一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统

摘要

本发明公开了一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统；农作物及畜禽育种知识服务终端用于向农作物及畜禽育种知识服务器发出查询育种知识服务请求；数据库用于存储农作物及畜禽育种知识服务方面的信息内容及数据信息；农作物及畜禽育种知识服务器用于接收所述农作物及畜禽育种知识服务终端发送过来的请求信息，并在数据库中进行检索，将对应的信息生成知识图谱，然后再反馈至所述农作物及畜禽育种知识服务终端。该系统整体结构简单、易于实现，应用于农作物及畜禽育种知识服务，能够查询生成对应的服务性知识图谱，揭示本项成果的技术价值与先进性。另外，本系统构建了全面的育种知识服务体系；提高异常分析的效率，实现应急知识的共享应用服务。

说明书

技术领域

本发明涉及农作物及畜禽育种相关的技术领域，具体来讲涉及的是一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统。

背景技术

知识图谱是在图书情报界称为知识域可视化或知识领域映射地图，是显示知识发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形，用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。

知识图谱，是通过将应用数学、图形学、信息可视化技术、信息科学等学科的理论与方法与计量学引文分析、共现分析等方法结合，并利用可视化的图谱形象地展示学科的核心结构、发展历史、前沿领域以及整体知识架构达到多学科融合目的的现代理论。

然而作物育种，改良作物的遗传特性，以培育高产优质品种的技术。又称作物品种改良。它以遗传学为理论基础，并综合应用植物生态、植物生理、生物化学、植物病理和生物统计等多种学科知识。是一项投资少而效益高的生物技术，对发展种植业生产具有十分重要的意义。

经过检索发现，申请号CN202010273045.1的发明公开了一种基于中文分词技术的应急知识图谱的构建方法，具体包括以下步骤：S1输入应急信息文本；S2对所述步骤S1中的应急信息文本中的要素进行解析，提取关键数据，利用提取的关键数据构建应急知识库；S3采用多策略结合的中文分词算法对步骤S1中输入的应急信息文本进行分词并判断，输出分词结果；S4将步骤S3中得到分词结果利用检索引擎在所述应急知识库中搜索并进行匹配，匹配成功后输出成果数据；S5根据应急业务体系结合成果数据构建应急知识图谱，输出图谱结果数据。

申请号CN202010074094.2的发明公开了一种基于知识图谱的科研实体链接方法及装置，其中，该方法包括：获取隶属信息集合，对隶属信息集合中的每一个科研成果中学者的隶属进行预处理生成字符串；将字符串进行分割，生成词集合，对词集合中每个词通过知识图谱的模糊查询进行匹配，找到每个词可能表达的实体集合，将实体集合作为候选集加入候选集合中；通过候选集实体选择模型在候选集合中选取每一个科研成果中学者的隶属对应的最终结果；将最终结果构造为与隶属信息集合一一对应的知识图谱实体集合，对知识图谱实体集合进行输出。该方法利用多重分割的字符串相似性扩充科研实体的候选集，并通过一个相似度模型来匹配最可能的实体。

申请号CN201911277056.0本发明公开了一种基于知识图谱的营配调贯通核查方法，调取基于营配数据贯通中的若干数据，并将同类数据建立若干个网架拓扑；将若干个网络拓扑进行融合，并将若干个网络拓扑中的任意一个变化以知识图谱的方式进行展示；将更新后的数据发送至网络拓扑中，并生成新的网架拓扑。本发明进行营配调网架拓扑的融合比对，智能识别跨专业、跨系统网架差异，从而对营配调贯通成果质量进行校验，提高匹配、贯通效率。

目前，随着计算机、网络等技术的发展，也带来了农作物领域的发展和加速了其应用，使得该领域越来越受到重视，然而在实际应用中对于农作物及畜禽育种领域来讲还缺乏一套高效的育种知识服务系统。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统；该系统整体结构简单、易于实现，应用于农作物及畜禽育种知识服务，能够查询生成对应的服务性知识图谱，揭示本项成果的技术价值与先进性。另外，本系统构建了全面的育种知识服务体系；提高异常分析的效率，实现应急知识的共享应用服务。

本发明是这样实现的，构造一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统；包括农作物及畜禽育种知识服务终端；

还包括农作物及畜禽育种知识服务器和数据库两部分；

其中，所述农作物及畜禽育种知识服务终端用于向农作物及畜禽育种知识服务器发出查询育种知识服务请求；所述数据库用于存储农作物及畜禽育种知识服务方面的信息内容及数据信息；农作物及畜禽育种知识服务器能够与农作物及畜禽育种知识服务终端和数据库联网通信，用于接收所述农作物及畜禽育种知识服务终端发送过来的请求信息，并在数据库中进行检索，将对应的信息生成知识图谱，然后再反馈至所述农作物及畜禽育种知识服务终端，同时也向数据库上传知识图谱。

