基于空间投影和关系路径的地理知识图谱表示学习

近年来,类人智能技术和相关产品飞速发展,这在很大程度上得益于完备知识图谱的构建,特别是以地理为代表的基础教育知识图谱。传统的知识图谱采用网络知识组织形式进行表示,计算复杂度较高,而且三元组的知识表示形式不能有效地度量和利用实体间语义关联关系。该文构建了基于空间投影和关系路径的知识表示学习算法—PTransW(Path-based TransE and Considering Relation Type by Weight)模型,该模型结合空间投影和关系路径来对翻译模型进行扩展,并加入关系类型的语义信息进行改进。最后,在FB15K数据集和GEOGRAPHY数据集上训练并做链接预测实验。实验结果表明,PTransW模型对复杂关系的建模能力取得了较大地提升;对于规模较小的数据集,复杂度低的TransE和TransR模型将会训练得更充分;但是PTransE和PTransW模型由于利用了关系路径和反向关系中的语义信息,在关系预测方面有很大的优势。     

代码知识图谱构建及智能化软件开发方法研究

智能化软件开发正在经历从简单的代码检索到语义赋能的代码自动生成的转变,传统的语义表达方式无法有效地支撑人、机器和代码之间的语义交互,探索机器可理解的语义表达机制迫在眉睫.首先指出了代码知识图谱是实现智能化软件开发的基础,进而分析了大数据时代智能化软件开发的新特点以及基于代码知识图谱进行智能化软件开发的新挑战;随后回顾了智能化软件开发和代码知识图谱的研究现状,指出了现有智能化软件开发的研究仍然处于较低水平,而现有知识图谱的研究主要面向开放领域知识图谱,无法直接应用于代码领域知识图谱.因此,从代码知识图谱的建模与表示、构建与精化、存储与演化管理、查询语义理解以及智能化应用这5个方面详细探讨了研究新趋势,以更好地满足基于代码知识图谱进行智能化软件开发的需要.     

基于表示学习的知识图谱推理研究综述

知识图谱以结构化形式描述了现实世界中的客观知识,但面临着构建不完整或者无法处理新增知识等挑战。知识图谱推理方法成为了知识图谱补全和更新的重要手段,该方法旨在基于图谱中已有的事实推断出未知的事实。近年来,基于表示学习的知识图谱推理研究受到了广泛关注,其主要研究思路是将实体和关系嵌入到低维连续向量空间从而进行推理,具有计算效率快、推理性能高等优势。文中以基于表示学习的知识图谱推理方法为研究对象,首先对相关的符号表示、数据集、评价指标、训练方法以及评测任务进行了简要概述;其次介绍了基于平移距离和语义匹配的两种典型知识图谱推理方法;然后对融合多源信息的推理方法进行了分类和梳理,以及详细分析了近期流行的基于神经网络的推理研究进展;最后总结全文,同时对知识图谱推理的未来研究方向进行展望。     

基于知识图谱的科技成果智能查询系统

科技成果数据呈现跨领域、跨学科特性,传统的信息查询检索技术已难以满足用户日益增长的智能化、精准化的科技成果信息获取需求。分析了知识图谱领域和信息检索领域的研究现状。采用网络爬虫从互联网中高效地爬取科技成果数据,利用实体识别和关系抽取技术识别和发现科技成果数据中的科技实体,构建科技成果知识图谱,并实现科技成果数据的结构化存储。基于ElasticSearch搜索引擎对科技实体构建高效索引,研究科技成果语义相似度计算方法,实现基于知识图谱的科技成果智能查询系统。实验结果验证了所构建的系统能够实现科技成果的高效查询以及相关主题内容的关联发现。     

类型增强的时态知识图谱表示学习模型

知识图谱表示学习旨在将知识图谱中的元素（实体和关系）表示在低维的连续向量空间中，可以有效地实现知识图谱补全并提高计算效率，是贯穿知识图谱构建和应用全过程的重要问题.现有的知识图谱表示学习模型大多基于静态的结构化三元组，忽略了知识的时间动态性和实体的类型特征，限制了它们在知识图谱补全和语义计算中的表现.针对这一问题，提出一种类型增强的时态知识图谱表示学习模型（type-enhanced temporal knowledge graph representation learning model,T-Temp），基于经典的张量分解技术，将不同形式的时间信息显式融合到知识图谱表示学习过程中.同时，利用实体与关系间的类型兼容性，充分挖掘隐含在实体中的类型特征，进一步提升表示学习的准确性.此外，证明T-Temp模型具有完全表达性，且与同类模型相比，具有较低的时空复杂度.在多个真实的时态知识图谱上进行的详细实验说明了T-Temp模型的有效性和先进性.     

