地理信息科學(xué)前景精選(九篇)
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第1篇：地理信息科學(xué)前景范文
關(guān)鍵詞地理信息系統(tǒng)；環(huán)境科學(xué)；應(yīng)用
在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的強(qiáng)大推動下，地理信息系統(tǒng)發(fā)揮著不可比擬的作用和優(yōu)勢，其應(yīng)用價值極其顯著，尤其對環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了很大的影響，借助地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，對于環(huán)境科學(xué)發(fā)展也具有顯著的促進(jìn)作用，其發(fā)展前景十分廣闊。現(xiàn)階段，人們對環(huán)境的重視程度越來越高，在環(huán)境科學(xué)不斷發(fā)展過程中，投入了較多新型技術(shù)，其中，地理信息系統(tǒng)不容忽視，已經(jīng)得到了社會上的高度認(rèn)可和關(guān)注。
1GIS的相關(guān)概述分析
1.1概念
對于地理信息系統(tǒng)來說，作為計算機(jī)系統(tǒng)之一，可以促進(jìn)空間數(shù)據(jù)的采集、儲存以及查詢檢索等順利進(jìn)行，有助于對海量地理數(shù)據(jù)予以分析和處理，已經(jīng)成為一大通用技術(shù)。地理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵就在于地理空間數(shù)據(jù)庫，基于計算機(jī)軟硬件環(huán)境，采集和儲存整個空間相關(guān)數(shù)據(jù)，所以已經(jīng)成為不可或缺的技術(shù)系統(tǒng)。
1.2功能
對其功能進(jìn)行分析，主要是指在地理數(shù)據(jù)處理工程中，GIS的作用顯著
數(shù)據(jù)的采集和輸入，也就是在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，實現(xiàn)系統(tǒng)外部原始數(shù)據(jù)向系統(tǒng)內(nèi)部的順利傳輸，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式實現(xiàn)向內(nèi)部格式的順利轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)處理提供便利性。第二，數(shù)據(jù)編輯，首先，對于圖形編輯來說，主要涵蓋、圖形編輯、圖形修飾等功能，其次，對于屬性編輯來說，主要是指與數(shù)據(jù)庫管理相整合，其功能主要體現(xiàn)在修改和刪除等。第三，數(shù)據(jù)存儲和管理，對于數(shù)據(jù)存儲來說，要求在計算機(jī)內(nèi)部或外部存儲介質(zhì)上，記錄好數(shù)據(jù)，其存儲方式與數(shù)據(jù)文件的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系是緊密聯(lián)系、密不可分的，關(guān)鍵要加強(qiáng)記錄的邏輯順序的構(gòu)建，屬性數(shù)據(jù)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理中得到了廣泛應(yīng)用。第四，空間查詢和分析，其中，對于數(shù)據(jù)查詢和檢索來說，主要是指從數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫中，對所需數(shù)據(jù)予以查找或選取。借助GIS技術(shù)，可以對所定區(qū)域的各種現(xiàn)象予以有效分析。
2GIS在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
環(huán)境監(jiān)測，與信息的采集和處理有著密切的聯(lián)系，而環(huán)境信息與空間位置的關(guān)聯(lián)性極其明顯，所以在環(huán)境監(jiān)測中，地理信息系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。借助該項技術(shù)的應(yīng)用，可以為各種環(huán)境信息的獲取和存儲等提供很大的便利性，并確保環(huán)境信息具有高度的全面性和準(zhǔn)確性，為環(huán)境監(jiān)測的開展助益。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)處理功能顯著，要加強(qiáng)GIS的功能模塊的應(yīng)用[1]，與選定的環(huán)境監(jiān)測模型結(jié)合在一起，有效處理多源環(huán)境信息，將環(huán)境演變的動態(tài)規(guī)律挖掘出來，動態(tài)化監(jiān)測環(huán)境，并直觀展示出環(huán)境的變化情況和規(guī)律等，將其制作程圖片。
2.1在大氣環(huán)境動態(tài)監(jiān)測方面
