[发明专利]基于教材目录和有向超图的路径适应性知识图谱自动生成方法

摘要

本发明公开了一种基于教材目录和有向超图的路径适应性知识图谱自动生成方法。该方法分为四部分：首先，对教材进行分类；并应用目录对教材进行形式化及图形化描述，构建知识表达超图及知识表达链图；由相似教材目录的知识表达链图及知识表达图谱生成某门课程的知识图谱；基于路径适应性知识图谱，根据知识表达超图，进行知识关联度描述，生成既具有路径适应性描述，又具有知识相关性描述的知识图谱；根据教材的相关性，进行知识图谱的拼接，构建某学科的知识图谱。该方法能根据现有教材目录利用有向超图自动生成某个学科的路径适应性知识图谱，进而支持个性化知识路径及个性化学习过程的自动提取与生成；此外，该图谱可为编写教材及教学方案提供依据。

主权项

1.一种基于教材目录和有向超图的路径适应性知识图谱自动生成方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1，给出本发明的目标是自动构建某一学科的知识图谱，即描述某一学科的所包含的知识以及知识之间的关系；确定分析对象为教材；并对分析的教材进行了限定：选择有代表性的、中国图书馆图书分类法中的自然科学类教材进行分析；并给出分析的基本前提假设：假设用于创建知识图谱的教材在知识编排及表达上是合理的；步骤2，分析教材内容与教材目录的关系，应用教材目录对教材内容进行形式化及图形化的知识描述；根据教材目录构建教材的知识表达链图及知识表达超图，其中，知识表达链图主要给出形式化及图形化的教材知识表达内容及表达顺序；知识表达超图重点给出了知识之间关联度的标定；步骤3，由多本相似教材的知识表达链图构建某课程知识表达拓扑图，该拓扑图用于表示某门课程所包含的知识元及知识的表达顺序；给出构建知识表达拓扑图的构建规则及构建过程，并给出知识表达拓扑图的形式化描述；步骤4，对知识表达拓扑图进行语义分析；根据语义给出知识的逻辑判断及处理规则，包括：统一模块的判断及处理、输入/输出逻辑“AND”和“OR”的判断及处理；并应用上述规则进行知识逻辑关系的判断及处理，构建用于表达知识元间逻辑关系的知识逻辑关系图，并给出知识逻辑关系图的形式化描述；步骤5，基于知识逻辑关系图，根据相应知识拓扑图中可行的知识表达链，应用超边进行路径选择及节点状态标定，构建路径适应性知识图谱，并给出相应的形式化描述以及由知识逻辑关系图生成路径适应性知识图谱的具体过程；步骤6，基于路径适应性知识图谱，应用知识单元超边进行知识关联性描述，构建既具有路径适应性描述，又具有知识相关性描述的知识图谱，并给出基于知识单元的关联度计算公式；步骤7，根据课程之间的依赖关系，利用教材之间的相关性，进行知识图谱的拼接，构建某学科的动态知识图谱。