知识图谱构建与检索系统的设计与实现

作     者：郭霄 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程渤

授予年度：2023年

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：武器知识图谱 本体建模 知识抽取 信息检索 

摘      要：知识图谱作为一种信息管理工具,不仅可以有效地处理大规模数据和语义信息,还提供了高质量的数据呈现与展示能力。本课题设计并研发了面向武器装备的知识图谱的构建与检索系统充分发挥知识图谱在数据处理方面的应用优势,通过可视化的手段辅助展示不同武器实体间的关联,为武器装备的智能化建设提供了一种更加高效、便利的数据管理方案。本文主要内容可分为三点:1.基于Seq-to-Seq框架与RoBERTa模型的知识联合抽取算法课题中构建了武器装备领域的原始数据集,并设计其领域本体,为实体关系抽取提供模式层信息;针对数据集中一主多客导致的主体重复现状,本文设计了一种以Seq-to-Seq框架为基本思想,并与RoBERTa模型结合的知识抽取模型,将实体识别与关系分类合并为一个强调主实体表征且使用半指针-半标注的sigmoid结构的序列抽取任务,还对损失函数进行了乘方优化,经验证得到了较好的效果。2.基于节点匹配与查询拓展的知识图谱检索策略课题中提出了基于节点匹配与查询拓展的武器装备知识图谱检索策略。该模型首先将用户检索词经过同义词转换、实体名称索引构建、模糊匹配等预处理,使其映射到图谱中的具体节点中,然后借助编辑距离、属性匹配、Jaccard系数等计算手段,将语义匹配分数计算分为两类,并在不同的节点匹配结果场景下使用,从而实现了对用户检索关键词的语义理解和查询拓展。实验证明该模型不同于常见的单一匹配检索方法,可以返回更符合用户需求的结果。3.面向武器装备领域的知识图谱构建与检索系统为了提升用户对武器装备知识的利用效率,课题中集成了本体构建方式、实体关系联合抽取与信息检索模型,设计并实现了武器装备领域知识图谱构建与检索系统。该系统分为数据层、模型层、业务层、表现层四层,在功能设计上主要包括数据处理、本体构建、知识抽取、知识存储、知识检索与可视化交互六大功能模块,为用户提供了简洁统一的数据管理方式。