在城市工業(yè)化不斷發(fā)展過程中，城市工業(yè)企業(yè)數(shù)量越來越多，在城市空氣中，充斥著較多的有毒有害物質(zhì)，諸多國家和地區(qū)都對大氣環(huán)境質(zhì)量的改善予以了高度重視。對大氣環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行分析，主要是指其空間尺度較大，人類生存的大氣圈中，其厚度是不可想象的?？諝庠谧匀画h(huán)境中的流動性較高，所以GIS技術(shù)，在大氣環(huán)境動態(tài)監(jiān)測方面具有較高的應(yīng)用價值，以此來將監(jiān)測和分析功能發(fā)揮出來。加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效收集和整理大氣污染隱患的企業(yè)和位置信息等，并加強(qiáng)地理信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。通過對GIS空間分析和數(shù)據(jù)顯示功能的發(fā)揮，可以為污染物在大氣中濃度分布圖的獲取提供便利性，從而對污染物的空間分布和超標(biāo)情況予以充分了解。
2.2在水資源環(huán)境監(jiān)測方面
在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，水資源發(fā)揮的作用不可小覷，但是水源污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重化，而且復(fù)合型污染特點(diǎn)比較明顯，對于飲用水產(chǎn)生了很大的影響，所以針對水資源環(huán)境，必須要注重監(jiān)測和管理的實施。對水資源環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行分析，具有龐大的空間信息量，GIS的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在有效管理和分析空間信息這一方面。在水資源環(huán)境監(jiān)測中，加強(qiáng)GIS的應(yīng)用，可以將水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)管理的科學(xué)性和有效性提升上來，為管理人員有效查詢和修改各種空間信息創(chuàng)造有利條件[2]。GIS的空間分析和圖標(biāo)分析功能顯著，可以更好地制作空間和檢測數(shù)據(jù)的專題圖，確保污染治理方案的制訂具有高度的可行性和合理性。比如某一研究人員借助GIS技術(shù)，合理設(shè)計地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，有效監(jiān)測和分析所選研究區(qū)域的場地，不斷提高管理地表和地下廢物的有效性，及時將潛在污染源挖掘出來，更好地保護(hù)水源井，并且作用于填埋場選址這一方面。
3GIS在環(huán)境影響評價中的應(yīng)用
對于環(huán)境影響評價來說，主要是指系統(tǒng)化分析和預(yù)測擬議中的建設(shè)項目實施后對環(huán)境產(chǎn)生的影響程度。環(huán)境影響評價，旨在對在規(guī)劃和決策中考慮環(huán)境因素予以積極引導(dǎo)，確保人類活動具有較高的環(huán)境相容性。現(xiàn)階段，環(huán)境影響評價的諸多環(huán)境問題，可以借助成熟模型來進(jìn)行描述，但是這些環(huán)境模型空間數(shù)據(jù)的難度性較高，尤其在操作和顯示方面，而且空間特性較為顯著。借助GIS技術(shù)，可以集中整合數(shù)據(jù)和地圖，加強(qiáng)拓?fù)潢P(guān)系的構(gòu)建，為空間分析和查詢各類專題圖創(chuàng)造有利條件，并將環(huán)境質(zhì)量和污染狀況直觀展示出來。
3.1在項目環(huán)境影響評價方面
在項目環(huán)境影響評價方面，環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫發(fā)揮著重要的作用，項目環(huán)境影響評價，要對相關(guān)環(huán)境信息予以充分掌握，如區(qū)域自然與社會經(jīng)濟(jì)、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量等。環(huán)境信息數(shù)據(jù)量比較龐大，而且與空間位置的關(guān)系是密不可分的。在環(huán)境評價的各種模型中，要對GIS集成與場地相關(guān)的各種數(shù)據(jù)予以應(yīng)用，給予綜合化分析和模擬強(qiáng)有力的保障，更好地分析環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀。GIS的數(shù)據(jù)管理和跟蹤能力較為強(qiáng)化，可以對環(huán)境影響評價單位和工程建設(shè)單位予以協(xié)助檢查，引導(dǎo)單位自身將自身的職責(zé)履行到位，并將環(huán)境影響報告書的事后驗證工作落實下去。
3.2在區(qū)域環(huán)境影響評價方面
對于區(qū)域環(huán)境影響評價來說，主要是指加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的原理和方法的應(yīng)用，將該區(qū)域環(huán)境中與發(fā)展過程相關(guān)的人類活動、自然作用的規(guī)律予以反映。借助區(qū)域環(huán)境影響評價，旨在協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)域內(nèi)的社會、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境等，確保與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的要求相互統(tǒng)一。在區(qū)域環(huán)境影響評價中，GIS的應(yīng)用，可以對地理區(qū)域復(fù)雜化的污染源信息等予以管理，并對區(qū)域環(huán)境影響因素的變化情況進(jìn)行統(tǒng)計和分析[3]。此外，疊置地理對象的功能不容忽視，將同一區(qū)域不同時段的多個環(huán)境影響因素與特征疊加整合在一起，對區(qū)域環(huán)境質(zhì)量演變和其他因素的相關(guān)關(guān)系予以合理化分析，從而更好地預(yù)測區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量。區(qū)域的污染源數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)于各種環(huán)境預(yù)測模型，加強(qiáng)模型預(yù)測法的應(yīng)用，可以為預(yù)測區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量創(chuàng)造有利條件。
