可擴展性等多個方面對本體進行評估，如不符合評估標準則轉(zhuǎn)到本體分析重新開始分析；“本體文檔化”是指以文檔形式保存所建立的本體。
[0070]其中，步驟三中所述的“按照面向?qū)ο蟮姆椒▽χR進行封裝”，其具體實現(xiàn)過程如下:首先將每一類知識資源與本體對號入座；然后按照對應的本體模型將每一個知識實體實例化；最后將知識對象與其存儲地址一同存入知識庫。[0071]其中，步驟四中所述的“利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述”，其具體實現(xiàn)過程如下:對于每個知識類，首先依據(jù)用戶需求獲取用戶想查看的屬性信息％、a2……an ;然后獲取用戶所需求的維度屬性an+1......a_ ;賦予每一個知識對象以上屬性a” a2......a_，并賦屬性值。
[0072]實施例:
[0073]下面以航空企業(yè)起落架設計過程中的起落架相關知識知識的知識地圖構(gòu)建為例來說明多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建過程。該企業(yè)的文檔知識存儲于某數(shù)據(jù)庫中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息存儲于PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，工作分解結(jié)構(gòu)信息存儲于項目管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過封裝成知識點，利用需求分析模塊去用戶所需的知識點，如表1、圖6以及圖7所示。
[0074]用戶需求的文檔知識如表1所示:
[0075]表1用戶需求的知識點
[0076]
【權利要求】
1.一種多維度動態(tài)局部知識地圖，其特征在于:它由資源層、元知識層、邏輯分析層和表現(xiàn)層四部分構(gòu)成，資源層為元知識層提供資源和數(shù)據(jù)支持，元知識層為這些資源和數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一描述并為邏輯分析層提供所需的知識，邏輯分析層從元知識層獲取用戶所需的知識并建立這些知識點的關聯(lián)關系，表現(xiàn)層將這些知識點以及關聯(lián)關系轉(zhuǎn)化為圖形元素并展示給用戶； 所述資源層是所有知識地圖的資源和數(shù)據(jù)來源，包含企業(yè)所有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、知識庫以及用戶；資源層存儲著各種知識文檔、產(chǎn)品模型、技術規(guī)范標準和組織用戶信息資源以及個人隱性知識如特長、技能、經(jīng)驗，這些資源類型和形式多樣，未經(jīng)統(tǒng)一封裝和描述，無法直接使用； 所述元知識層是對資源層中有重用價值的數(shù)據(jù)資源進行的統(tǒng)一封裝和描述，在該層數(shù)據(jù)資源通過元數(shù)據(jù)被標記，并且知識資源的背景、屬性、內(nèi)容得到管理；經(jīng)過OWL或其他語言的本體建模，資源層的所有知識資源被概括為若干知識類，每個知識類由具有相同結(jié)構(gòu)的知識對象組成；按照面向?qū)ο蟮姆椒▽χR資源進行封裝存儲，即可得到這種邏輯上獨立、具有固定結(jié)構(gòu)的知識對象，且每個知識對象都是某個知識類的實例，所有知識單元通過存儲位置唯一確定；利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述，即利用屬性描述資源的特征或關系；通過對知識對象的封裝和描述，該層反映了資源層的知識結(jié)構(gòu)，從而將多種異構(gòu)知識資源整合在一起； 所述邏輯分析層是形成知識地圖結(jié)構(gòu)的邏輯控制，根據(jù)用戶的需求利用知識檢索技術獲取所需知識點，并利用關聯(lián)分析返回節(jié)點間的關系，構(gòu)成知識地圖的邏輯結(jié)構(gòu)；該層需要提供與已有的知識檢索模塊的接口，利用知識檢索技術獲取用戶需求的知識點，如通過對用戶任務及相關情景信息建立檢索表達式，來獲取所需的知識點；根據(jù)一種基于廣義知識單元的知識關聯(lián)分類框架，該層提供類型豐富的知識關聯(lián)的建立算法，如共現(xiàn)分析，所有知識關聯(lián)都是知識點或其屬性間有向或無向的邏輯關系；通過知識關聯(lián)分析，在用戶需求的所有知識點間基于不同的屬性建立起了不同維度的知識關聯(lián)鏈，即形成了不同維度的知識地圖邏輯結(jié)構(gòu)，并提供單個知識關聯(lián)關系的強度計算，識別不同維度知識地圖間可能存在的簡單關聯(lián)關系，若存在則創(chuàng)建； 