学科领域知识网络的可视化构建研究——以竞争情报为例

寇继虹

（武汉大学信息管理学院，武汉，430072）

1 引言

飞速发展的互联网技术为人们搜集和获取知识信息提供了非常便利的条件，然而却易使人们陷入大量分散的非结构化的知识信息海洋中，因此对知识信息进行有效组织就显得极为迫切和重要。目前，知识网络的构建为知识信息的序化组织提供了有效的手段，再加上可视化技术能将各种知识信息及其内在联系以图形化的方式进行直观的呈现，使知识信息转化为有意义并易于理解的视觉表征，从而充分调动人的感知和联想功能，促进对知识信息的搜集、认知加工、获取和利用过程。因此基于可视化技术构建知识网络就成为当前的研究前沿和热点问题。

2 国内外研究实践现状综述

知识网络在不同的研究视角下具有不同的内涵，从情报学知识组织的角度来看，知识网络就是由学科领域知识结点和知识关联构成的网络。通过对国内外大量相关文献的研读可知，该类知识网络的研究始于二十世纪七十年代，现已成为学术研究及实践应用的主体。目前在国外已有多个知识网络构建完成并得到应用，如农业知识网络[1]、生物信息学知识网络[2]、航空航天知识网络[3]等都是基于某一学科领域或主题来构建的知识网络。国内从九十年代初到九十年代末70～80%的文献都集中在语文、数学、物理、化学、生物、科学等基础学科知识网络的理论探究和应用上，二十一世纪以来有关学科领域知识网络的研究升级到了高校的一些专业学科和科目，如IT项目管理[4]、生物信息学[5]、数据库技术[6]、分析化学[7]等。此外，大量综合性多学科的文献数据库也是知识网络的重要形式，如Web of Science、中国知网等数据库平台在文献属性及知识元之间建立起了纵横交错并提供综合分析的网状结构知识体系。这些知识网络的构建为人们学习和利用相关知识信息提供了非常大的便利。此外，对知识网络可视化功能的开发在近些年已受到信息情报领域研究人员的高度关注，他们尝试采用各种可视化方法和工具构建或展现简单或复杂的知识网络。如Web of Science（WOS）整合的引文关系图以可视化方式显示了文献之间的引证关系[8]，以便于研究人员进行向前或向后的引文关系查询，从而帮助用户更好地把握论文主题的研究脉络；英国的Credo Reference全球工具书大全对世界著名工具书的词条建立多方位参照，并利用概念图动态显示有关联的词条[9]；基于英语词汇语义网Wordnet构建的Visuwords[10]以可视化方式展示英语词语知识网络中各词条的词性、上下位从属及相似词条等的关系，在调出所检索词条时会动态展现出这些关系，当放置鼠标于某个词条之上时就会有相应的词义解释出现等。这些可视化知识网络成果有效提升了使用者对相关知识的发现和获取利用效率，然而在专门的学科领域知识网络的构建上采用这种动态可视化方式的还鲜有涉及。

综上所述，学科领域知识网络在学科知识的组织、传播和利用上已得到了比较广泛的应用，运用各种知识信息组织工具对学科领域知识脉络进行梳理以形成动态可视化的学科领域知识网络将成为一种必然趋势。然而由于学科领域知识内涵和外延的可扩展性以及构建知识网络的简单易用且功能强大的软件工具的不断涌现，对学科领域知识网络的动态可视化构建还存在有许多研究和实践空间。本文从一种新的视角来界定学科领域知识网络的基本组成，并以竞争情报为例，力求以一种符合人类认知的动态网状结构知识组织方式来对其进行可视化构建。

3 学科领域知识网络基本内容组成界定

就目前已有的学科领域知识网络来看，可以分为两大类，一类是以各学科领域知识点作为其节点内容组成的知识网络，另一类则是由学科领域文献库中文献链接、知识元链接以及分类导航间的交叉链接而形成的知识网络。本文在综合二者的基础上对其进行整合创新，将学科领域知识点和学科领域研究作为知识网络的两个基本内容组成。