3.3累積環(huán)境影響評價
對于累積環(huán)境影響評價來說，主要是指針對累積環(huán)境變化的過程，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)分析和評估，也就是分析和調(diào)查，對影響源和過程的累積，并解釋各個影響在時間和空間方面的累積，對以往、現(xiàn)在的人類活動的累積影響進(jìn)行預(yù)測，當(dāng)然也包括對社會發(fā)展的反饋效應(yīng)。結(jié)合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，如果具有統(tǒng)一的潛在發(fā)展行為的方向和內(nèi)容等，應(yīng)予以合理化選擇。累積環(huán)境影響評價，可以將環(huán)境影響評價的時空分析范圍予以拓展化，并將環(huán)境變化的時空放大作用發(fā)揮出來，所以對評價方法的能力提出了較高的要求。而GIS技術(shù)，在編輯和加工長時段區(qū)域數(shù)據(jù)的能力方面發(fā)揮著重要的作用，可以對環(huán)境影響在時空的累積特征進(jìn)行有效識別，所以可以廣泛應(yīng)用于累積環(huán)境影響評價。
4GIS在環(huán)境規(guī)劃中的應(yīng)用
對于環(huán)境規(guī)劃來說，主要是指調(diào)查和監(jiān)測一個區(qū)域的環(huán)境現(xiàn)狀，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展可能造成的環(huán)境變化進(jìn)行預(yù)測，并基于生態(tài)學(xué)原理，要對工業(yè)部門結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)布局等予以調(diào)整，作為戰(zhàn)略性部署之一，實現(xiàn)保護(hù)和改善環(huán)境的建設(shè)目標(biāo)。在環(huán)境規(guī)劃中，GIS的應(yīng)用，有助于集中整合GIS空間分析技術(shù)、空間圖形庫，促進(jìn)環(huán)境數(shù)據(jù)收集和管理工作的順利進(jìn)行，并為預(yù)測和污染控制規(guī)劃方面的處理提供幫助，確保環(huán)境規(guī)劃決策的過程，具有高度的直觀性和有效性。
5結(jié)束語
綜上所述，GIS的空間數(shù)據(jù)和非空間的屬性數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢顯著，而且具有較高的空間分析能力，GIS可以有效編輯多種空間數(shù)據(jù)，并借助對各種專題圖和統(tǒng)計圖的分層輸出，可以滿足資源節(jié)約化需求，避免浪費(fèi)更多的人力和財力等，同時所獲取的精準(zhǔn)度較高。在GIS技術(shù)發(fā)展中，將會大大完善環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍，促進(jìn)我國環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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第2篇：地理信息科學(xué)前景范文
【關(guān)鍵詞】新課程 地理 學(xué)習(xí)策略 形成途徑
【中圖分類號】G633.55 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）07-0180-02
中學(xué)地理新課程理念要求學(xué)生學(xué)習(xí)對生活有用的地理，學(xué)習(xí)對終身發(fā)展有用的地理，改變地理學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)地理學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生生存和生活能力，適應(yīng)時展的需求，這就要求學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。因此，掌握地理學(xué)習(xí)策略是提高地理學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要途徑。
一、中學(xué)地理學(xué)習(xí)策略的含義及意義
地理學(xué)習(xí)策略是一種思維模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在地理學(xué)習(xí)活動時并不是一味的機(jī)械和被動的獲得知識，而是采用一定的學(xué)習(xí)技術(shù)、方法、技巧等學(xué)習(xí)策略掌握和完成特定的學(xué)習(xí)任務(wù)。