所述表現(xiàn)層是對知識地圖的 圖形化展示；通過對知識地圖關聯(lián)類型和邏輯結(jié)構(gòu)的分析，確定各維度及其展示形式，最后利用三維可視化技術以多個維度展示出來，并建立不同的視圖容器間的關聯(lián)關系，供用戶進行知識的深度挖掘；單個維度的知識地圖由知識節(jié)點、知識關聯(lián)和知識鏈接組成；知識節(jié)點代表從不同資源提取的對象及其相關情境元素或?qū)傩孕畔?，如關鍵詞、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)節(jié)點或任務節(jié)點，知識關聯(lián)是指節(jié)點間不同種類的關聯(lián)關系，利用這種關聯(lián)通過一個節(jié)點查找到別的節(jié)點，或發(fā)現(xiàn)和解釋隱含的關系；知識鏈接提供知識節(jié)點與節(jié)點詳細信息、知識載體之間的映射，通過知識鏈接找到知識的詳細信息、知識源以及知識的提供者；依據(jù)節(jié)點連接形式的信息可視化的分類框架，為不同關聯(lián)類型和邏輯結(jié)構(gòu)的知識地圖采用不同的可視化形式，如TreeView、GraphView、RadialGraphView,采用三維可視化技術建立虛擬的三維空間，在其中放置一定方位的若干半透明可視化平面作為每個維度知識地圖的視圖容器，在這些虛擬平面上繪制知識地圖并建立關聯(lián)關系；虛擬三維空間提供平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、與二維知識地圖之間的轉(zhuǎn)換交互操作，二維知識地圖提供平移、縮放、指定焦點并變形、搜索并高亮顯示交互操作。
2.—種多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建方法，其特征在于:該方法具體步驟如下: 步驟一:從各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和知識庫以及用戶對企業(yè)或組織的個人知識和組織知識進行收集整理；各類信息系統(tǒng)包括PDM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、PM系統(tǒng)，這些信息系統(tǒng)都有各自的數(shù)據(jù)庫，存儲著具有重用價值的數(shù)據(jù)資源和知識資源，即組織知識，包括組織中的知識文檔、產(chǎn)品模型、技術規(guī)范標準和組織用戶信息；信息系統(tǒng)用戶是隱性知識的載體，個人的特長、技能、經(jīng)驗體現(xiàn)在所著的知識文檔、所涉及的產(chǎn)品、所制定的規(guī)范，個人的關系網(wǎng)絡體現(xiàn)在組織隸屬關系、文檔合著關系以及任務合作關系，但更多時候個人知識需要通過非正常方式獲取； 步驟二:根據(jù)步驟一所整理的所有知識資源的結(jié)構(gòu)特點構(gòu)建本體；每個知識點都有自己的固定結(jié)構(gòu)，總結(jié)知識的結(jié)構(gòu)共性，抽象出知識點的知識類，并用文檔形式保存本體；本體構(gòu)建的方法有骨架法即Skeletal Methodology、評估法即TOVE、Bernaras法、SENSUS法；本體構(gòu)建包括需求分析、本體分析、本體表示、本體評估和本體文檔化五個步驟； 步驟三:按照面向?qū)ο蟮姆椒▽χR進行封裝；邏輯上獨立、具有固定結(jié)構(gòu)的知識實體都定義為知識對象，每一個知識對象都是相應結(jié)構(gòu)知識類的一個實例；將所有知識實體封裝成知識單元存儲在元知識層，并用存儲位置進行惟一標識，以便知識單元的辨識和知識鏈接的建立； 步驟四:利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述；用戶關心知識實體除存儲位置外的一些重要屬性，如文檔的主題、產(chǎn)品部件模型的設計者、某組織用戶的職位；且知識單元間發(fā)生關聯(lián)關系要基于某些屬性，如文檔的共詞分析、產(chǎn)品部件設計者的合作關系、某組織用戶的職位上下級關系，賦予知識單元的屬性和屬性值描述了資源的特征或關系； 步驟五:根據(jù)用戶需求分析 