首先，从教育学的角度来讲，学科领域知识可分解为一系列的知识单元，继而可再细分为各个知识点，按照知识点间的内在关联就可构成知识点知识网络。这种知识网络在学科教学中具有重要意义，一方面可帮助用户全面了解学科领域知识内容，另一方面便于用户对该学科的某个知识点进行深入和广泛的学习。

其次，作为学科领域的科研人员和实际工作者需要对学科领域的研究现况有比较全面的把握，因此可将相关研究文献的主要年代分布、学科领域分布、核心作者、核心机构、主要的载文刊源、高被引文献、研究热点前沿等知识信息融入到所要构建的知识网络中。

这种界定不仅能够提供学科领域的相关知识点，还能够深入到学科领域研究的知识内核，为研究人员提供他们所关注问题的综合分析结果，使学科领域知识网络的内涵得以丰富。

4 TheBrain用于学科领域知识网络构建的优势分析

如前所述的几种可视化知识网络为学习者和研究者的知识获取提供了便利，并为他们带来了非常直观的感受和体验。然而这些可视化知识网络在动态性和交互性上还都存在有不足之处，如WOS的引文关系图最多只能支持两级引文查询；Credo Reference全球工具书大全以网状概念图形式动态多维显示词条间的关系，有较好的图形可读性，但是由于受到词条层级的限制，图中所能显示的信息量有限；Visuwords虽以动态可视化方式展现出词条，并可以对这些词条进行位置变换操作，但是其后不能以动态的方式切换到与其有关联的词条，因而相对来说就成为了一种静态的词义释图。为克服这些现有的可视化知识网络在知识组织方式、所处理数据量的可扩展性和动态性等方面存在的不足，笔者在学科领域知识网络的构建中选用了一种能够符合人类网状思维模式的动态可视化知识组织和表征工具TheBrain。

4.1 TheBrain简介

TheBrain是由可视化知识管理领域专家哈伦·休创造并由美国TheBrain技术公司于1998年开发的一款能够动态组织和可视化表征思维及知识信息的思维导图软件[11]（原名为PersonalBrian，第七版时更名为TheBrain）。该软件图形结构简洁、主题节点的数量可无限扩展、不同主题节点可实现自然的动态切换、并且拥有不同的视图展现方式以满足不同喜好用户的需求。利用该软件不仅能够使用户在学习或工作中深化思考、理清思路，而且能够通过灵活创建节点间关联关系的方式使用户能够从时间和空间两个维度对信息知识进行可视化非线性组织与管理。16年的实践应用使得TheBrain的功能不断地得以改进和完善，除了具有操作简易、能够灵活集成各种媒体文件、即时激活等特点外，还提供对知识信息的组织检索和动态视觉展示、TheBrain作品的云平台发布与协作共享等功能[12]，在知识信息的可视化组织管理与展现、创新教育、企业管理决策、头脑风暴等方面都得到了比较广泛的应用，如《大英百科全书2011》的头脑风暴模块[13]就是利用TheBrain对成千上万的对象和数据库信息进行了动态可视化组织和导航，而滚动这样大型的数据对于其他标准的思维导图软件来讲基本上是不可能的，而且这种组织方式也给用户带来了一种全新的体验。

4.2 TheBrain用于构建可视化知识网络的优势

（1）动态整合和灵活关联学科领域二维知识信息

学科领域知识点和学科领域研究态势是文中所界定的学科领域知识网络的两个基本组成，所涵盖的知识信息具有内容丰富、形式多样的特点，如何将这些知识信息进行动态整合并使其关联关系得以清晰展现？利用The－Brain不仅可非常便利地将这些有逻辑关联的知识信息全部整合在同一个信息空间中，形成一个可彼此相互通达的动态立体网络，导引用户便捷获取所需知识信息。同时TheBrain还可通过在各个知识信息节点以附件形式自由整合各类媒体资源，使用户得到进一步的解释性知识信息。

（2）TheBrain辅助性能有效增强用户体验

TheBrain提供的节点类型、属性、备注、标签等辅助功能不仅能够对相关知识信息等做进一步说明，同时可有效增强所构建知识网络的视觉效果。

（3）即时快速激活与检索功能便于用户的知识信息获取

在构建学科领域可视化知识网络的过程中，TheBrain将自动对学科知识信息资源进行标引，形成各种与主题节点及其类型、附件、标签、备注等相关的索引库，从而为用户提供便捷的即时激活与检索功能，使用户能够快速获取相关度高的知识信息。