地理學(xué)習(xí)策略幫助學(xué)習(xí)者實現(xiàn)學(xué)習(xí)的主動性和主體性，學(xué)會學(xué)習(xí)終身有用的地理。在知識體系不斷更新的今天，學(xué)生在學(xué)校學(xué)到的知識無法滿足人生一輩子的需求，為了適應(yīng)時展，人的知識結(jié)構(gòu)必須不斷發(fā)展和更新，學(xué)生也必須學(xué)會掌握有效的學(xué)習(xí)策略，實現(xiàn)學(xué)習(xí)的主動性和主體性，形成自身獨(dú)立學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力，從而用終身受用的方法學(xué)習(xí)對終身發(fā)展有用的地理。
地理學(xué)習(xí)策略能夠形成和完善學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)過程、技能的形成和學(xué)習(xí)態(tài)度的養(yǎng)成主要靠學(xué)生自己的理解和內(nèi)化過程，當(dāng)內(nèi)化過程能夠積極主動時，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率就高；反之，如果學(xué)生的內(nèi)化過程受到阻礙，學(xué)習(xí)效率則會相對下降。因此，學(xué)生若要有效完成知識的內(nèi)化過程，必須掌握有效的學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)生的認(rèn)知水平，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。
地理學(xué)習(xí)策略滿足學(xué)習(xí)者多樣化的學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)身心健康發(fā)展。因材施教是教學(xué)過程中必須遵循的原則之一，因為每個學(xué)生的發(fā)展個性不同，對知識的需求也就有多樣性，單靠教師并不能滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求。因此，學(xué)生只有依靠自己的能力克服困難，用積極高漲的情緒主動獲取知識，學(xué)會運(yùn)用學(xué)習(xí)策略獨(dú)立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，滿足自身多樣化的學(xué)習(xí)需求，從而促進(jìn)身心健康發(fā)展。
二、中學(xué)地理學(xué)習(xí)策略的形成途徑
1.運(yùn)用“生活經(jīng)驗”引起學(xué)習(xí)需要，喚起學(xué)習(xí)興趣
地理是一門與日常生活密切相關(guān)的學(xué)科，生活經(jīng)驗則是以日常生活為基礎(chǔ)，從日常生活中調(diào)動主體的生活經(jīng)歷和體驗，發(fā)現(xiàn)地理問題，并用所學(xué)地理知識解釋生活中的地理現(xiàn)象，解決生活中的地理問題，使學(xué)生形成豐富的地理表象，引起學(xué)生主動學(xué)習(xí)需要，喚起其濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而獲得正確的對生活有用的地理知識。例如：利用太陽能的集熱板和太陽能路燈的采光板來解釋太陽高度角的原理、利用蔬菜大棚來解釋溫室效應(yīng)的原理等，很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引起學(xué)生主動探索生活中的地理現(xiàn)象和地理問題。
2.加強(qiáng)“科際聯(lián)系”形成知識體系，完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)
地理是中學(xué)課程體系中一門文理性質(zhì)兼具的學(xué)科，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)是新課程標(biāo)準(zhǔn)對中學(xué)地理教學(xué)的基本要求之一。因此，樹立整體觀念，不僅要加強(qiáng)地理學(xué)科內(nèi)知識內(nèi)容的連貫性和系統(tǒng)性，更要加強(qiáng)地理學(xué)與其他學(xué)科間的科際聯(lián)系，形成融會貫通的知識體系，才能有利于完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而獲得最佳學(xué)習(xí)效果。例如：“兒童散學(xué)歸來早，忙趁東風(fēng)放紙鳶”中的“東風(fēng)”可以和詩句中的“二月”相結(jié)合理解地理知識季風(fēng)的形成原理，不僅可以將語文知識跟地理知識相融合，同時還能將詩詞運(yùn)用于地理現(xiàn)象的解釋中；通過方法移植，即用其他學(xué)科的理論、方法直觀地分析或表現(xiàn)地理現(xiàn)象和規(guī)律，還可以應(yīng)用地理知識創(chuàng)設(shè)問題情境解決相關(guān)學(xué)科問題等。
3.關(guān)注“地域文化”激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，拓展地理視野
地域文化是文化在一定的地域環(huán)境中與環(huán)境相融合打上了地域的烙印的一種獨(dú)特的文化，是人文地理的“營養(yǎng)”，是鄉(xiāng)土地理的組成部分，也是地理課程豐富的資源；充分挖掘地域文化元素，豐富地理學(xué)習(xí)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，拓展地理視野，從而學(xué)習(xí)對學(xué)生終身發(fā)展有用的地理。例如：對于我們陜西地區(qū)的學(xué)生學(xué)習(xí)地理來說，我們可以用我們的鄉(xiāng)土地理“陜西十大怪”（面條像腰帶、鍋盔像鍋蓋、辣子是道菜、碗盆不分家、手帕頭上戴、房子半邊蓋、姑娘不對外、睡覺枕石塊、兔子幫吼起來、不坐椅子蹲起來）等知識讓學(xué)生通過對陜西當(dāng)?shù)鬲?dú)特形式的衣、食、住、行等各方面進(jìn)行深入了解，幫助學(xué)生很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，扮演好主人翁的角色。
