收稿日期：2023-12-28

作者簡介：周麗霞，黑龍江大學(xué)信息管理學(xué)院教授，博士

基金項目：黑龍江大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項目“面向智慧教育的知識產(chǎn)權(quán)管理課程資源建設(shè)研究”（2022C60）

摘" " 要：為使知識產(chǎn)權(quán)課程順應(yīng)創(chuàng)新驅(qū)動環(huán)境下數(shù)字人文技術(shù)的發(fā)展，文章分析了知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域內(nèi)課程資源間的關(guān)系，并將本體模型、Neo4j圖數(shù)據(jù)庫技術(shù)與知識產(chǎn)權(quán)課程資源相融合，建立起知識產(chǎn)權(quán)課程資源知識圖譜的設(shè)計流程和構(gòu)建方案。實證表明，知識圖譜和本體模型構(gòu)建既有利于分析課程資源之間的關(guān)系，也有利于建立授課教師及教育機(jī)構(gòu)間的關(guān)聯(lián)。

關(guān)鍵詞：知識產(chǎn)權(quán)課程；知識圖譜；本體；Neo4j

中圖分類號：G642" " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " 文章編號：1002-4107（2024）09-0071-04

《“十四五”國家知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和運(yùn)用規(guī)劃》中明確指出，知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域主要目標(biāo)的實現(xiàn)需要知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域治理水平、治理能力的提高，需要知識產(chǎn)權(quán)事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展來有效支撐創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。同時，加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)人才隊伍與文化建設(shè)也是重中之重。本文為解決知識產(chǎn)權(quán)課程資源缺乏統(tǒng)一的可視化共享利用框架的問題，借助本體模型對現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)課程資源進(jìn)行內(nèi)容上的顆粒化結(jié)構(gòu)以及形式上的可視化呈現(xiàn)，不僅能為

今后開展的知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)課程提供借鑒，也符合國家對知識產(chǎn)權(quán)的重視和數(shù)字人文高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展的需要。

一、知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的組織體系與服務(wù)模式

知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜是基于Neo4j圖形數(shù)據(jù)庫以MOOC平臺上現(xiàn)有的知識產(chǎn)權(quán)課程為數(shù)據(jù)來源所構(gòu)建的數(shù)字資源知識圖譜。知識圖譜可以更直觀地幫助使用者搭建科學(xué)的知識體系，在計算機(jī)科學(xué)、圖書情報學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。Neo4j是眾多圖形數(shù)據(jù)庫中較為穩(wěn)定且性能較高的一款，輸入與輸出數(shù)據(jù)更加便捷流暢?；贜eo4j構(gòu)建知識圖譜可以更好地發(fā)揮Neo4j高性能、高嵌入式的優(yōu)勢，一方面，Neo4j在搭建完成后可以直接存儲圖源數(shù)據(jù)，方便知識圖譜的保存；另一方面，通過Neo4j構(gòu)建出的知識圖譜更加直觀、簡單易懂，有助于用戶對知識圖譜的理解和使用。知識圖譜的搭建以信息構(gòu)建為核心要素，信息構(gòu)建通常被定義為應(yīng)當(dāng)怎樣對所獲取的信息進(jìn)行組織以實現(xiàn)信息資源與信息需求更合理地建立聯(lián)系。信息構(gòu)建的思維方式更多地想要呈現(xiàn)人與信息資源之間的內(nèi)在聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)信息生態(tài)系統(tǒng)具有三大要素：環(huán)境、用戶和內(nèi)容[1]。在知識產(chǎn)權(quán)圖譜中，環(huán)境是為用戶提供線上包含知識產(chǎn)權(quán)課程資源的所有平臺；用戶是指信息用戶，即需要通過知識產(chǎn)權(quán)圖譜來查找并獲取相應(yīng)知識產(chǎn)權(quán)課程資源及學(xué)習(xí)內(nèi)容的需求者和使用者；內(nèi)容為線上開放獲取的知識產(chǎn)權(quán)課程資源及其附帶內(nèi)容資源。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的三大要素，可以將知識產(chǎn)權(quán)圖譜架構(gòu)分成組織系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)三個板塊。在定義完知識產(chǎn)權(quán)圖譜的網(wǎng)絡(luò)信息生態(tài)系統(tǒng)要素后，知識產(chǎn)權(quán)的組織體系與服務(wù)模式內(nèi)容如下。