5 竞争情报动态可视化知识网络的构建

依照文中对学科领域知识网络组成的界定，利用TheBrain软件工具即可构建各学科领域知识网络。本文基于笔者的国家社科项目——“学科领域知识网络的可视化构建与在线利用研究”的实际研究内容需求，以竞争情报学为例，从竞争情报学知识点和竞争情报研究两个维度出发，利用TheBrain来构建竞争情报动态可视化知识网络。

5.1 数据来源

竞争情报研究分布于很多的学科领域，就知网和WOS相关发文数据来看，企业经济、工业经济、贸易经济及宏观经济管理和商务、管理等学科领域的竞争情报研究成果数排在首位，图书情报领域排在第二位，计算机领域排在第三位。由此文中对竞争情报知识点的划分以专注于经济管理领域知识创建与分享的MBA智库百科中的竞争情报知识为依据，将其划分为了14个知识点：竞争情报的产生发展、竞争情报的定义、竞争情报的基本问题、企业竞争情报的信息基础、竞争情报价值链的构成、竞争情报的分析方法、竞争情报来源和收集、竞争情报的研究内容、战略管理与竞争情报、企业竞争情报人员的素质要求、竞争情报系统、企业竞争情报和反竞争情报、竞争情报在我国的发展以及国内外竞争情报的发展现状及趋势。

研究维度旨在对竞争情报学科领域的研究状况进行多角度与全方位的描述。研究中以中国知网和Web of Science作为竞争情报研究文献分析平台，结合现有的综述性文献成果获取竞争情报研究的主要学科领域、高产研究机构、多产作者、载文刊源、高被引文献以及竞争情报研究热点和前沿趋势，为构建涵盖竞争情报知识主体关系网络图和热点前沿趋势网络图的研究维度知识网络提供实际数据。

5.2 竞争情报研究数据获取与分析

5.2.1 基于CNKI和 WOS的竞争情报研究概况分析

为获取中外文竞争情报研究相关数据信息，在中国知网CNKI和WOS中以竞争情报为题名检索分别得到3660和314条记录（文献发表截止日期为2013-12-31，检索日期为2014-09-28），对文献检索结果进行分析，获得竞争情报研究的主要学科领域、核心作者、核心研究机构和载文刊源及相应的文献量分布如表1所示，取各项排名在前五位的数据，表中各行数据则无内在关联。

由表1可以看出，竞争情报研究的学科领域主要分布在经济、商务、管理、图书情报领域以及计算机科学领域，五位多产作者中的三位——王知津、陈峰、张玉峰分别来自于三个核心研究机构——南开大学、中国科技信息研究所和武汉大学，刊载竞争情报文献量比较大的中文类期刊全部是中国社会科学引文索引（CSSCI）来源期刊。WOS收录竞争情报文献的五个多贡献机构中有四个都是国内机构，其中武汉大学和中国科技信息研究所同样榜上有名。罗马尼亚布加勒斯特经济研究学院是唯一的一个国外机构，被WOS收录竞争情报文献量仅次于武汉大学排在第二位。刊载竞争情报外文文献的刊源主要分布在竞争情报相关国际会议和论坛文集及SSCI收录期刊上。

表1 基于CNKI和WOS的竞争情报研究概况表

5.2.2 中外高被引文献信息

表2列出了位于前五位的中外高被引竞争情报文献相关题名、作者、刊源、发文时间及被引次数信息。对照表2和表1可以看出中外高被引文献的作者与多产作者没有相对应的，五篇高被引外文文献均为国外机构学者所写，五篇中最早的一篇是由Ghoshal，S和Kim，SK于1986年发表在权威期刊《Sloan管理评论》上的文章“建立有效的情报系统以获取竞争优势”，为后续竞争情报的研究打下了基础。中文最早的一篇则是缪其浩于1995年发表在《情报理论与实践》上的介绍国外竞争情报发展动向并分析其对我国的影响的一篇文章。所有的十篇中外文高被引文献的载文刊源都是中文核心期刊及外文权威或重要期刊。