4.強(qiáng)調(diào)“全球視角”形成地理思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
全球視角使地球任一方的文化、經(jīng)濟(jì)、生活、生態(tài)、環(huán)境擺脫了傳統(tǒng)地域的制約，一方面向其他地方延伸，一方面受到來自其他地方的影響，強(qiáng)調(diào)各要素地區(qū)間的互動性，是當(dāng)今地理視野的特征，全球視角打破了人類實踐活動 “相對獨(dú)立而缺少聯(lián)系”的傳統(tǒng)空間模式，這就要求學(xué)生要具備開放的地理觀念，具有敏銳的洞察力和思維力，及時正確地掌握對地理學(xué)習(xí)有用的時事信息，并且會用地理眼和地理思維去觀察和分析所看到的、聽到的地理問題。例如：近年來一向溫暖濕潤的南方降雪凍雨的范圍逐漸擴(kuò)大，而且全球其他地區(qū)近年也出現(xiàn)歷史降雪量最大值，請用全球視角的思維認(rèn)識并分析這一地理現(xiàn)象。通過對生活中地理現(xiàn)象的觀察、分析和解釋，有利于學(xué)生將理論和實踐相結(jié)合，將課堂上所學(xué)到的地理知識運(yùn)用于實踐中，增強(qiáng)學(xué)生的地理思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。
總之，不論哪種學(xué)習(xí)策略，最終都是要讓學(xué)生學(xué)會主動的學(xué)習(xí)、有主見地學(xué)習(xí)，明確學(xué)習(xí)目的，以喚起學(xué)習(xí)的主動性；培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，以激發(fā)學(xué)習(xí)積極性；學(xué)會學(xué)習(xí)方法，以培養(yǎng)學(xué)習(xí)的獨(dú)立性；養(yǎng)成學(xué)習(xí)習(xí)慣，以調(diào)動學(xué)生的自覺性；在學(xué)習(xí)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，并通過自主地參與獲得知識的過程，掌握研究問題所必需的探究能力，同時形成對客觀事物的正確認(rèn)識，進(jìn)而培養(yǎng)探索未知世界的積極態(tài)度。
參考文獻(xiàn)：
[1]范雨超，王侗.學(xué)習(xí)策略研究述評.淮海工學(xué)院學(xué)報.2010，6.83-85
第3篇：地理信息科學(xué)前景范文
關(guān)鍵詞：知識圖譜；中醫(yī)藥；應(yīng)用前景；綜述
DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.07.033
中圖分類號：R2-05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-5304（2017）07-0129-04
Abstract： As the new development of scientometrics and informetrics， knowledge graph has infiltrated into the financial， industrial and medical fields， and become a hot issue in the real world research. In this article， the concept and features of knowledge graph， construction and the existing softwares， the application status and development prospect in the TCM field were reviewed， which may provide references for research on the knowledge graph in the TCM field.
Key words： knowledge graph； TCM； application prospect； review
隨著2012年谷歌第一版知識圖譜的，特定領(lǐng)域的知識圖譜構(gòu)建成為真實世界研究中的熱點(diǎn)問題。從搜索引擎優(yōu)化，到新藥發(fā)現(xiàn)，知識圖譜在學(xué)術(shù)界掀起了一股熱潮，并滲透到金融、工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。這種以科學(xué)學(xué)為基礎(chǔ)，涉及應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息學(xué)及計算機(jī)學(xué)等多學(xué)科的可視化技術(shù)，成為科學(xué)計量學(xué)和信息計量學(xué)的新發(fā)展方向。本文就知識圖譜的概念、特點(diǎn)及其在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、前景進(jìn)行梳理，以期為中醫(yī)藥領(lǐng)域知識圖譜相關(guān)研究提供參考。
1 知識圖譜概念及特點(diǎn)
1.1 知識圖譜的概念
