可視化技術在旅游知識圖譜中的應用

原越 寇哲 安超凡 范家豪

摘要：知識圖譜的提出將互聯網搜索形式從傳統的文本搜索轉化為以實體、屬性、屬性值和關系為主體的圖搜索，相較于直接返回大量文本文字解釋的搜索結果，可視化在知識圖譜應用在旅游領域，可以更加清晰明了且直觀地反映出旅游領域里不同景點之間、景點與其周邊設施之間的關系。主要針對可視化技術在旅游知識圖譜中的應用，構建了旅游應用系統。

關鍵詞： 可視化;知識圖譜;旅游;前端;知識導航

中圖分類號：TP311.5? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）16-0063-02

1 概述

隨著大數據時代的到來，富文本形式的搜索結果提供的信息越來越多，也越來越復雜，海量的數據中不易看出其中的關系和隱藏在背后的信息，因此人們往往更能關注到圖形中的因素。知識圖譜的可視化一方面可以展示知識圖譜的知識點和關系，便于全面理解數據的關聯和影響;另一方面圖譜問答、搜索、推理等知識應用可以高效應對前臺服務渠道和場景，如：搜索與推薦、智能問答和分析與決策。圖譜可視化可以快速、高效應對前臺服務渠道和場景，提供靈活、精準的知識調用需求，同時也打破傳統的知識形態，提升了知識的豐富度。

劉宸玎基于知識圖譜的可視化分析研究了中醫文化的傳播和發展路徑以及過程演變[1]，聶子川、趙立華等人利用科學知識圖譜結合可視化分析研究了國內外的近零能耗建筑領域的差距[2]，劉永林、鄔清樺等人就法律行業的《行政處罰法》的修改方向及其爭議等問題進行了知識圖譜的可視化分析[3]。

本文研究的知識圖譜則是把一組數據轉換成三元組的形式，例如（實體，關系，實體），用節點和關系所組成的圖譜，以圖的形式展現出來[4]。比如青桔，人們知道它的屬性是水果，它又是共享單車的名字，人們既可以聯想到其他與它同季節的水果，又可以聯想其他的共享單車。知識圖譜的可視化技術可以將復雜的關系清楚的展示出來是其他的可視化技術所達不到的。

網站上有大量的景點信息，可以通過散點圖觀察各個景點的分布，可以同一個城市的景點放在同一列上面，但是這樣的圖形也很難展現清晰的關系，并且景點的其他屬性的聯系情況，例如相同的等級的景點，也不容易展現出來，因此旅游知識圖譜很有研究的意義。

2 基于知識圖譜的信息導航

知識圖譜的信息導航技術可以改進傳統的可視化方法，進行點擊跳轉的知識導航在抽取自身數據庫中的實例進行重組以便形成擴展化的、可延伸的結構化圖譜，本文研究的知識圖譜的模式層的本體和知識實例的關系網就對應著傳統知識導航中的知識地圖。當用戶獲取某些節點的信息后，往往會對與之相關聯的節點感興趣，獲取這些節點的過程即為關聯查詢的過程[5]。從系統應用的層面上講，關于可視化層的界面使用roc-charts技術實現，其負責創建可視化的圖譜結構知識導航頁面，系統運行效果如下。

當用戶點擊某個景點節點時，與其處于相同等級或者相同地理位置的景點就會被列舉出來，這時用戶可以從中選擇自己感興趣的景點;若要獲得某一景點的周邊服務，例如酒店、餐飲時，只需要點擊該景點，就會實現跳轉，獲得更加詳細的信息。

直觀的可視化展現形式，極大地便利了用戶的需求，降低了時間成本，提高了查找效率，使得本文研究更有意義。

3 旅游知識圖譜系統設計

3.1 系統功能設計

根據旅游網站的需求，我們重點設計景點、餐飲、餐館的頁面，以及知識圖譜導航過程。

3.2 系統框架設計

系統框架分為三層，分別是表示層、業務層和訪問層。

1）表示層：該層起到的是接口的作用。應用Vue框架，用axios技術將接收到的信息傳給后臺，再使用roc-charts技術對知識圖譜進行可視化展示。

2）業務層：也是持久層，該層是數據處理層。對接受過來的請求進行處理，將結果返回給表示層。

3）訪問層：該層主要負責讀取數據和傳遞數據，與業務層進行交互，對圖數據庫中的數據進行的增、刪、修、查操作，用noe4j數據庫進行各景點和關系的存儲訪問。

4 系統可視化的關鍵技術

4.1 信息的展示與可視化

知識圖譜結合了圖挖掘和圖算法等，以其節點、關系互相關聯的特性向用戶展示了一個傳統可視化網絡無法表達的結構化圖譜，讓搜索變得更精確，提升了工作效率。在得到所需要數據后，從中抽取實體關系，將其存入數據庫后使用roc-charts技術展現節點之間的關系，從而實現知識圖譜的繪制。用戶可以在搜索欄輸入自己感興趣的景點，點擊查詢后會出現與該景點處在同一地區或者屬于相同等級的其他景點，同時對這些景點還附有詳細的說明介紹，幫助用戶全方位多角度地了解信息，以便用戶選擇。