5.2.3 基于现有综述性文献成果的竞争情报研究的热点领域、前沿趋势

CiteSpace可视化文献分析软件是用于分析学科领域研究热点及前沿趋势的一款非常好的软件。该款软件主要以出现频次较高的关键词来确定学科领域研究的热点领域，以膨胀词探测技术和算法探测出频次变化率高的主题词，并依据其变化趋势来确定前沿趋势。就知网数据统计从2010年到2013年已有10篇相关研究文献，在此对这些文献的研究成果进行归纳并据此给出竞争情报研究的热点高频关键词、前沿趋势高频突变词和主要的研究领域。

表2 中外高被引竞争情报文献信息表

竞争情报研究的热点高频关键词主要有：竞争情报、竞争优势、数据挖掘、人工智能、知识管理、竞争策略、营销情报、专利地图、神经网络、信息科技、公司绩效、云计算[14－15]等等。前沿趋势高频突变词主要有：竞争优势、商业价值、外部知识、商务智能、神经网络、知识管理[16]等，可以看出当前的一些研究热点与前沿趋势是相一致的。而当前竞争情报的主要研究领域有：企业竞争情报研究、国家竞争情报研究、反竞争情报研究、人际网络竞争情报、竞争情报与知识管理研究、竞争情报获取利用的工具与方法研究、产业竞争情报、竞争情报支持决策的途径研究、竞争情报教育研究等[17]。由此可见竞争情报的研究内容越来越广泛，采用的研究方法也更趋于技术化和网络化。

5.3 竞争情报可视化知识网络构建

利用所选的动态思维导图工具TheBrain，以前文述及的MBA智库百科竞争情报知识、搜集到的竞争情报网络信息资源以及竞争情报研究相关内容作为数据来源可以方便地设计并构建出具有无限可扩展知识关联并具动态视觉显示效果的竞争情报学科领域可视化知识网络。

（1）竞争情报可视化知识网络框架设计与构建

以“竞争情报知识网络”作为中心主题想法节点，将知识网络的三个维度——学科知识点和学科研究设为其下级节点，然后利用获取到的各类数据将每个下级节点依次扩展开来，由此构建的竞争情报可视化知识网络框架如图1所示。将其发布到云平台后，用户即可通过浏览器对其进行点选动态浏览，实现主题“丛”的平滑动态变换，比如从“竞争情报知识点丛”变换到“竞争情报研究丛”，或者以漫游方式对以匀速自动显现的知识网络的各个关联知识信息节点进行浏览，从而可按需定位节点。

图1 竞争情报可视化知识网络图

（2）二维知识网络关联关系构建

诚然，学科领域知识网络的两个维度并不是孤立的，它们之间还存在着一定的内在联系，如知识点维度中的“竞争情报系统”、“企业竞争情报和反竞争情报”、“战略管理与竞争情报”与研究维度中的“竞争情报的主要研究领域”；研究维度中的“热点与前沿”与知识点维度中的“竞争情报的现状和趋势”；知识点中的“竞争情报分析方法”与研究热点高频关键词“数据挖掘”、“专利地图”的关联等等，因此可利用TheBrain灵活建立链接的特性将两个维度之间的关联关系建立起来，从而形成一个网状的学科领域知识可视化展示空间。图2即为竞争情报知识点与竞争情报研究维度的相关关联图。

图2 知识点与研究维度关联图

6 结语

学科领域知识网络的可视化构建为学科领域知识资源的有效利用提供了重要途径。本文基于对国内外相关研究与实践的现状分析，从学科领域知识点和学科领域研究两个维度对学科领域知识网络的基本内容组成做了新的界定。在对TheBrain知识组织软件用于可视化知识网络构建进行优势分析的基础上，选取竞争情报学科领域，以MBA智库、中国知网CNKI和Web of Science所反映的竞争情报研究现况以及竞争情报综述性研究成果为来源数据，利用TheBrain知识组织工具对竞争情报可视化知识网络进行了框架设计和构建，并依照两个维度之间的内在关联进行了关联关系的搭建，形成了一个具有动态视觉显现效果的竞争情报学科领域知识网络，可为学科用户提供竞争情报知识资源的动态浏览和检索服务，同时也可为其它学科领域可视化知识网络的构建提供借鉴。

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