基于本体的军事术语知识图谱构建方法.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月指挥控制与仿真 文章编号:()基于本体的军事术语知识图谱构建方法黄伟春,肖 刚,杨 健,袁 皓(军事科学院,北京;西安电子科技大学,陕西 西安;电子科技大学,四川 成都)摘 要:提出一种基于本体的军事术语知识图谱构建方法,用于获取军事术语数据中的语义信息并构建军事术语知识图谱。该方法在军事术语数据分析的基础上构建军事术语本体,采用基于规则的方法和基于预训练模型的方法抽取军事术语关系,并使用图数据库存储军事术语知识,可以构建出高质量的军事术语知识图谱,支持语义搜索、智能问答等智能化应用。关键词:军事术语;本体;知识图谱中图分类号:文献标志码:,(,;,;,):,:;收稿日期
2、:修回日期:基金项目:复杂系统仿真总体国家重点实验室基金()作者简介:黄伟春(),男,硕士,研究方向为知识图谱。肖 刚(),男,博士,研究员。为严格规范军事用语,军事管理部门编写了军事术语。军事术语是军队在作战、训练以及其他工作中统一使用的规范化用语,是军事组织和军事人员交流军事思想、传递军事信息、统一军事认知的重要工具。军事术语作为军事领域内的专用术语,专门指称军事相关的概念,具有无歧义、解释性高的特点,在表述军事概念、统一军事认知、协调军事行动等方面起到了巨大的作用。但是,当前军事领域当中存在军事术语应用不规范的军事法规、军事公文。常见的问题有形近混用、义疏滥用等。例如“推进”和“前出”两
3、个军事术语均表示部队向前移动。前者表示对抗敌人前进,后者表示没有遇敌的情况前进。二者所传达的语义对于指挥人员战略部署以及军事行动方向具有重要作用,滥用这两个术语可能导致延误战机等严重后果。随着信息技术的不断发展,信息化作战逐渐成为作战的新形式,目前已有的军事知识图谱均采用网络百科等数据构成,这些数据中的军事术语的数量以及质量难以满足军事文本智能处理等任务的要求。因此,如何构建军事术语知识图谱、发掘军事术语潜在价值,从而规范军事用语、支撑军事术语智能化应用,已成为当前亟待解决的问题。近年来,知识图谱相关技术经历了快速发展,为军事术语的信息组织提供了解决方案。知识图谱于 年被 正式提出,其初衷是为
4、了提高搜索引擎的能力,增强用户的搜索质量以及搜索体验。与此同时,知识图谱也被引入各行各业并发挥了巨大作用。知识图谱可以解决军事领域中的知识表达、共享、分析和应用等问题,为推动军事领域智能化发展注入了强大的动力。雷瑛融合了多个数据源构建军事知识图谱,为军事领域人员快速获取军事相关知识提供帮助。葛斌提出军事知识图谱构建方法与计算框架,为军事信息组织与知识管理提供模板。丁君怡使用开源数据的武器装备数据构建知识图谱,为基于开源数据的知识图谱构建提供了指导。车金立等人提出了一种军事装备知识图谱的构建方法,有效利用网络中的军事装备数据构建军事装备知识图谱,解决了军事装备数据分布稀疏以及数据之间缺乏良好的关
5、联与组织的问题。赵瑜等人提出基于开源数据的军事领域知第 期指挥控制与仿真 识图谱构建方法,提出了包含开源数据知识库构建与检索展示的军事领域知识图谱框架,并设计了知识发现算法,为军事领域知识图谱的维护提供了自动化实现方案。上述知识图谱构建方法所采用的数据都来源于网络,数据的质量无法保证,难以满足军事术语知识图谱构建的质量要求。为此,本文提出一种基于本体的军事术语知识图谱构建方法,用于构建军事术语概念体系和高质量的军事术语知识图谱,进一步挖掘军事术语语义信息的潜在价值,为军事相关人员的作战提供参考信息。军事术语知识图谱构建流程军事术语知识图谱构建流程如图 所示。本文在分析军事术语数据的基础上,设计
6、军事术语本体。军事术语本体定义了军事术语类别和军事术语关系。构建军事术语知识图谱的主要内容为实体识别和关系抽取。军事术语数据为半结构化数据,因此,军事术语数据中能够直接提取出军事术语实体信息。军事术语关系信息采用基于规则的方法和基于预训练模型的方法联合抽取。以上两种关系抽取方法抽取的军事术语关系信息存储在 图数据库中并进行可视化,便于军事领域人员进一步分析利用。军事术语本体构建军事术语本体对军事术语数据进行顶层设计,规定了术语实体属性、关系等要素,保证了知识图谱构建过程中的规范性和准确性。智能问答系统将用户提出的问题解析为基于实体及其关系的多跳查询,从而返回最终的关联实体。军事术语本体通过规定
7、的实体属性和关系,可以为基于军事术语知识图谱的问答提供具有可解释性的推理,保证了多跳路径的可靠性,为用户提供一个高置信度的答案。军事术语数据结构分析本文构建军事术语知识图谱的数据来源主要是军事概念相关的书籍及内印的标准化数据。军事术语是由军事领域专家编写的规范化术语,具有文字直白精炼、内容科学准确、形式规范统一的特点。军事术语采用的叙述风格都严格按照军事术语编撰手册进行编撰,使用的叙述风格、词语和标点符号具有统一的标准。军事术语文本数据主要由军事术语概念的定义和附加说明组成,定义是对军事术语所表述的军事概念的本质特征或内涵和外延的确切而简要的说明,附加说明是对军事术语概念的补充解释,因此,可以