基于图上下文的知识表示学习

在知识图谱的知识表示学习中,绝大多数方法都是将知识图谱中实体和关系映射到低维的连续向量空间中,但数据的稀疏和信息的不足仍会导致实体和关系语义表示的不完整性.针对这个问题,提出基于图上下文的知识表示学习模型(Context_RL).将知识图谱中实体和关系的上下文信息作为可靠数据来源和输入.通过计算实体和关系的语义相似度,将图上下文信息融入向量表示中,在语义的层面上提高了知识图谱表示学习的能力.通过实体预测和三元组分类实验,在有关数据集上,Context_RL的实验结果比其他模型更好.     

融合实体类别信息的知识图谱表示学习

知识图谱表示学习通过将实体和关系嵌入连续低维的语义空间中,获取实体和关系的语义关联信息。设计一种融合实体类别信息的类别增强知识图谱表示学习（CEKGRL）模型,构建基于结构与基于类别的实体表示,通过注意力机制捕获实体类别和三元组关系之间的潜在相关性,结合不同实体类别对于某种特定关系的重要程度及实体类别信息进行知识表示学习。在知识图谱补全和三元组分类任务中的实验结果表明,CEKGRL模型在MeanRank和Hit@10评估指标上均取得明显的性能提升,尤其在实体预测任务的Filter设置下相比TKRL模型约分别提升了23.5%和7.2个百分点,具有更好的知识表示学习性能。     

基于OGC标准的水利一张图关键技术解析

为解决水利空间数据共享困难的问题,江苏省基于开放地理信息标准,采用去中心化技术路线,构建水利一张图。利用OGC(开放地理空间信息联盟)提供空间数据交换和服务互操作协议,具体接口可以在业务领域定制化实现,提出以OWS(OGC网络服务)融合异构空间数据,实现地图局部更新和统一风格展示;通过URI定位属性并与Solr搜索引擎结合,扩展WFS实现基于语义的空间信息查询;基于服务链和工作流整合水利空间功能;结合LDAP协议实现CSW服务,构建跨部门、级别、业务的细粒度空间信息目录;通过服务负载均衡,实现云端GIS等方案。从技术上实现水利一张图平台框架,可满足水利空间信息公共服务的功能、性能需求,并为基于水利一张图整合全省水利信息资源,提供理论参考和技术借鉴。     

基于改进多嵌入空间的实时语义数据流推理

将语义数据流处理引擎与知识图谱嵌入表示学习相结合,可以有效提高实时数据流推理查询性能,但是现有的知识表示学习模型更多关注静态知识图谱嵌入,忽略了知识图谱的动态特性,导致难以应用于实时动态语义数据流推理任务。为了使知识表示学习模型适应知识图谱的在线更新并能够应用于语义数据流引擎,建立一种基于改进多嵌入空间的动态知识图谱嵌入模型PUKALE。针对传递闭包等复杂推理场景,提出3种嵌入空间生成算法。为了在进行增量更新时更合理地选择嵌入空间,设计2种嵌入空间选择算法。基于上述算法实现PUKALE模型,并将其嵌入数据流推理引擎CSPARQL-engine中,以实现实时语义数据流推理查询。实验结果表明,与传统的CSPARQL和KALE推理相比,PUKALE模型的推理查询时间分别约降低85%和93%,其在支持动态图谱嵌入的同时能够提升实时语义数据流推理准确率。     