根据本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统,其特征在于；农作物及畜禽育种知识服务器具有请求采集单元、图谱输出单元和异常分析单元三部分；

所述数据采集单元，用于采集对应的查询育种知识服务请求，并传输至图谱输出单元；

所述图谱输出单元，将所述请求数据导入所述图谱数据库进行检索，以输出知识图谱；

所述农作物及畜禽育种知识服务终端在向农作物及畜禽育种知识服务器发出查询育种知识服务请求的同时还要输入育种对应的操作内容；所述异常分析单元，从所输入的育种对应的操作内容与输出知识图谱进行多维分析，如果认定输入的育种对应的操作内容出现异常则予以提示。

根据本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统,其特征在于；请求采集单元具有育种服务获取模块，用于获取农作物及畜禽育种的请求；请求采集单元还具有育种信息提取模块，根据育种服务获取模块获取的请求信息生成数据集。

根据本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统,其特征在于；图谱输出单元具有规则生成模块和图谱生成模块（；规则生成模块接收育种信息提取模块传输的信息，图谱生成模块根据规则生成模块的规则将在数据库中进行检索得到的信息生成知识图谱并输出；同时将生成的知识图谱又传输至数据库中，同时传输至异常分析单元进行分析。

根据本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统,其特征在于；异常分析单元具有分析模块和处理模块；由分析模块对其进行分析，如果认定出现异常则由处理模块通过提醒模块予以提示。

根据本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统,其特征在于；分析模块，用于根据所述育种对应的特性设置预警值，当育种对应的参数量低于或高于所述库存量预警值时进行提醒。

本发明具有如下优点：

其1，该系统包括农作物及畜禽育种知识服务终端、农作物及畜禽育种知识服务器和数据库；其中，所述农作物及畜禽育种知识服务终端用于向农作物及畜禽育种知识服务器发出查询育种知识服务请求；所述数据库用于存储农作物及畜禽育种知识服务方面的信息内容及数据信息；农作物及畜禽育种知识服务器能够与农作物及畜禽育种知识服务终端和数据库联网通信，用于接收所述农作物及畜禽育种知识服务终端发送过来的请求信息，并在数据库中进行检索，将对应的信息生成知识图谱，然后再反馈至所述农作物及畜禽育种知识服务终端，同时也向数据库上传知识图谱。该系统整体结构简单、易于实现，应用于农作物及畜禽育种知识服务，能够查询生成对应的服务性知识图谱，揭示本项成果的技术价值与先进性。另外，本系统构建了全面的育种知识服务体系。

其2，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；农作物及畜禽育种知识服务器具有请求采集单元、图谱输出单元和异常分析单元三部分；

所述数据采集单元，用于采集对应的查询育种知识服务请求，并传输至图谱输出单元；

所述图谱输出单元，将所述请求数据导入所述图谱数据库进行检索，以输出知识图谱；

所述农作物及畜禽育种知识服务终端在向农作物及畜禽育种知识服务器发出查询育种知识服务请求的同时还要输入育种对应的操作内容；所述异常分析单元，从所输入的育种对应的操作内容与输出知识图谱进行多维分析，如果认定输入的育种对应的操作内容出现异常则予以提示。

其3，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；请求采集单元具有育种服务获取模块，用于获取农作物及畜禽育种的请求；请求采集单元还具有育种信息提取模块，根据育种服务获取模块获取的请求信息生成数据集。

其4，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；图谱输出单元具有规则生成模块和图谱生成模块；规则生成模块接收育种信息提取模块传输的信息，图谱生成模块根据规则生成模块的规则将在数据库中进行检索得到的信息生成知识图谱并输出；同时将生成的知识图谱又传输至数据库中，同时传输至异常分析单元进行分析。提高异常分析的效率，实现应急知识的共享应用服务。

其5，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；异常分析单元具有分析模块和处理模块；由分析模块对其进行分析，如果认定出现异常则由处理模块通过提醒模块予以提示。

其6，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；分析模块，用于根据所述育种对应的特性设置预警值，当育种对应的参数量低于或高于所述库存量预警值时进行提醒。

附图说明

图1是本发明中所述系统框图；

图2是本发明中农作物及畜禽育种知识服务器系统框图。

具体实施方式

下面将结合附图1-图2对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统,如图1-图2所示，可以按照如下方式予以实施；

