可视化技术在旅游知识图谱中的应用

原越 寇哲 安超凡 范家豪

摘要：知识图谱的提出将互联网搜索形式从传统的文本搜索转化为以实体、属性、属性值和关系为主体的图搜索，相较于直接返回大量文本文字解释的搜索结果，可视化在知识图谱应用在旅游领域，可以更加清晰明了且直观地反映出旅游领域里不同景点之间、景点与其周边设施之间的关系。主要针对可视化技术在旅游知识图谱中的应用，构建了旅游应用系统。

关键词： 可视化;知识图谱;旅游;前端;知识导航

中图分类号：TP311.5      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）16-0063-02

1 概述

随着大数据时代的到来，富文本形式的搜索结果提供的信息越来越多，也越来越复杂，海量的数据中不易看出其中的关系和隐藏在背后的信息，因此人们往往更能关注到图形中的因素。知识图谱的可视化一方面可以展示知识图谱的知识点和关系，便于全面理解数据的关联和影响;另一方面图谱问答、搜索、推理等知识应用可以高效应对前台服务渠道和场景，如：搜索与推荐、智能问答和分析与决策。图谱可视化可以快速、高效应对前台服务渠道和场景，提供灵活、精准的知识调用需求，同时也打破传统的知识形态，提升了知识的丰富度。

刘宸玎基于知识图谱的可视化分析研究了中医文化的传播和发展路径以及过程演变[1]，聂子川、赵立华等人利用科学知识图谱结合可视化分析研究了国内外的近零能耗建筑领域的差距[2]，刘永林、邬清桦等人就法律行业的《行政处罚法》的修改方向及其争议等问题进行了知识图谱的可视化分析[3]。

本文研究的知识图谱则是把一组数据转换成三元组的形式，例如（实体，关系，实体），用节点和关系所组成的图谱，以图的形式展现出来[4]。比如青桔，人们知道它的属性是水果，它又是共享单车的名字，人们既可以联想到其他与它同季节的水果，又可以联想其他的共享单车。知识图谱的可视化技术可以将复杂的关系清楚的展示出来是其他的可视化技术所达不到的。

网站上有大量的景点信息，可以通过散点图观察各个景点的分布，可以同一个城市的景点放在同一列上面，但是这样的图形也很难展现清晰的关系，并且景点的其他属性的联系情况，例如相同的等级的景点，也不容易展现出来，因此旅游知识图谱很有研究的意义。

2 基于知识图谱的信息导航

知识图谱的信息导航技术可以改进传统的可视化方法，进行点击跳转的知识导航在抽取自身数据库中的实例进行重组以便形成扩展化的、可延伸的结构化图谱，本文研究的知识图谱的模式层的本体和知识实例的关系网就对应着传统知识导航中的知识地图。当用户获取某些节点的信息后，往往会对与之相关联的节点感兴趣，获取这些节点的过程即为关联查询的过程[5]。从系统应用的层面上讲，关于可视化层的界面使用roc-charts技术实现，其负责创建可视化的图谱结构知识导航页面，系统运行效果如下。

当用户点击某个景点节点时，与其处于相同等级或者相同地理位置的景点就会被列举出来，这时用户可以从中选择自己感兴趣的景点;若要获得某一景点的周边服务，例如酒店、餐饮时，只需要点击该景点，就会实现跳转，获得更加详细的信息。

直观的可视化展现形式，极大地便利了用户的需求，降低了时间成本，提高了查找效率，使得本文研究更有意义。

3 旅游知识图谱系统设计

3.1 系统功能设计

根据旅游网站的需求，我们重点设计景点、餐饮、餐馆的页面，以及知识图谱导航过程。

3.2 系统框架设计

系统框架分为三层，分别是表示层、业务层和访问层。

1）表示层：该层起到的是接口的作用。应用Vue框架，用axios技术将接收到的信息传给后台，再使用roc-charts技术对知识图谱进行可视化展示。

2）業务层：也是持久层，该层是数据处理层。对接受过来的请求进行处理，将结果返回给表示层。

3）访问层：该层主要负责读取数据和传递数据，与业务层进行交互，对图数据库中的数据进行的增、删、修、查操作，用noe4j数据库进行各景点和关系的存储访问。

4 系统可视化的关键技术

4.1 信息的展示与可视化

知识图谱结合了图挖掘和图算法等，以其节点、关系互相关联的特性向用户展示了一个传统可视化网络无法表达的结构化图谱，让搜索变得更精确，提升了工作效率。在得到所需要数据后，从中抽取实体关系，将其存入数据库后使用roc-charts技术展现节点之间的关系，从而实现知识图谱的绘制。用户可以在搜索栏输入自己感兴趣的景点，点击查询后会出现与该景点处在同一地区或者属于相同等级的其他景点，同时对这些景点还附有详细的说明介绍，帮助用户全方位多角度地了解信息，以便用户选择。