知识图谱综述——表示、构建、推理与知识超图理论

针对知识图谱（KG）在知识驱动的人工智能研究中发挥的强大支撑作用,分析并总结了现有知识图谱和知识超图技术。首先,从知识图谱的定义与发展历程出发,介绍了知识图谱的分类和架构;其次,对现有的知识表示与存储方式进行了阐述;然后,基于知识图谱的构建流程,分析了各类知识图谱构建技术的研究现状。特别是针对知识图谱中的知识推理这一重要环节,分析了基于逻辑规则、嵌入表示和神经网络的三类典型的知识推理方法。此外,以异构超图引出知识超图的研究进展,并提出三层架构的知识超图,从而更好地表示和提取超关系特征,实现对超关系数据的建模及快速的知识推理。最后,总结了知识图谱和知识超图的典型应用场景并对未来的研究作出了展望。     

基于图神经网络和语义知识的自然语言推理任务研究

自然语言推理任务的目的是推断两个句子之间的语义逻辑关系。该文通过模仿人类的推理过程构造模型,首先利用长短时记忆网络提取词的语境特征,模仿人类粗读句子的过程;然后依据外部语义知识,连接两个句子中有语义联系的词,构造一个以词为节点的语义图;接下来模仿人类比较两个句子的语义角色相似性的思维,用图卷积或图注意力神经网络聚合词在图中的空间特征;最后融合词的语境特征和语义图空间特征,进行推理分类。实验结果证明,基于图神经网络的模型能有效利用外部语义知识来提高自然语言推理的准确率。     

基于实体活跃度及复制生成的时序知识图谱推理

现有时序知识图谱推理主要是基于静态知识图谱的推理方法,通过知识图谱的结构特征挖掘潜在的语义信息和关系特征,忽略了实体时序信息的重要性,因此提出一种基于实体活跃度及复制生成机制的时序知识图谱推理方法（EACG）。首先,通过改进的图卷积神经网络对多关系实体建模,有效挖掘知识图谱的潜在语义信息和结构特征。其次,时序编码器基于实体活跃度学习实体的时序特征。最后,使用复制生成机制进一步学习知识图谱的历史信息,提升对时序数据建模的能力。在时序知识图谱数据集ICEWS14、ICEWS05-15、GDELT上推理的实验结果表明,EACG在MRR评估指标中分别优于次优方法2%、10%和5%。     

《知网》语义关系图的自动构建

在真实语言环境中,词语间的联系普遍存在、错综复杂。为了更好融合和使用各种语义资源库中的语义关系,构建可计算的汉语词汇语义资源,该文提出了通过构建语义关系图整合各种语义资源的方法,并在《知网》上实现。《知网》作为一个知识库系统,对各个词语义项是以分条记录的形式存储的,各种词汇语义关系隐含在词典文件和义原描述文件中。为提取《知网》中语义间的关系,本文首先将《知网》中的概念以概念树的形式重新表示,并从概念树中提取适当的语义关系,构建语义关系图。经过处理,得到88种589 984条语义关系,图上各种节点具有广泛的联系,为基于语义关系图的进一步分析和计算打下了基础。     

基于知识图谱与协同过滤的饮食推荐算法

针对传统的基于协同过滤的饮食推荐算法只利用用户-物品评分矩阵,没有考虑物品本身的语义信息而导致推荐精度不高的问题,本文通过构建知识图谱引入菜品间的语义信息作为重要推荐依据,提出一种基于知识图谱嵌入和协同过滤的个性化饮食推荐算法。通过在2个不同的低维连续的向量空间里表示出菜品实体及其关系,计算菜品间的语义相似度,将语义相似度纳入到协同过滤推荐中进行推荐。本文算法加强了对菜品间内部隐性信息的利用,缓解了数据稀疏性和冷启动问题,使得推荐结果更加合理。在饮食数据集上的实验结果表明,本文算法在饮食推荐上效果显著,在召回率、AUC值2项指标方面都有着明显提升。     

一种基于短文本相似度计算的知识子图融合方法

知识图谱作为语义网的数据支撑,被广泛应用于语义搜索、深度问答和在线教育等领域.知识融合是构建知识图谱的一个重要环节,将知识图中结构信息和语义信息进行融合是目前的研究热点.本文结合众包的方式,提出了一种基于短文本相似度计算的知识子图融合方法.该方法平衡各结点的结构连接和语义信息,通过学习融合权重,将高维向量转换为双邻接矩阵,得到具有高属性语义相似性的密集连接图.实验结果表明,本文提出的"群体智慧"方法能提升文本相似度计算的准确率,提高融合的质量.     