（一）組織系統(tǒng)：類別

知識產(chǎn)權(quán)課程資源的組織系統(tǒng)主要包括收集與分類兩方面。由于環(huán)境要素的界定，收集方面沒有過多的限制和要求。根據(jù)課程形式，知識產(chǎn)權(quán)課程資源主要分為線上課程和線下課程兩類，因為線下課程數(shù)量繁多，收集難度大，且大多不對外開放，本文只選擇線上公開獲取的知識產(chǎn)權(quán)課程資源作為研究對象。根據(jù)學(xué)科專業(yè)，知識產(chǎn)權(quán)研究涉及多學(xué)科及不同研究領(lǐng)域，主要將知識產(chǎn)權(quán)課程資源分為法學(xué)、工商管理及信息管理三大類，不同類別的課程資源僅在課程名稱上有所區(qū)別。

（二）導(dǎo)航系統(tǒng)：檢索

知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜具有精準(zhǔn)定位的功能，使用者使用知識圖譜時，可以根據(jù)關(guān)鍵詞查詢想要了解的知識產(chǎn)權(quán)課程信息，而且檢索結(jié)果會通過可視化呈現(xiàn)更直觀地展示出來。在確定好具體的知識產(chǎn)權(quán)課程資源后，可根據(jù)知識圖譜所提供的信息情況進(jìn)一步檢索，以有效降低檢索的時間成本，提高檢索結(jié)果的精確度。

（三）服務(wù)模式：可視化

知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的可視化服務(wù)模式主要包括協(xié)助查找、數(shù)據(jù)整理、快捷篩選三個方面。構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)圖譜的目的就是能夠使用戶在查詢知識產(chǎn)權(quán)課程資源的過程中獲得更好的體驗感，而且使用者使用知識圖譜篩選展示過的知識產(chǎn)權(quán)課程資源可節(jié)省自行整理的時間。知識圖譜的服務(wù)與檢索平臺相比，在可視化上更進(jìn)一步，檢索結(jié)果展示更直觀立體。

二、知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的流程設(shè)計與搭建

Neo4j需要通過本體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建知識圖譜，本體在哲學(xué)范疇中，表示存在的本質(zhì)及其規(guī)律，在圖書情報領(lǐng)域，本體被廣泛應(yīng)用于以語義為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)集成和串聯(lián)操作。第一，確認(rèn)本體，知識產(chǎn)權(quán)課程本體是對知識產(chǎn)權(quán)課程知識中不同知識單元給出的明確定義。第二，對知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜進(jìn)行流程設(shè)計，確定整體架構(gòu)和構(gòu)建流程。第三，以知識產(chǎn)權(quán)課程本體模型為地基，搭建出知識產(chǎn)權(quán)課程知識圖譜。

（一）知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的流程設(shè)計

1.整體架構(gòu)

因為知識產(chǎn)權(quán)課程涉及的領(lǐng)域、概念和范圍都是相對嚴(yán)謹(jǐn)固定的，本文采用領(lǐng)域知識圖譜經(jīng)常采用的自上而下式方法，對小范圍內(nèi)的精確度有要求。

知識圖譜的構(gòu)建緊緊圍繞邏輯規(guī)則，根據(jù)分層理論，將知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的邏輯結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、模式層和應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層是指模型所用數(shù)據(jù)的來源，本文選取的數(shù)據(jù)主要是中國大學(xué)MOOC學(xué)習(xí)平臺上有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)的課程資源。模式層是指知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜中的實體、關(guān)系、屬性，其構(gòu)建遵循七步法的構(gòu)建邏輯，裁定實體的范圍，梳理實體關(guān)系，在二者基礎(chǔ)上構(gòu)建知識圖譜實例模型。在中國大學(xué)MOOC中共檢索到知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)課程212節(jié)，其中有16節(jié)課程以知識產(chǎn)權(quán)為主要授課內(nèi)容，其余課程僅略有涉及知識產(chǎn)權(quán)內(nèi)容，本文以此16節(jié)課程作為源數(shù)據(jù)構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜。應(yīng)用層以服務(wù)對知識產(chǎn)權(quán)課程有需求的群體為中心，可視化后的知識圖譜可以深化多源數(shù)據(jù)之間的語義鏈接，打破單一載體對資源內(nèi)容的束縛，將不同高校、不同教師的知識產(chǎn)權(quán)課程資源數(shù)據(jù)進(jìn)行串聯(lián)，形成知識產(chǎn)權(quán)課程語義網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)課程間的內(nèi)容互補(bǔ)，使需要知識產(chǎn)權(quán)課程的教師和學(xué)生不再需要瀏覽大量搜索結(jié)果便可獲取想要獲得的內(nèi)容。