頁面分為四大塊，分別為左側、上面、中間、下面。旅游景點網站主要展示這個景點的信息，將信息分成四大部分，分別為基本信息、簡介、小貼士、知識圖譜的可視化之前的關系展示。從知識圖譜的中可以清晰地看到景點的信息、本景點相同地點的景點、本景點相同等級的景點。如圖2所示。

實現的技術的關鍵代碼：

主要技術包括：

1）Vue.js技術

在HTML中DOM類比視圖，網頁間通過DOM的組合與鑲嵌形成了最基本的視圖結構，再通過css進行修飾、美觀，最后涉及交互部分需要用到JavaScript來接受用戶的交互請求，通過響應機制進行交互操作。在傳統的網頁中，龐大的結構系統將數據和視圖都混雜在HTML中，就像傳統的開發一樣，所以處理它們非常費力，并且如果結構之間的關系存在許多藕斷絲連的狀態將會導致代碼上出現更大的問題。Vue.js一個開源的前端開發庫，不僅有聲明式、響應式的數據綁定和組件的開發能夠把HTML中的DOM與其他的部分獨立劃分進行處理，還可以運用Virtual DOM預先通過JavaScript進行各種計算[6]，計算并優化最終的隨機操作，方便前端應用程序開發，有著簡單、靈活、高效的特點。

2）roc-Echarts技術

roc-Echarts技術基于 zrender 開發，用于展示節點之間的關系。關系的呈現（圖譜布局）主要還是由使用者決定，可以很簡單地將自己的布局算法加入到此框架中，而框架更多的作用是實現圖譜操作功能，此框架內置了一些常用功能，也提供了插件機制可供開發更多功能。

4.2? 知識圖譜的導航

本文還設計了知識導航技術，對于部分考慮時間較長、希望了解景點周圍設施配備的用戶來說，具有較強的實用性。當用戶點擊任意一個景點時，通過后臺技術框架的結合，當前頁面會跳轉至一個新的知識圖譜頁面，新頁面會提供該景點周邊的一些場所信息，例如用戶最為關注的酒店和餐飲信息。通過頁面提供的酒店與餐飲信息的詳情簡介，用戶可以斟酌自己的選擇，確定交通便利、性價比高、觀景適宜的酒店，也可以選擇擁有當地特色美食的餐飲，讓用戶的旅游體驗感更上一層樓。

5 結論

本文將旅游相關信息的知識圖譜進行可視化的展示并實現知識導航的技術，最后設計并實現了基于知識圖譜的全國性旅游景點信息可視化系統。相比較于傳統的可視化技術，知識圖譜能夠直觀看到事物之間的關系，通過對旅游景點的可視化展示，有效解決了信息的離散分布，為用戶提供有效、便捷的信息。

參考文獻：

[1] 劉宸玎. 中醫文化傳播發展路徑探析與過程流變——基于Citespace的可視化圖譜分析[C]//北京大學新聞與傳播學院.北京論壇·健康傳播分論壇丨醫療、人文、媒介——“健康中國”與健康傳播2020國際學術研討會論文集.北京大學新聞與傳播學院：北京大學新聞與傳播學院，2020：15.

[2] 聶子川，趙立華.基于科學知識圖譜的近零能耗建筑研究網絡可視化分析[C]//中國城市科學研究會、蘇州市人民政府、中美綠色基金、中國城市科學研究會綠色建筑與節能專業委員會、中國城市科學研究會生態城市研究專業委員會.2020國際綠色建筑與建筑節能大會論文集.中國城市科學研究會、蘇州市人民政府、中美綠色基金、中國城市科學研究會綠色建筑與節能專業委員會、中國城市科學研究會生態城市研究專業委員會：北京邦蒂會務有限公司，2020：6.

[3] 劉永林，鄔清樺.論《行政處罰法》的修改方向及其爭議——基于CiteSpcae知識圖譜可視化分析[C]//上海市法學會.《上海法學研究》集刊，2020，12（36）——社會治理法治化研究文集.上海市法學會，2020：9.

[4] 劉朔言，吳涵，楊一夫，等.基于Vue構建現代化博物館可視化應用[J].電腦知識與技術，2021，17（14）：188-190.

[5] 王鈺杰.基于貝葉斯網的知識圖譜關聯查詢處理[D].昆明：云南大學，2017.

[6] 劉啟偉.基于Vue.js框架的Web前端開發工具的設計與實現[D].北京：北京郵電大學，2021.

【通聯編輯：光文玲】