模塊給出的結(jié)果獲取知識點，選擇合理的關聯(lián)分析方法建立知識單元間的關聯(lián)關系，形成知識關聯(lián)鏈；依據(jù)知識關聯(lián)分類框架，知識的關聯(lián)關系依據(jù)邏輯關系類型分為“引用”、“相同”、“相似”、“實現(xiàn)”、“依賴”、“實例”、“層次”以及“順序”;每一類邏輯關系又按照關聯(lián)的方向性劃分，如“引用”、“實現(xiàn)”、“順序”只能是有向關聯(lián)，關聯(lián)強度只能是O即無關聯(lián)或I即有關聯(lián)；“相同”、“相似”只能是無向關聯(lián)，關聯(lián)強度有相應的計算算法；“層次”既可以是有向關聯(lián)又可以是無向關聯(lián)；根據(jù)用戶需求選擇邏輯關系和相關屬性，執(zhí)行兩兩知識單元間基于該屬性的關聯(lián)分析算法，如基于引文的引用分析、基于關鍵詞的共詞分析、基于情境相似性的相似計算，創(chuàng)建所有知識單元間的關聯(lián)鏈；根據(jù)不同需求反復執(zhí)行，形成多個維度知識地圖的邏輯結(jié)構(gòu)；識別不同維度知識地圖間可能存在的關聯(lián)關系，如節(jié)點相同，若存在則創(chuàng)建； 步驟六:利用可視化技術對知識地圖的知識節(jié)點和關聯(lián)進行多維度展示；創(chuàng)建虛擬三維空間，在該空間放置符合維度數(shù)值的虛擬半透明平面作為視圖容器，所有平面應保證預定的的順序和位姿以利于不同維度知識地圖間建立關聯(lián)；根據(jù)知識地圖的邏輯結(jié)構(gòu)選擇合理的可視化形式，將知識地圖的節(jié)點和關聯(lián)邊繪制到相應平面上，并繪制不同平面間的關聯(lián)邊；該三維空間提供一系列方便查看的交互操作如位姿變換、二維三維切換以及知識鏈接。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建方法，其特征在于:步驟一中所述的“從各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和知識庫以及用戶對企業(yè)或組織的個人知識和組織知識進行收集整理”，其具體實現(xiàn)過程如下:首先整理知識類型，歸納為(a)產(chǎn)品市場/用戶需求信息；(b)產(chǎn)品特征、功能、結(jié)構(gòu)描述信息以及設計原理；(C)技術文件；(d)產(chǎn)品設計過程信息；(e)產(chǎn)品試驗與運行數(shù)據(jù)；(f)設計經(jīng)驗；然后進行知識資源的結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)結(jié)構(gòu)差異進一步細分；最后按照每一類型查找知識資源的存儲位置，并進行登記。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建方法，其特征在于:步驟二中所述的“需求分析”是指確定本體應用的目的和范圍；“本體分析”是指定義本體中概念及其之間的關系，該步驟需要領域?qū)＜业膮⑴c本體表示”是指選擇適當?shù)恼Z義模型來表示本體；“本體評估”是指從清晰性、一致性、完善性和可擴展性多個方面對本體進行評估，如不符合評估標準則轉(zhuǎn)到本體分析重新開始分析；“本體文檔化”是指以文檔形式保存所建立的本體。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建方法，其特征在于:步驟三中所述的“按照面向?qū)ο蟮姆椒▽χR進行封裝”，其具體實現(xiàn)過程如下:首先將每一類知識資源與本體對號入座；然后按照對應的本體模型將每一個知識實體實例化；最后將知識對象與其存儲地址一同存入知識庫。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種多維度動態(tài)局部知識地圖構(gòu)建方法，其特征在于:步驟四中所述的“利用元數(shù)據(jù)對知識對象進行描述”，其具體實現(xiàn)過程如下:對于每個知識類，首先依據(jù)用戶需求獲取用戶想查看的屬性信息％、&2……an;然后獲取用戶所需求的維度屬性an+1......an+m ; 賦予每一個知識對象以上屬性a2......an+m,并賦屬性值。
【文檔編號】G06F17/30GK103744846SQ201310351262
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權日:2013年8月13日
【發(fā)明者】于勇, 苗圃, 趙罡, 呂炎杰, 關煜杰, 王宏 申請人:北京航空航天大學