在知識圖譜的定義上，陳悅等[1-2]從其功能角度進(jìn)行闡釋，認(rèn)為知識圖譜能夠可視化地描述人類隨時間擁有的知識資源及其載體，繪制、挖掘、分析和顯示科學(xué)技術(shù)知識以及它們之間的相互聯(lián)系，在組織內(nèi)創(chuàng)造知識共享的環(huán)境以促進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究的合作和深入。楊國立等[3]從理論和方法層面，將其定義為把應(yīng)用數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、科學(xué)學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科的理論和方法與科學(xué)計量學(xué)引文分析、共現(xiàn)分析、社會網(wǎng)絡(luò)分析等方法結(jié)合，用可視化的圖譜形象地揭示科
學(xué)發(fā)展進(jìn)程和結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種研究方法，屬于科學(xué)計量學(xué)的范疇。
楊思洛等[4]提出知識圖譜有廣義與狹義之分，廣義上可包括生物的基因圖譜、教育教學(xué)中的認(rèn)知地圖、探索太空的天體圖、描繪地形的地理信息系統(tǒng)（GIS）圖、模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖、各種金屬圖譜等；狹義的知識圖譜主要是運(yùn)用文獻(xiàn)計量學(xué)方法，通過文獻(xiàn)知識單元分析來可視化科學(xué)知識的結(jié)構(gòu)、關(guān)系與演化過程，包括“科學(xué)圖”“文獻(xiàn)計量圖”“文獻(xiàn)圖”“知識圖譜”等。
簡言之，知識圖譜是隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用數(shù)學(xué)算法來簡化知識單元結(jié)構(gòu)以達(dá)到可視化知識結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種方法，是顯示科學(xué)知識的發(fā)展進(jìn)程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種圖形，是一種有效的知識管理工具。
1.2 研究對象
知識圖譜所描繪的對象主要包括：①從事科學(xué)技術(shù)活動和作為知識載體的人，包括科學(xué)家、技術(shù)專家、項目組、實踐團(tuán)體或某一知識領(lǐng)域共同體；②顯性或編碼化的知識，如論文、專利、所學(xué)課程、數(shù)據(jù)庫等；③過程或方法，包括研究問題和解決問題的過程或方法、組織的業(yè)務(wù)流程，以及相關(guān)的知識投入等。
知識圖譜主要源于三大領(lǐng)域：①計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)、信息、知識與知識域可視化研究；②圖書情報領(lǐng)域的引文分析可視化、知識地圖和知識網(wǎng)絡(luò)等研究；③復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和社會網(wǎng)絡(luò)分析的研究。上述領(lǐng)域的研究方向和內(nèi)容正在走向融合[5]。
2 知識圖譜繪制流程
參考國內(nèi)外已有研究，目前知識圖譜的繪制主要包括以下幾個版塊[4，6-7]。
數(shù)據(jù)檢索：繪制知識圖譜的基礎(chǔ)，其數(shù)據(jù)源在傳統(tǒng)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上逐漸擴(kuò)展到出版商、機(jī)構(gòu)聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)日志、用戶記錄、點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)等。
數(shù)據(jù)清洗：即對數(shù)據(jù)的預(yù)處理，包括、勘誤等，進(jìn)行歷時或分時段對比分析時需要對數(shù)據(jù)M行分段處理；若樣本數(shù)據(jù)過大或分析目的不同，則需要進(jìn)行有代表性的抽取。
構(gòu)建關(guān)系矩陣：選擇要分析的知識單元，如關(guān)鍵詞、題名、作者等，構(gòu)建其相互關(guān)系，常用方法有共詞分析、共引分析、共作者分析、書目耦合分析、期刊耦合分析等。
數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：根據(jù)數(shù)據(jù)間的相似度對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，常用方法有集合論方法（Cosine、Pearson、Spearman、Ochiai、Jaccard指數(shù)等）和概率論方法（合力指數(shù)、概率親和力指數(shù)等）。
數(shù)據(jù)簡化：運(yùn)用因子分析、多為尺度分析、自組織映射圖、尋徑網(wǎng)絡(luò)圖譜、聚類分析、潛在語義分析、三角法等方法處理數(shù)據(jù)以更好地展示各數(shù)據(jù)單元。
可視化展示：是知識圖譜構(gòu)建過程中最重要的一環(huán)，通過運(yùn)用不同的算法，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，構(gòu)建整個圖譜?？赏ㄟ^不同模擬實現(xiàn)可視化，如幾何圖、戰(zhàn)略圖、沖積圖、主題河圖、地形圖、星團(tuán)圖、簸幅圖等。