包括农作物及畜禽育种知识服务终端10；

还包括农作物及畜禽育种知识服务器20和数据库30两部分；

其中，所述农作物及畜禽育种知识服务终端10用于向农作物及畜禽育种知识服务器20发出查询育种知识服务请求；所述数据库30用于存储农作物及畜禽育种知识服务方面的信息内容及数据信息；农作物及畜禽育种知识服务器20能够与农作物及畜禽育种知识服务终端10和数据库30联网通信，用于接收所述农作物及畜禽育种知识服务终端10发送过来的请求信息，并在数据库30中进行检索，将对应的信息生成知识图谱，然后再反馈至所述农作物及畜禽育种知识服务终端10，同时也向数据库30上传知识图谱。

如图2中所示，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；农作物及畜禽育种知识服务器20具有请求采集单元、图谱输出单元和异常分析单元三部分；

所述数据采集单元，用于采集对应的查询育种知识服务请求，并传输至图谱输出单元；

所述图谱输出单元，将所述请求数据导入所述图谱数据库进行检索，以输出知识图谱；

所述农作物及畜禽育种知识服务终端10在向农作物及畜禽育种知识服务器20发出查询育种知识服务请求的同时还要输入育种对应的操作内容；所述异常分析单元，从所输入的育种对应的操作内容与输出知识图谱进行多维分析，如果认定输入的育种对应的操作内容出现异常则予以提示。

本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；请求采集单元具有育种服务获取模块21，用于获取农作物及畜禽育种的请求；请求采集单元还具有育种信息提取模块22，根据育种服务获取模块21获取的请求信息生成数据集。

本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；图谱输出单元具有规则生成模块23和图谱生成模块24；规则生成模块23接收育种信息提取模块22传输的信息，图谱生成模块24根据规则生成模块23的规则将在数据库30中进行检索得到的信息生成知识图谱并输出；同时将生成的知识图谱又传输至数据库30中，同时传输至异常分析单元进行分析。

本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；异常分析单元具有分析模块25和处理模块26；由分析模块25对其进行分析，如果认定出现异常则由处理模块26通过提醒模块27予以提示。

本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；分析模块25，用于根据所述育种对应的特性设置预警值，当育种对应的参数量低于或高于所述库存量预警值时进行提醒。

本发明具有如下改进及优点；

其1，该系统包括农作物及畜禽育种知识服务终端10、农作物及畜禽育种知识服务器20和数据库30；其中，所述农作物及畜禽育种知识服务终端10用于向农作物及畜禽育种知识服务器20发出查询育种知识服务请求；所述数据库30用于存储农作物及畜禽育种知识服务方面的信息内容及数据信息；农作物及畜禽育种知识服务器20能够与农作物及畜禽育种知识服务终端10和数据库30联网通信，用于接收所述农作物及畜禽育种知识服务终端10发送过来的请求信息，并在数据库30中进行检索，将对应的信息生成知识图谱，然后再反馈至所述农作物及畜禽育种知识服务终端10，同时也向数据库30上传知识图谱。该系统整体结构简单、易于实现，应用于农作物及畜禽育种知识服务，能够查询生成对应的服务性知识图谱，揭示本项成果的技术价值与先进性。另外，本系统构建了全面的育种知识服务体系。

其2，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；农作物及畜禽育种知识服务器20具有请求采集单元、图谱输出单元和异常分析单元三部分；

所述数据采集单元，用于采集对应的查询育种知识服务请求，并传输至图谱输出单元；

所述图谱输出单元，将所述请求数据导入所述图谱数据库进行检索，以输出知识图谱；

所述农作物及畜禽育种知识服务终端10在向农作物及畜禽育种知识服务器20发出查询育种知识服务请求的同时还要输入育种对应的操作内容；所述异常分析单元，从所输入的育种对应的操作内容与输出知识图谱进行多维分析，如果认定输入的育种对应的操作内容出现异常则予以提示。

其3，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；请求采集单元具有育种服务获取模块21，用于获取农作物及畜禽育种的请求；请求采集单元还具有育种信息提取模块22，根据育种服务获取模块21获取的请求信息生成数据集。

其4，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；图谱输出单元具有规则生成模块23和图谱生成模块24；规则生成模块23接收育种信息提取模块22传输的信息，图谱生成模块24根据规则生成模块23的规则将在数据库30中进行检索得到的信息生成知识图谱并输出；同时将生成的知识图谱又传输至数据库30中，同时传输至异常分析单元进行分析。提高异常分析的效率，实现应急知识的共享应用服务。

