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Protege建立简单的知识图谱方法

平凡的价值 2022-07-20
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一、protégé软件下载

  1. 登录网址:protégé (stanford.edu),如图1页面所示。

图 1protege初始页面

  1. 网页下拉至图2位置,并点击“Download for Windows”

图 2 protege下载页面

3、下载软件包如图3所示,该软件包即为protégé软件,不需要安装。

图 3 下载软件包

  1. 打开上述压缩包,打开文件夹“Protégé-5.5.0”,,双击“Protégé.exe”即可进入软件操作系统。

二、知识图谱搭建过程:

介绍以excel与Protégé软件共同搭建一套知识图谱的流程进行讲解。

详细教程参考:(6条消息) Protégé基本教程【Protégé5.5.0版本】_喵木木的博客-CSDN博客_prot茅g茅

2.1知识图谱理论基础

请阅读《从零构建知识图谱:技术、方法与案例》。

2.2知识图谱<S,P,O >搭建过程:

2.2.1确定本体覆盖的范围:

第一步需要以本体覆盖的范围、构建的目的来划分图谱的边界。因此这一步骤需要回答四个问题:

  1. 本体需要覆盖的领域是什么?

  2. 该本体的用途是什么?

  3. 本体中的数据会被应用到怎样的场景?

  4. 该本体将如何进行维护?更新方法

2.2.2确定类和类的结构:

围绕着知识图谱构建的目的,对类与类之间的层级结构进行组织。通常的领域知识图谱构建采用自顶向下的策略构建模式,从最抽象的概念入手,再逐渐细化。

  • 以建立口腔咀嚼功能系统模型库为例:

第一步:划分知识图谱不同层级的类与实例,并且构建excel<S,O>模型库。

Excel模型库的建立可以通过以下步骤进行建立:

  1. 构建所有类与实例的excel模型库。

图 4完整Excel模型库

  1. 将excel模型库进行若干本体的划分。

需要将excel模型库进行整理,并且划分若干互斥“一级类”。图5为划分“一级类”(图中将“一级类”错误表达成“本体”)的示意图:从“一级类”出发进行类的细分,并且当出现有交叉类别时,将交叉类别重新划分新的“一级类”。图6为给出的Pizza知识图谱。在划分新的知识图谱“一级类”时,可以参考该知识图谱进行划分。

图 5本体划分示意图

图 6Pizza知识图谱

第二步:将<S,O>相关excel模型库导入Protégé中,具体步骤如下:

1、新建一个知识图谱文件。

2、在“Individuals by class”栏中点击图7红框中按钮增加新的子类

图 7插入新子类

图 8插入“口腔咀嚼功能系统模型库”

图 9完成插入“口腔咀嚼功能系统模型库”

图 10插入“功能模块”

图 11完成插入“口腔咀嚼功能系统模型库”子类“功能模块”

3、在“Individuals by class”栏中点击图12红框中按钮增加新的平行类

图 12插入新平行类

图 13完成插入“功能模块”平行类“反馈模块”

Tips:若插入错误可以选择图14进行类的删除

图 14删除类

2.2.3确定类的外部属性

类或实例的属性分为外部属性与内部属性。其中外部属性为类(实例)与类(实例)之间的关系,内部属性为类(实例)本身具有的属性。

如图15“夫妻”为小红与小绿两个实例的属性。

图 15“夫妻”属性

  • 以建立口腔咀嚼功能系统模型库的属性部分为例:

第一步:在需要的实例或类中建立属性(关系),并且构建excel<S,P,O>模型子库。

Excel模型库的建立如下图所示:

图 16模型属性关系

第二步:将涉及的< P >关系导入Protégé中,具体步骤与2.2.2过程类似,界面如图17所示。


图 17属性界面

第三步:在Protégé中构建<S,P,O>步骤如下:

  1. 选择主语,这里选择左侧颞浅动脉

图 18主语选择界面

  1. 在Description一栏中的SubClass Of中选择“+”

图 19 SubClass选择界面

3、在“Object restriction creator”中选择属性与宾语。

图 20 Object restriction creator 选择界面

4、选择属性限制类型:

图 21 Restriction type 选择

相关的属性限制类型请查看:Protégé基本教程【Protégé5.5.0版本】_喵木木的博客-CSDN博客_prot茅g茅 中第二部分的第3章。


5、完成<S,O,P>导入

图 22 完成<S,P,O>界面

2.2.4建立实例与其内部属性

由于目前作者仅在protégé中找到“类——外部属性”,“实例——内部属性”的添加方法,因此建议将实例同时设置为实例与类。如:“面横动脉”为口腔咀嚼功能系统的实例,在设置“面横动脉”实例的同时,设置“面横动脉”类以方便添加外部属性。

  • 以建立口腔咀嚼功能系统模型库的实例与其内部属性为例:

第一步:在需要的实例或类中建立内部属性(关系),并且构建excel内部关系模型子库,图23显示了口腔内部关系的模型,其中标码为标签相对应的内部属性。

图 23 口腔内部关系模型

第二步:在Protégé中创建实例,具体步骤如下:

  1. 添加实体:图24为添加实体的界面。

图 24添加实体界面

  1. 建立实例与类的联系:点击图25红框处,选择需要添加的类,完成后如图26红框处所显示。

图 25 添加实例与类关系界面

图 26 添加完成实例与类界面

第三步:在Protégé中创建内部属性,具体步骤如下

  1. 添加内部属性标签:

图 27添加内部属性标签页面

  1. 为实例添加相应的内部属性:如“面横动脉”对应的标签值为“O82L1”,通过图28、29 顺序将对应标签值对应添加到相应实例,图30为添加完成后显示页面。

图 28添加内部属性界面

图 29添加“面横动脉”的标签值“O82L1”

图 30完成插入实例的内部属性

至此一个简单的<S,P,O>知识图谱已经搭建完成。

2.3知识图谱的优化:

知识图谱还能够对知识进行推理、范围限制、复杂属性搭建等。详细请查看:Protégé基本教程【Protégé5.5.0版本】_喵木木的博客-CSDN博客_prot茅g茅


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