圖譜解讀：采用歷時分析、突變檢測、空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析等方法對圖譜進(jìn)行解讀，同時需要結(jié)合研究者的經(jīng)驗、知識、學(xué)術(shù)背景、學(xué)術(shù)功底等。
3 知識圖譜繪制軟件
目前可用于知識圖譜繪制的軟件非常豐富，根據(jù)主要功能可分為2類[4]：一類為通用軟件，如SPSS、社會網(wǎng)絡(luò)分析軟件Ucinet和Pajek、詞頻分析軟件Wordsmith Tools和GIS相關(guān)軟件；另一類為繪制知識圖譜的專用軟件，如CiteSpace、Bibexcel、Gephi、VOSviewer、VantagePoint、Network Workbench Tool、NWB、Sci2 Tool、In-SPRIE、SciMAT、Histcite、GeoTime、ColPalRed、Guess、Leydesdorff、Jigsaw、Carrot等。分析各軟件的特點(diǎn)[6，8-9]可以看出，隨著知識圖譜的繪制軟件越來越多，一方面其支持的數(shù)據(jù)格式愈發(fā)多樣，相互之間的兼容性也逐步增強(qiáng)；另一方面，在可視化效果方面也日趨完善，知識展示的真實度、準(zhǔn)確度逐漸提高。詳見表1。
4 知識圖譜在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
目前知識圖譜的研究中，國外學(xué)者主要集中在2個研究方向[10]：部分偏于技術(shù)研究，包括可視化工具和算法的開發(fā)；部分以應(yīng)用為主，利用科學(xué)計量學(xué)理論及相關(guān)方法、知識圖譜軟件等進(jìn)行分析研究。國內(nèi)研究也可分為2個方向：部分以科學(xué)計量學(xué)為理論基礎(chǔ)，利用可視化方法研究科學(xué)學(xué)與管理學(xué)、科學(xué)技術(shù)合作等領(lǐng)域；部分以電子資源數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，通過可視化方式展示某一學(xué)科的研究前沿和發(fā)展動向。
4.1 應(yīng)用現(xiàn)狀
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域各學(xué)科中采用知識圖譜理論與方法進(jìn)行的研究尚處于起步階段，中醫(yī)藥領(lǐng)域已有部分學(xué)者開展了相關(guān)研究。
在學(xué)科層面，趙蓉英等[11]以Web of Science為數(shù)據(jù)來源，運(yùn)用CiteSpace對中醫(yī)研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)進(jìn)行了可視化探索。徐浩等[12]以我國醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域中文核心期刊文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)來源，對我國中醫(yī)學(xué)科交叉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)進(jìn)行了可視化分析，但研究僅限于中醫(yī)學(xué)與醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域之間的合作。楊秦等[13]采用共詞分析及社會網(wǎng)絡(luò)方法對中醫(yī)外科瘡瘍領(lǐng)域的研究主題及分布進(jìn)行了探索。
具體在疾病方面，譚火媛等[14]基于中國知識資源總庫（CNKI）收錄的近10年中醫(yī)藥治療高血壓相關(guān)文獻(xiàn)，對前沿與熱點(diǎn)研究進(jìn)行了可視化分析。王淑斌等[15]對中西醫(yī)治療2型糖尿病的國內(nèi)外研究進(jìn)行了系統(tǒng)梳理。在證候方面，劉俊麗等[16]采用文本挖掘技術(shù)，通過數(shù)據(jù)清洗、實體抽取、構(gòu)建共詞矩陣并采用Ucinet軟件繪制乙型肝炎熱點(diǎn)研究知識圖譜，分析了子模塊中的中醫(yī)證候描述及疾病名稱。秦義等[17-18]基于CiteSpace軟件對氣虛證、血瘀證證候診斷標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)研究進(jìn)行了可視化分析。在中藥材方面，郭棟等[19]通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和聚類圖對中藥枸杞的育種、種植、采收、加工、儲存等5個領(lǐng)域的研究進(jìn)行了熱點(diǎn)分析。在治療措施方面，李祖偷[20]對針灸治療腰椎間盤突出癥常用腧穴的演變過程及施穴治療的變遷進(jìn)行了可視化分析，胡松潔等[21]運(yùn)用Ucinet軟件對“五行音樂”療法的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行了梳理。
此外，張靜[22]基于CNKI核心期刊文獻(xiàn)關(guān)鍵詞，探討了中醫(yī)藥專業(yè)人才培養(yǎng)熱點(diǎn)主題。陳姍姍等[23]對中醫(yī)藥傳播發(fā)展的研究文獻(xiàn)進(jìn)行了可視化分析，榮光等[24]基于中醫(yī)電子病歷研究領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)，構(gòu)建了該領(lǐng)域的研究者、研究機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。