其5，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；异常分析单元具有分析模块25和处理模块26；由分析模块25对其进行分析，如果认定出现异常则由处理模块26通过提醒模块27予以提示。

其6，本发明所述一种基于知识图谱的农作物及畜禽育种知识服务系统实施时；分析模块25，用于根据所述育种对应的特性设置预警值，当育种对应的参数量低于或高于所述库存量预警值时进行提醒。

本发明具有以下意义；

1、依托已独立开发完成的四川农作物及畜禽大数据平台、四川农畜育种攻关云服务平台、国家现代农业产业体系四川创新团队大数据应用平台、自建的四川农作物及畜禽育种四大数据库：育种创新数据库、种业产业数据库、成果推广与转化数据库、育种专家智库，通过后台调用农作物及畜禽育种成果、品种、专利、专家数据库等资源；利用 scrapy 爬虫框架，结合正则表达式对四川省农畜育种优势科研单位、高等院校的开放农作物及畜禽育种信息资源进行抽取。

2、四川农作物及畜禽育种信息分布式存储，构建标准农作物及畜禽育种知识仓储基于统一的元数据描述标准规范，通过元数据获取、转换、装载以及数据互操作访问接口等方式，实现对农作物及畜禽育种领域科技文献、科学数据、事实型数据、规范库等多源异构资源的统一元数据存储完成资源初级汇聚整合与分布式存储,构建农作物及畜禽育种信息标准知识仓储。

3、知识关联与深度挖掘，四川农作物及畜禽育种知识图谱构建综合应用分类主题词表和本体关联模型，进行各类资源的规范描述、主题概念与学科分类的标引，以及对成果、专利、专家学者等实体对象的抽取和归一，并显性建立资源间多维度语义关联，在此基础上构建四川农作物及畜禽育种知识图谱，其中农作物及畜禽育种知识图谱本体层构建主要针对农作物及畜禽类别概念，挖掘类别概念间的关系，结合农业专业知识，知识类别概念进行建模；实体层是知识图谱构建重点，考虑采集的信息为半结构化、非结构化及结构化数据，结合本体层模型，建立实体关系数据库之后，采用实体转化工具 D2R 将关系数据库转化为 RDF，实现农作物及畜禽育种知识图谱实体层建模。具体如下：

1）构建基于深度学习的农作物及畜禽育种信息领域专用分词、命名体识别工具，拟采用现有开发语料结合育种知识领域人工标注语料的方法，训练育种信息领域专用的序列模型；

2）从大量文本与非文本信息中抽取出成果、品种、专利、专家等相关内容以及描述信息；

3）基于深度学习，利用 1）和步骤 2）生成文本与图像结合的信息统一表示，采用类别加内容的词嵌入方式，生成育种信息的统一表示；

4）设计成果、品种、专利、专家等育种信息的实体抽取算法，实现对实体的消歧、对齐，完成知识融合；设计农作物及畜禽育种信息的关系抽取算法，实现实体与实体之间语义的解析与关系的构建，构建成果、品种、专利、专家等育种信息的知识图谱；

5）研究表示学习和语义网络下的协同推理技术。

通过知识关联与深度挖掘，初步建立基于数据和图表的动态分析机制，有助于用户最直观、快速地了解四川农作物及畜禽育种某一领域的领军专家、核心机构、成果等精准信息，提升育种信息分析的效率。

4、构建以搜索为核心的四川农作物及畜禽育种知识服务系统。将搜索引擎和四川农作物及畜禽育种知识库相结合，在建立索引过程中，综合应用农业科学叙词表、农业百科、联合国粮农组织的多语种词表 AGROVOC，以及从文献抽取的高频关词（中、英文）等语料，提高资源切词、分词的准确性和专业性。基于词表及词间语义关系，从概念匹配的角度建立语义交互，初步实现对自然语言检索式进行语义浅层理解、分析、匹配，提供相近检索词提示和智能检索等功能；按资源类型等多种分类和排序方式对检索结果进行过滤、聚合与导引，方便农业人员快速过滤定位所需农作物及畜禽育种知识资源；提供呈现结构清晰的育种知识体系，帮助农业人员快速形成对育种相关知识和信息的结构性认识。

本项目通过构建农作物及畜禽育种知识图谱模型，实现对育种信息的信息抽取、知识关联与加工，在知识关联中引入深度学习技术，减少人工干预，解决育种知识信息存在的感知碎片化，信息孤岛化等问题。该模型重点实现育种知识资源的层次化、系统化、服务化和智能化，形成育种知识处理、查询、管理和服务的一体化模式。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。