2.構(gòu)建流程

樣本內(nèi)容經(jīng)過篩選抽取后可以分為實體、關(guān)系和屬性三種元素，在本體規(guī)則的串聯(lián)下，三種元素可以自行組成RDF三元組。根據(jù)本體理論的要求，RDF假定任何復(fù)雜的語義都可以通過無數(shù)形似的三種元素組合，即三元組來表達(dá)，從而實現(xiàn)對更加復(fù)雜語義的表示。RDF的具體表現(xiàn)形式為〈實體，屬性，屬性值〉或者〈實體，關(guān)系，實體〉。例如，〈中南大學(xué)，教師，何煉紅〉。知識圖譜就是通過大量此類的RDF三元組聚類來具像化表示整個本體的知識，本體模型作為知識圖譜構(gòu)建的基礎(chǔ)理論與邏輯支撐，發(fā)揮著點明主題和牽引規(guī)則的作用。本文按照數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)映射、數(shù)據(jù)融合等邏輯流程構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜。首先，按照七步法構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的模式層；其次，以模式層為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)映射、數(shù)據(jù)融合等流程完成數(shù)據(jù)層的組織系統(tǒng)搭建；最后，將知識產(chǎn)權(quán)課程實例數(shù)據(jù)的本體模型投放在Neo4j圖數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)知識的存儲與知識圖譜可視化呈現(xiàn)。

（二）知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜可視化搭建

1.本體模型的構(gòu)建

本體模型的構(gòu)建實際上就是模式層的搭建，可分為明確領(lǐng)域和構(gòu)建范圍、領(lǐng)域信息采集和分析、列舉本體重要元素、定義本體分類體系、定義本體屬性及關(guān)系、定義實體類之間的關(guān)系、評估檢查和建立知識產(chǎn)權(quán)課程本體模型。

（1）明確領(lǐng)域和構(gòu)建范圍。本文以在中國大學(xué)

MOOC學(xué)習(xí)平臺上篩選出的16節(jié)知識產(chǎn)權(quán)課程為樣本，本體范圍是16節(jié)課程里的全部知識元素。（2）領(lǐng)域信息采集和分析。對16節(jié)課程所涉及的開課機(jī)構(gòu)、授課教師、授課內(nèi)容等相關(guān)信息進(jìn)行人工篩選采集并整理。（3）列舉本體重要元素。本體模型的重要元素分為三類：實體、關(guān)系、屬性。其中屬性是數(shù)據(jù)屬性，關(guān)系為對象屬性，本文根據(jù)課程資源所提供的信息暫定知識產(chǎn)權(quán)課程本體為單獨(dú)1類，授課教師、授課機(jī)構(gòu)、學(xué)校3個對象屬性，課程簡介、課程大綱、參考文獻(xiàn)、課程描述、課程目標(biāo)5個數(shù)據(jù)屬性。（4）定義本體分類體系。知識圖譜以知識產(chǎn)權(quán)課程為主題，運(yùn)行Protégé工具，本體在“owl：Thing”默認(rèn)類下只設(shè)“課程名稱”1個一級類，其中包括16個二級類。由于部分不同課程的名稱為相似的字符，在識別上可能出現(xiàn)錯亂的情況，故在重復(fù)的課程名稱后加入阿拉伯?dāng)?shù)字以便區(qū)分。（5）定義本體屬性及關(guān)系。列舉出16個二級本體，根據(jù)本體理論的運(yùn)行邏輯，需要建立對象屬性以及數(shù)據(jù)屬性，并選擇合理的實例數(shù)據(jù)準(zhǔn)確嵌入到本體模型中，形成標(biāo)準(zhǔn)RDF三元組，通過聚類構(gòu)建完整的知識圖譜。經(jīng)過整理，共有3個對象屬性，分別為學(xué)校、授課教師、授課機(jī)構(gòu)。其中學(xué)校指授課教師所在學(xué)校，授課機(jī)構(gòu)指開展知識產(chǎn)權(quán)課程的學(xué)校。數(shù)據(jù)屬性共5個，分別是課程簡介、課程大綱、參考文獻(xiàn)、課程描述、課程目標(biāo)。（6）定義實體類之間的關(guān)系。在建立本體屬性關(guān)系的基礎(chǔ)上，還需要確定每個單獨(dú)個體與實體類、實體類與其他實體類之間是否存在連接關(guān)系，完成屬性與關(guān)系的定義之后，將元素組帶入到本體模型中。（7）評估檢查。通過人工評估檢查知識圖譜框架及內(nèi)容是否構(gòu)建完畢。如果在構(gòu)建過程中出現(xiàn)遺漏或錯誤、迭代上方的操作，在確保數(shù)據(jù)評估檢查沒有問題后，將知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜數(shù)據(jù)存儲為owl文件格式。（8）建立知識產(chǎn)權(quán)課程本體模型。經(jīng)過人工評估檢查后，確定知識圖譜數(shù)據(jù)模式層完整，運(yùn)行protégé建立知識產(chǎn)權(quán)課程本體模型。完成效果如圖1所示。