上述研究主要集中在不同領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)分析，多以期刊文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)來源，多采用CiteSpace軟件構(gòu)建研究者、研究機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞等信息的共現(xiàn)圖和聚類圖，從不同側(cè)面宏觀解釋了中醫(yī)學(xué)信息的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。但針對特定研究目標(biāo)，尚未形成一套明確的建模策略及技術(shù)，導(dǎo)致已有研究結(jié)果中也有差異甚至矛盾之處[5]。因此，中醫(yī)藥領(lǐng)域知識圖譜理論尚處在針對各學(xué)科結(jié)構(gòu)宏觀概述階段，急需解決對多層信息深度整合的知識圖譜建模策略及其技術(shù)。
近年來，已有學(xué)者在中醫(yī)藥知識圖譜構(gòu)建方法與標(biāo)準(zhǔn)化流程方面進(jìn)行了嘗試和探索。于彤等[25]提出以中醫(yī)藥學(xué)語言系統(tǒng)（TCMLS）為框架，以中醫(yī)藥領(lǐng)域現(xiàn)有的術(shù)語和數(shù)據(jù)庫資源為內(nèi)容，構(gòu)建大型知識圖譜的構(gòu)想，并進(jìn)行了探索和實踐，但尚未實現(xiàn)中醫(yī)藥知識資源的有效整合及提供全面、及時、可靠的知識服務(wù)。阮彤等[26]基于文本抽取、關(guān)系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)融合等技術(shù)提出了中醫(yī)藥知識問答和輔助開藥領(lǐng)域的知識圖譜半自動化構(gòu)建流程。此外，該課題組對知識圖譜進(jìn)行了形式化定義，詳細(xì)描述了數(shù)據(jù)驅(qū)動的增量式知識圖譜構(gòu)建方法，同時闡述了以此方法所構(gòu)建的中醫(yī)藥知識圖譜在輔助開方領(lǐng)域的應(yīng)用，但未涉及其它領(lǐng)域[27]。賈李蓉等[28]以中藥知識圖譜為例，從數(shù)據(jù)來源、研究內(nèi)容、圖形化展示等方面探討如何構(gòu)建中醫(yī)知識圖譜，但其應(yīng)用尚局限于瀏覽檢索方面，對多種數(shù)據(jù)資源間的映射及數(shù)據(jù)元等標(biāo)準(zhǔn)未進(jìn)行詳細(xì)論述。張德政等[29]提出了基于本體的中醫(yī)核心知識圖譜表示及其構(gòu)建方法，對中醫(yī)本體與知識圖譜的映射方法進(jìn)行了探索，為中醫(yī)知識圖譜的構(gòu)建提供了較系統(tǒng)的方法流程，但對多源數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)及中醫(yī)師臨床實際診療數(shù)據(jù)的研究未進(jìn)行深入研究。王華珍等[30]以中醫(yī)慢性胃炎數(shù)據(jù)可視化處理為例，引入隨機(jī)森林（RF）技術(shù)進(jìn)行可視化前的數(shù)據(jù)預(yù)處理，根據(jù)高維中醫(yī)數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行變換和降維，使數(shù)據(jù)在低緯空間呈現(xiàn)良好的分離性，從而增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可視化效果。
4.2 應(yīng)用前景
知識圖譜研究已經(jīng)滲透到金融、醫(yī)學(xué)和工業(yè)等領(lǐng)域，對知識圖譜定量與定性特征的科學(xué)理解已成為大數(shù)據(jù)時代科學(xué)研究中一個極其重要的挑戰(zhàn)性課題。結(jié)合自身知識體系的特點(diǎn)，中醫(yī)藥領(lǐng)域的知識圖譜研究應(yīng)以從事相關(guān)領(lǐng)域活動和作為知識載體的人（如臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的醫(yī)師）、顯性或編碼化的知識（如癥狀、藥物等）、過程或方法（如辨證論治等）為研究對象，運(yùn)用圖論、統(tǒng)計學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘等方法，研究知識之間多維網(wǎng)絡(luò)關(guān)系及演化規(guī)律等一系列問題。
在我國，中醫(yī)臨床研究領(lǐng)域的知識圖譜構(gòu)建研究仍較滯后，研究大多處在術(shù)語本體領(lǐng)域的研究層面。知識圖譜在中醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣闊的前景，如在中醫(yī)藥知識體系構(gòu)架方面，可建立中醫(yī)藥知識地圖系統(tǒng)、維基百科系統(tǒng)[25]等；在中醫(yī)藥知識的推廣普及方面，可建立基于知識圖譜的信息檢索系統(tǒng)、基于自然語言的問答引擎[26]等；在臨床診療方面，可建立基于知識圖譜的四診信息采集、診斷、處方用藥系統(tǒng)；在醫(yī)師診療規(guī)律挖掘方面，可\用知識圖譜挖掘中醫(yī)師“病-證-治-效”臨床診療數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系和內(nèi)在規(guī)律。因此，知識圖譜為開展中醫(yī)基礎(chǔ)理論體系、臨床診療規(guī)律研究提供了有利的工具，探索解決中醫(yī)臨床診療過程中多尺度非完整信息整合的核心技術(shù)，建立中醫(yī)藥知識圖譜構(gòu)建的流程和規(guī)范將成為研究的熱點(diǎn)。
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