Building spatial temporal relation graph of concepts pair using web repository

Mining semantic relations between concepts underlies many fundamental tasks including natural language processing, web mining, information retrieval, and web search. In order to describe the semantic relation between concepts, in this paper, the problem of automatically generating spatial temporal relation graph (STRG) of semantic relation between concepts is studied. The spatial temporal relation graph of semantic relation between concepts includes relation words, relation sentences, relation factor, relation graph, faceted feature, temporal feature, and spatial feature. The proposed method can automatically generate the spatial temporal relation graph (STRG) of semantic relation between concepts, which is different from the manually generated annotation repository such as WordNet and Wikipedia. Moreover, the proposed method does not need any prior knowledge such as ontology or the hierarchical knowledge base such as WordNet. Empirical experiments on real dataset show that the proposed algorithm is effective and accurate.     

基于MFE-BERT与FNNAttention的心理医学知识图谱构建

针对心理医学领域文本段落冗长、数据稀疏、知识散乱且规范性差的问题, 提出一种基于多层级特征抽取能力预训练模型(MFE-BERT)与前向神经网络注意力机制(FNNAttention)的心理医学知识图谱构建方法. MFE-BERT在BERT模型基础上将其内部所有Encoder层特征进行合并输出, 以获取包含更多语义的特征向量, 同时对两复合模型采用FNNAttention机制强化词级关系, 解决长文本段落语义稀释问题. 在自建的心理医学数据集中, 设计MFE-BERT-BiLSTM-FNNAttention-CRF和MFE-BERT-CNN-FNNAttention复合神经网络模型分别进行心理医学实体识别和实体关系抽取, 实体识别F1值达到93.91%, 实体关系抽精确率达到了89.29%, 通过融合文本相似度与语义相似度方法进行实体对齐, 将所整理的数据存储在Neo4j图数据库中, 构建出一个含有3652个实体, 2396条关系的心理医学知识图谱. 实验结果表明, 在MFE-BERT模型与FNNAttention机制的基础上构建心理医学知识图谱切实可行, 提出的改进模型所搭建的心理医学知识图谱可以更好地应用于心理医学信息管理中, 为心理医学数据分析提供参考.     

基于软件知识图谱的代码语义标签自动生成方法

开源及企业软件项目和各类软件开发网站上的代码片段是重要的软件开发资源.然而,很多开发者代码搜索需求反映的代码的高层意图和主题难以通过基于代码文本的信息检索技术来实现精准的代码搜索.因此,反映代码整体意图和主题的语义标签对于改进代码搜索、辅助代码理解都具有十分重要的作用.现有的标签生成技术主要面向文本内容或依赖于历史数据,无法满足大范围代码语义标注和辅助搜索、理解的需要.针对这一问题,提出了一种基于知识图谱的代码语义标签自动生成方法KGCodeTagger.该方法通过基于API文档和软件开发问答文本的概念和关系抽取构造软件知识图谱,作为代码语义标签生成的基础.针对给定的代码,该方法识别并抽取出通用API调用或概念提及,并链接到软件知识图谱中的相关概念上.在此基础上,该方法进一步识别与所链接的概念相关的其他概念作为候选,然后按照多样性和代表性排序,产生最终的代码语义标签.通过实验对KGCodeTagger软件知识图谱构建的各个步骤进行了评估,并通过与几个已有的基准方法的比较,对所生成的代码语义标签质量进行了评估.实验结果表明,KGCodeTagger的软件知识图谱构建步骤是合理有效的,该方法所生成的代码语义标签是高质量、有意义的,能够帮助开发人员快速理解代码的意图.     

地名本体数据库存储模式及应用研究

地名本体属于地理信息领域本体范畴,是维护地理要素位置的本体,在地理空间语义网的发展中有着十分重要的作用,尤其为地理信息与资源的发现提供便利.从基于地理空间语义网的日常地理信息查询需要出发,设计了地名本体概念模型,在此基础上构建了地名本体实例存储数据库模式,实现了基于Geodatabase的地名本体实例数据存储.通过地名本体模型的构建,探讨语义网条件下的地名本体模型设计与地名本体实例化问题,对于实现地理要素数据组织与关系表达具有重要理论和实践意义.