2.知識圖譜的實現(xiàn)

知識產(chǎn)權(quán)課程本體模型中共有67個節(jié)點，分別由課程名稱個體、授課機(jī)構(gòu)個體、授課教師個體組成，三者之間建立起知識產(chǎn)權(quán)課程本體類與屬性間的映射關(guān)系，整個可視化本體模型主要由4種RDF三元組結(jié)構(gòu)構(gòu)成。一是表明“課程名稱”所對應(yīng)的課程，共有16個節(jié)點及相應(yīng)路徑；二是表明課程和教師之間關(guān)系的〈課程名稱，授課教師，教師名稱〉，如〈知識產(chǎn)權(quán)信息檢索與應(yīng)用，授課教師，肖冬梅〉和〈知識產(chǎn)權(quán)管理，授課教師，馮薇〉等；三是表明課程和學(xué)校之間關(guān)系的〈課程名稱，授課機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)名稱〉，如〈知識產(chǎn)權(quán)信息檢索與利用，授課機(jī)構(gòu)，湘潭大學(xué)〉和〈知識產(chǎn)權(quán)管理，授課機(jī)構(gòu)，電子科技大學(xué)〉等；四是表明教師和學(xué)校之間關(guān)系的〈教師名稱，學(xué)校，學(xué)校名稱〉，如〈肖冬梅，學(xué)校，湘潭大學(xué)〉。

在課程名稱的具體節(jié)點下，與其相對應(yīng)的對象屬性與數(shù)據(jù)屬性都可以通過點擊節(jié)點來顯示，包括授課教師、授課機(jī)構(gòu)2種對象屬性；參考文獻(xiàn)、課程大綱、課程簡介、課程描述、課程目標(biāo)5種數(shù)據(jù)屬性。其中，數(shù)據(jù)屬性不顯示于本體模型中，需要人工選擇查看方可顯示，展示效果如圖2所示。

在建立了完整的本體模型后，需要先將保存的owl格式文件轉(zhuǎn)換為turtle格式文件，再導(dǎo)入到Neo4j圖數(shù)據(jù)庫中以實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的建立。Neo4j圖數(shù)據(jù)庫主要包含節(jié)點（node）、屬性（property）、關(guān)系（relationship）、路徑（path）和標(biāo)簽（label）5種元素，其中節(jié)點和關(guān)系都可以建立多種屬性元素，建立好的元素組全部為獨(dú)立存儲模式[2]。本文的知識產(chǎn)權(quán)課程RDF數(shù)據(jù)與Neo4j圖數(shù)據(jù)庫中的元素主要還是從節(jié)點、屬性及關(guān)系三方面對應(yīng)，Neo4j的節(jié)點與本體模型的類名和個體一一對應(yīng)，其他類型的節(jié)點中，對象屬性的關(guān)系與本體相互對應(yīng)；數(shù)據(jù)屬性仍然遵循隱藏本體模型的邏輯，可手動顯示。

在確認(rèn)RDF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成功后，運(yùn)行Neo4j" Desktop，創(chuàng)建一個新的圖數(shù)據(jù)庫，將文件格式轉(zhuǎn)換插件Neosemantics移動到Neo4j的根目錄下，重新運(yùn)行后，實現(xiàn)初始化步驟，將知識產(chǎn)權(quán)課程本體模型turtle格式文件導(dǎo)入Neo4j，導(dǎo)入本體數(shù)據(jù)后，對每個屬性及關(guān)系進(jìn)行細(xì)致化調(diào)節(jié)，隱藏獨(dú)立出現(xiàn)的數(shù)據(jù)屬性，對可視化知識圖譜的路徑屬性進(jìn)行調(diào)整，就完成了知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的構(gòu)建（如圖3所示）。