8、采用基于规则的方法抽取军事术语之间的关系。为了弥补基于规则的抽取方法需要大量人工构建规则的缺陷,图 军事术语知识图谱构建流程 本文进一步采用基于预训练模型的方法抽取军事术语之间的关系。基于规则的方法和基于预训练模型的方法相互补充,能够高效且准确地提取军事术语的关系。军事术语本体设计本体论源于一个哲学上的概念,是表达哲学理论的一个术语。本体是指对概念、数据和实体之间的类别、属性和关系的表示、命名和定义。等人将本体定义为本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。该定义覆盖了本体的四大特征:共享、明确、概念化和形式化,该定义被各个领域的专家学者高度认可。通常,本体可以采用一个五元组进行表示,即 (,
9、)。表示本体当中的概念,本体中的概念可以是广义上的概念,也可以是一般意义上的概念。本体中的概念通常构成一个分类层次,例如军事术语本体当中的军事思想概念、军事战略概念;表示本体中概念之间的一种关联关系,例如军事术语的同义词是军语;表示函数,它是本体中一种特殊的关系;表示公理,它用于表示本体中的永真式;表示某个概念的基本元素,即某概念类所指的具体实体,例如军事术语、陆军战略。本文通过归纳整合军事术语相关的本体概念对军事术语进行分类,并借鉴了军事百科全书对军事术语概念的分类。军事术语实体类分为军事思想、军事工作等 大类。军事术语类别的具体定义如下:)军事思想:主要指关于军事相关问题的理性总结,并对古
10、今中外军事经验的总结、提升,例如阿拉伯军事思想、毛泽东思想。)军事工作:主要指军队组织指挥、控制、协调、管理的工作,例如部队后勤工作、飞行训练。黄伟春,等:基于本体的军事术语知识图谱构建方法第 卷)国际军事:主要指国际安全体系、国际安全制度、国际安全观念等诸多范畴,例如国际安全机制、国际政治秩序。)政治工作:主要指中国共产党在中国人民解放军中的思想工作和组织工作,例如中国人民解放军政治工作学、八路军新四军政治工作。)军事历史:主要指对军事历史发展过程及其规律的理性认识,例如中国历代军史、中国近代战争史。)军事后勤:主要指保障军事斗争、军事建设以及其他军事相关活动的经费物资、医疗卫生、交通运输、
11、装备维修、基建营房等方面保障的专业性工作,例如战术后勤、战略储备。)战略:主要指筹划和指导战争及武装力量建设与运用全局的方略,例如兵略、遏制战略。)军事人物:主要指与军事领域相关的历史人物,例如周恩来、朱德。)作战:主要指武装力量攻击或抗击敌方的军事行动,例如岸对潜通信、冲击。)军事技术:主要是指运用于军事领域的技术、武器装备使用的技能及其相关理论的相关术语,例如军事信息技术、弹道修正技术、弹道学。)军事法:主要指由国家制定、认可并以国家强制力保证其实施的,用于调整涉及国家军事利益的社会关系的法律规范。例如八路军、新四军供给工作条例步战令。)军事环境:主要指与军事活动相关的环境,例如阿巴斯港、
12、北海道岛。)军事著作:主要指关于战争准备与实施、国防和军队建设等问题的理性认识的著作,例如安民实务从兵要地志看中苏战争。)军事装备:主要指用于武装力量建设、作战和其他军事行动的各种装备,例如“阿法兹”野战炮兵战术数据系统、爆破弹。)国防建设:主要指为提高国防能力而在国防领域进行的各项建设活动,例如边防部队、出境入境边防检查。)综合:主要指军事领域当中相关的综合名词及类别,例如军事术语、海军。军事术语类目分为虚拟类目和实体类目。虚拟类目为本文定义的 个类目,用于统一不同来源的数据的类目;实体类目由原始文本中的类目构成。军事术语分为军事术语实体节点和虚拟节点,军事术语实体节点是从原始文本中抽取的实
13、体节点。虚拟节点则是由规则构建的虚拟节点,虚拟节点分为同义节点和同名节点。同义节点为从军事术语数据中抽取的同义词节点。同名节点是由不同数据来源的军事术语具有相同名称所抽象的虚拟节点。概念彼此之间不同形式的相互联系构成了一个专业领域的概念体系。因此,军事术语的概念之间的关系是军事术语概念体系的核心。军事概念的关系主要包含上位军事概念、下位军事概念以及同位军事概念。上下位军事概念是指一个概念是另一个概念的整体或部分的概念,在本文中分为属种关系和整体部分关系。军事同位概念是指在同一个抽象维度上描述的军事概念,在军事术语本体中分为同义关系和反义关系。军事术语中的同名节点之间为同名关系。此外,军事术语依
14、据其所属类别定义术语的类目关系。依据军事术语本体定义,使用 构建的军事术语本体结构示意图如图 所示。图 军事术语本体结构示意图 第 期指挥控制与仿真 军事术语知识图谱构建传统的军事术语搜索引擎仅仅通过计算文本相似度获取与搜索内容相关的结果,无法基于搜索内容的语义获取答案,影响了作战人员的搜索效率。为了解决该问题,军事术语知识图谱从原始数据中挖掘高质量的实体和关系信息,构建军事术语之间的语义关联。基于该知识图谱可以将搜索内容解析为实体和关系要素,从而返回图谱中与这些要素所关联的实体,为用户提供更加完整、准确的搜索结果。军事术语实体构建实体构建的核心是命名实体识别,是指从文本数据集中识别出命名实体
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