页面分为四大块，分别为左侧、上面、中间、下面。旅游景点网站主要展示这个景点的信息，将信息分成四大部分，分别为基本信息、简介、小贴士、知识图谱的可视化之前的关系展示。从知识图谱的中可以清晰地看到景点的信息、本景点相同地点的景点、本景点相同等级的景点。如图2所示。

实现的技术的关键代码：

主要技术包括：

1）Vue.js技术

在HTML中DOM类比视图，网页间通过DOM的组合与镶嵌形成了最基本的视图结构，再通过css进行修饰、美观，最后涉及交互部分需要用到JavaScript来接受用户的交互请求，通过响应机制进行交互操作。在传统的网页中，庞大的结构系统将数据和视图都混杂在HTML中，就像传统的开发一样，所以处理它们非常费力，并且如果结构之间的关系存在许多藕断丝连的状态将会导致代码上出现更大的问题。Vue.js一个开源的前端开发库，不仅有声明式、响应式的数据绑定和组件的开发能够把HTML中的DOM与其他的部分独立划分进行处理，还可以运用Virtual DOM预先通过JavaScript进行各种计算[6]，计算并优化最终的随机操作，方便前端应用程序开发，有着简单、灵活、高效的特点。

2）roc-Echarts技术

roc-Echarts技术基于 zrender 开发，用于展示节点之间的关系。关系的呈现（图谱布局）主要还是由使用者决定，可以很简单地将自己的布局算法加入到此框架中，而框架更多的作用是实现图谱操作功能，此框架内置了一些常用功能，也提供了插件机制可供开发更多功能。

4.2  知识图谱的导航

本文还设计了知识导航技术，对于部分考虑时间较长、希望了解景点周围设施配备的用户来说，具有较强的实用性。当用户点击任意一个景点时，通过后台技术框架的结合，当前页面会跳转至一个新的知识图谱页面，新页面会提供该景点周边的一些场所信息，例如用户最为关注的酒店和餐饮信息。通过页面提供的酒店与餐饮信息的详情简介，用户可以斟酌自己的选择，确定交通便利、性价比高、观景适宜的酒店，也可以选择拥有当地特色美食的餐饮，让用户的旅游体验感更上一层楼。

5 结论

本文将旅游相关信息的知识图谱进行可视化的展示并实现知识导航的技术，最后设计并实现了基于知识图谱的全国性旅游景点信息可视化系统。相比较于传统的可视化技术，知识图谱能够直观看到事物之间的关系，通过对旅游景点的可视化展示，有效解决了信息的离散分布，为用户提供有效、便捷的信息。

参考文献：

[1] 刘宸玎. 中医文化传播发展路径探析与过程流变——基于Citespace的可视化图谱分析[C]//北京大学新闻与传播学院.北京论坛·健康传播分论坛丨医疗、人文、媒介——“健康中国”与健康传播2020国际学术研讨会论文集.北京大学新闻与传播学院：北京大学新闻与传播学院，2020：15.

[2] 聂子川，赵立华.基于科学知识图谱的近零能耗建筑研究网络可视化分析[C]//中国城市科学研究会、苏州市人民政府、中美绿色基金、中国城市科学研究会綠色建筑与节能专业委员会、中国城市科学研究会生态城市研究专业委员会.2020国际绿色建筑与建筑节能大会论文集.中国城市科学研究会、苏州市人民政府、中美绿色基金、中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会、中国城市科学研究会生态城市研究专业委员会：北京邦蒂会务有限公司，2020：6.

[3] 刘永林，邬清桦.论《行政处罚法》的修改方向及其争议——基于CiteSpcae知识图谱可视化分析[C]//上海市法学会.《上海法学研究》集刊，2020，12（36）——社会治理法治化研究文集.上海市法学会，2020：9.

[4] 刘朔言，吴涵，杨一夫，等.基于Vue构建现代化博物馆可视化应用[J].电脑知识与技术，2021，17（14）：188-190.

[5] 王钰杰.基于贝叶斯网的知识图谱关联查询处理[D].昆明：云南大学，2017.

[6] 刘启伟.基于Vue.js框架的Web前端开发工具的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2021.

【通联编辑：光文玲】