Neo4j圖數(shù)據(jù)庫一方面可以根據(jù)各實體節(jié)點進(jìn)行單路徑關(guān)系計算，如若明確節(jié)點之間的屬性與關(guān)系，可根據(jù)節(jié)點間的相互關(guān)系對使用者所需要的內(nèi)容進(jìn)行查詢，在尚未明確節(jié)點之間關(guān)系的情況下，也可以通過查詢路徑的方式對不同節(jié)點之間的關(guān)系和屬性進(jìn)行挖掘，路徑設(shè)計的復(fù)雜程度會直接影響所得結(jié)果的精確程度；另一方面可以根據(jù)本體邏輯關(guān)系實現(xiàn)潛在數(shù)據(jù)關(guān)系的發(fā)現(xiàn)與挖掘，完成對節(jié)點關(guān)系的推理，比如由不同授課教師和不同授課機(jī)構(gòu)所教授的知識產(chǎn)權(quán)法學(xué)，其具體內(nèi)容并沒有在知識圖譜上生成顯而易見的節(jié)點，但是可以通過對“知識產(chǎn)權(quán)法學(xué)”節(jié)點的進(jìn)一步挖掘，展開其隱藏數(shù)據(jù)屬性中“課程大綱”一類，查看不同課程之間有哪些內(nèi)容上的聯(lián)系（如圖4所示）。

通過查詢結(jié)果可以推理出知識圖譜尚未呈現(xiàn)的隱性知識，從而讓使用者對知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域內(nèi)的知識內(nèi)容進(jìn)行充分的使用和學(xué)習(xí)。

3.結(jié)果展示

在完成對知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜的搭建后，可以使用Cypher語言進(jìn)行推理及查詢。運(yùn)用Cypher語言可以對圖數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修訂和增減，更加便捷地實現(xiàn)對知識產(chǎn)權(quán)課程資源的教師、學(xué)校、內(nèi)容、大綱、參考資料等個體實體及其相關(guān)屬性關(guān)系的導(dǎo)航和檢索功能[3]。生成的知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜根據(jù)節(jié)點顏色區(qū)分不同的個體實體類型。對不同節(jié)點和路徑的選擇可以使圖譜呈現(xiàn)使用者想要展示的部分內(nèi)容[4]，如僅展示知識產(chǎn)權(quán)課程名稱節(jié)點以及課程名稱節(jié)點的數(shù)據(jù)屬性，或僅展示不同知識產(chǎn)權(quán)課程的授課機(jī)構(gòu)都有哪些，或展示不同授課機(jī)構(gòu)的授課教師都有誰，以及根據(jù)授課教師選擇相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)課程等。

通過簡單的查詢和點擊，知識產(chǎn)權(quán)課程及其屬性和關(guān)系便可一目了然（如圖5所示）。用戶在使用中可以僅通過知識圖譜來獲取相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)課程的信息，以便根據(jù)自己的真實需求選擇適合的課程，提高學(xué)習(xí)的效率。

三、結(jié)語

本文通過對知識產(chǎn)權(quán)課程資源進(jìn)行采集與分析，對采集到的數(shù)據(jù)中的授課機(jī)構(gòu)、授課教師、課程簡介、課程大綱、參考文獻(xiàn)、課程描述、課程目標(biāo)等實體屬性逐一進(jìn)行提取，在本體模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，通過Neo4j圖數(shù)據(jù)庫完成對知識產(chǎn)權(quán)課程的可視化展示，實現(xiàn)對知識產(chǎn)權(quán)課程資源知識圖譜的搭建。本文的不足之處在于，知識圖譜在通過Cypher語句查詢后，幾乎所有節(jié)點可得到的距離路徑都為1，這意味著節(jié)點之間的屬性與關(guān)系相對簡單，不需要復(fù)雜的推理過程便可得到相應(yīng)的結(jié)果，內(nèi)容深度不夠，后續(xù)在圖譜的構(gòu)成中會加入更多關(guān)系路徑，如知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域授課教師與教師之間的屬性與關(guān)系、專利權(quán)、著作權(quán)、商標(biāo)權(quán)等不同知識產(chǎn)權(quán)所涉及的主要內(nèi)容，以及使用者可能需要的課程習(xí)題和參考資料的獲取方式等，以便使知識產(chǎn)權(quán)課程圖譜為使用者提供更多的課程資源服務(wù)。

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