内容发布更新时间 : 2024/11/13 6:55:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
科学知识图谱应用研究概述
廖胜姣 肖仙桃
知识图谱是可视化显示知识资源及其关联的一种图形，可以绘制、挖掘、分析和显示知识间的相互关系，在组织内创造知识共享的环境，从而最终达到促进知识交流和研究深入的目的。从20世纪50年代至今，科学知识图谱的研究已经有几十年的历史。科学知识图谱出现之前，科学计量学家们一直努力在寻找一种同传统方法相比，具有更大的客观性、科学性、数据的有效性和高效率的新方法来研究科学学科的结构与进展。科学知识图谱出现之后，其相关的理论与应用研究不断涌现。本文试图从应用的角度对科学知识图谱的研究与发展状况进行一个系统的梳理，具体从应用领域、研究机构与网站以及绘图软件方面着手。
1 应用研究现状
从20世纪50年代开始兴起的各种文献计量方法为科学知识图谱的出现奠定了坚实的理论基础，是科学知识图谱理论与方法的“根”。如今，知识图谱已经成为计量学领域的一个新兴分支，活跃在各个领域的研究中。笔者将从应用领域、研究机构和软件方面阐述科学知识图谱的应用研究状况。
1.1应用领域方面
科学知识图谱的应用领域很广，从科研到教学到社会问题的解决等，无不渗透。 1.1.1应用于科研领域
笔者认为，知识图谱最早是在科研领域活跃起来的。在知识图谱中，学科前沿之间的交互关系是以空间的形式展现出来的。研究发现，科学引文与被引文之间往往有着学科内容上的联系。通过引文聚类分析，特别是从引文间的网状关系进行研究，能够探明有关学科之间的亲缘关系和结构，划定某学科的作者集体，分析推测学科间的交叉、渗透和衍生趋势，还能对某一学科的产生背景、发展概貌、突破性成就、相互渗透和今后发展方向进行分析，从而揭示科学的动态结构和某些发展规律。这里仅列举近些年知识图谱的一些应用研究情况。White，McCain，Garfield，Boyack，Huang等对知识图谱的用途进行了不断的扩充，得出知识图谱的主要应用有：文献、专利的结构分析；学科动态、社会网络、领域发展分析等；Shiffrin等认为，涉及到展开的学科间科学区域的知识图谱旨在绘制图形、挖掘、分析、分类、导航以及显现知识等等。
将知识图谱方法应用于构建学科知识图谱的研究人员
也有一些：F.Janssens等将沃德方法和K一值算法，用文本挖掘和文献计量方法分析了选中的五种期刊，得出科学计量学的学科结构图谱，并分析了两者结果的特点，认为将两种方法结合起来分析会得到更好的结果；K.W.McCain等用PFNet方法和卡分类方法产生了软件工程领域作者地图；E.F.Reid等绘制了恐怖主义研究领域的知识图谱，用引文分析、文献计量、社会网络分析方法对科学产出进行了基本的分析，对大量文献集进行内容地图分析，用共引分析来分析成对的研究人员间的联系，用领域可视化技术，如内容地图分析方法，座模型和共引分析方法来研究1965～2003年间文献和作者引用数据；E.Sanz—Casado等用文献计量方法，基于朊病毒在1973～2002年间的相关文献，用知识图谱的形式研究了该领域的现状以及发展趋势。
将共词应用于绘制各个领域的概念图的研究也有很多，如de Looze和Lemarie用于植物生物学领域，Bhattacharya和Basu用于浓缩物质物理学领域，Peters和van Raan用于化学工程领域，DingChowdhury和Foo用于信息检索领域，0nyancha和Ocholla用于医学领域。引文分析方法应用于知识图谱的绘制中的实例，可以以美国科学情报研究所(ISI)名誉所长加菲尔德(E.Garfield)为首的科学团体创建了一系列关于知识域资料数据库为例。
Garfield认为“引文数据的使用在书写科学的历史”，由此利用他们开发的HistCite软件包，通过ISI光盘引文索引(SCI，SSCI或AHCI)形成某一学科发展的历时的图谱。 1.1.2应用于教育领域
将图形和文字结合起来进行教学有比较久远的历史，特别是互联网和多媒体技术出现之后，这种教学方式更是得到推广。有研究表明，通过概念图等形式可以获得比传统教学更好的效果。这方面的研究有：R.H.Hal研究了知识图谱在教学中的作用，通过实验，证明知识图谱有助于提高学生的学习效率；J.Bidana等将知识图谱用于网络环境下的教学中；H.E.Herl等将知识图谱应用于教学中，让学生绘制自己的知识图谱，以了解其对内容的理解程度和解决问题的能力。所以，知识图谱可真正实现教与学的连接，可对教学有比较好的反馈。 1.1.3应用于社会问题的解决方面
从笔者掌握的资料来看，将知识图谱用于解决社会问题，是知识图谱应用的一个拓展。该应用在21世纪初才开始兴起，N.Haritash和B.M.Gupta。将知识图谱应用于政治中，用于政府的决策制定。他们通过绘制印度议会的两个机构的S&T问题图谱，可以了解哪些是大家都关心的问
题，了解民向，还可以在一个具体问题上了解大家的看法，便于政府的决策制定。R.E.Horn在“Knowledge Mapping for Complex Social Messes”中将知识图谱应用于解决现实存在的问题，分析、认识复杂的社会信息间的关系，帮助决策者快速做出决策。该作者认为，知识图谱可以应用于很多方面：基于一个争论的焦点可以绘制一个知识图谱，清楚地将各方的理解放上去，有助于直观的认识事物，展示各方的相关细节，便于对比分析；可以显示逻辑和视觉结构，有助于从细节上了解主题；可以将不同的观点集合在一起，便于增加对话题的正确评价；可以是彩色的、一体化的有用的隐喻和图像，压缩了价值和看法，使得参与者可更详细地看到别人的观点，并增进相互沟通，更快地达成一致，使得参与者们跨越地理限制一起工作。 1.2知识图谱的研究网站、机构方面
如今，国内外已经有专门的知识图谱研究机构，如CWTS，致力于科学知识图谱的研究。
（1）http：‖www.cwts.nl/ed/projects/home.html。在CWTS的网站上有专门的Mapping板块。
该网站上刊载了CWTS工程的作者、完成情况等内容。该工程的主要责任人是E.C.M.Noyons和R.K.Buter，他们