基于深度学习的电磁知识图谱构建与应用

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近年来,随着科学技术的不断发展,电磁领域的相关技术也得到了极大地提升。无论是在民用的导航,还是军事方向的电磁对抗技术,都每时每刻的影响着我们的生活。但是目前关于电磁领域知识的获取,往往是通过互联网相关网页的查询或者人工查阅相关书籍得到的。通过这些方法获得的知识过于零散,知识与知识之间难于形成关联。对于研究人员快速掌握电磁知识、理清电磁知识体系结构造成一定的困难。本文以电磁领域信息为基础,构建电磁领域知识图谱系统,从而解决电磁领域知识获取困难,打破该领域知识与知识难以形成关联的问题。最终形成由点到面的电磁知识体系,为用户提供更加丰富的电磁知识内容。本文首先通过数据采集技术获取电磁领域数据,并从采集的数据中抽取知识。然后基于抽取的知识构建电磁知识图谱系统并将其运用到实际当中,主要工作如下:(1)电磁领域数据搜集与整理。由于目前缺乏电磁领域相关的数据集供其他学者研究和分析。本文运用采集技术,对互联网中的电磁知识进行大范围采集,之后通过相关处理形成了包含百科电磁知识库,论文和专利的电磁领域数据集。(2)基于改进的双向LSTM-CRF实体抽取算法。针对电磁实体抽取任务,本文首先考虑到了输入文本的语义对于电磁实体识别的影响,所以输入采用了BERT预训练模型用于语义学习;同时考虑到模型深度对于特征学习的影响采用了深层的双向LSTM模型;综合上述思想形成了BERT-双向LSTM(深层)-CRF电磁实体识别模型,并在真实的数据集上进行了验证。(3)基于语义嵌入的关系抽取算法。考虑到电磁领域知识的特殊性,比如电磁文本中实体之间难以形成关系,甚至大部分语料中,一句话中甚至只存在一个电磁实体,由此造成了关系提取困难的问题。所以本文采用基于语义嵌入的方法,其原理在于通过语义嵌入后,相似的实体在向量空间中往往映射到临近的位置,之后通过判断位置是否临近来确定其是否存在关系。(4)基于电磁领域知识图谱系统的应用。该图谱系统主要包括以下几个应用比如:知识查询、知识推荐、知识导航(分块展示)、以及该系统的扩展应用电磁领域文章辅助阅读。基于上述内容,构建了电磁知识图谱系统。根据软件工程的思想,进行了需求分析,总体设计,并在真实的数据中进行了系统实现和测试分析。
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