科学知识图谱CiteSpace利用方法.pdf

科学知识图谱基本理论科学知识图谱基本理论 CiteSpace使用方法使用方法 主要内容主要内容 应用案例分析应用案例分析 科学知识图谱基本理论科学知识图谱基本理论 科学知识图谱知识背景科学知识图谱知识背景 科学知识图谱基本方法 科学知识图谱作用 科学知识图谱基本概念科学知识图谱基本概念 科学知识图谱 是显示科学知 识的发展进程 与结构关系的 一种图形 以科学知识为 计量研究对象 属于科学计量 学范畴 在以数学方程 式表达科学发 展规律的基础 上 进而以曲线形 式将科学发展 规律绘制成二 维图形 即知 识图谱 科学知识图谱基本科学知识图谱基本原理原理 科学知识图谱研究是一 个以科学学为基础涉及 应用数学 信息科学及 计算机科学等交叉科学 领域 是科学学和信息 计量学的新发展 基本原理是分析单位 科学文献 科学家 关 键词等 的相似性分析 及测度 根据不同的方 法和技术绘制不同类型 的科学知识图谱 科学知识图谱科学知识图谱 科学知识图谱研究进展科学知识图谱研究进展 传统的科学计量学图谱以简单的二 维 三维图形 如 柱形图 线性 图 点布图 扇形图 平面图等 表达科学统计结果 0 10 20 30 40 50 1234 0 10 20 30 40 50 1234 系列1 系列3 0 50 100 150 200 1 2 3 4 某学科某结构三维图某学科某结构三维图 文献摘要或关键词纪录比例图文献摘要或关键词纪录比例图 X论文增长趋势线型图论文增长趋势线型图 现代现代科学知识图谱科学知识图谱1 1 1987年 美国基金委发表研究报告 科学计算中的可视化 开始长期资 助科学可视化 scientific visualization 研究 1987年 著名计量学家克雷奇 默创立 三维构型图谱 three dimensional configuration map 之后出现 多维尺度图谱 multi dimensional scaling map 20世纪20 30年代英国人类学研究 提出 社会网络分析图谱 social networt analysis map 卡尔提出 自组织映射图谱 self organizing map 用二 三维图像表征物理现象的科学可视化图交 互性不强 但对非物理现象 如文献数据集 网 络通道模式等信息可视化计算交互性很强 实例 实例 某学科期刊高频关键词共词网络某学科期刊高频关键词共词网络2 2个知识群个知识群 实 例 某 学 术 群 体 知 识 图 谱 实 例 某 学 术 群 体 知 识 图 谱 现代现代科学知识图谱科学知识图谱2 2 PFNET算法根据经验性数据 对不同概念或实体间联系的相 似性或差异程度做出评估 然 后引用图论中的基本概念或原 理生成特殊的网状模型 1990美国心理 学家斯克沃斯 兹恩巴克提出 寻径网络图 谱 pathfinder network scaling map PFNET 将数据以及数据间关系表达 成一个图 图中节点表示数 据 线表示数据间关系 运用较小生成树法及复杂连 接删除算法 删除网络中大 部分连接 保留最重要连 接 最大限度简化网络 现代现代科学知识图谱科学知识图谱3 3 用克林伯格跳变算法和共生词分析法和图示 技术 研制主要主题和复杂趋势的发现地图 印第安纳大学Ketan K Mane 和泊尔纳提出 PNAS主题爆 炸图谱 网络中各节点代表高频 词和爆炸词 节点大小代表该词达到 最大爆炸水平 颜色代表词常用和达到 最大爆炸水平的年代 现代现代科学知识图谱科学知识图谱4 4 利用地理信息系统的可视化信息 地理地图的自然组织 框架 构建成隐含大量信息的可视化主题地图 有维斯等提出 信息地图 information landscape 应用案例 应用案例 期刊文章的数量与 资助基金间的动态 关系图谱 科学知识图谱科学知识图谱应用展望应用展望1 1 随计算机处理能力日益提高 文献信息电子化和专利授权 知识图谱等工具在模拟人 类数据分析等方面 可帮助人类进行某些领域的判读 搜索 决策 预测 ININ SPIRESPIRE发现工具可整合交互发现工具可整合交互 式信息可视化与询问功能式信息可视化与询问功能 利用专利分析工具形成的专利知识图谱利用专利分析工具形成的专利知识图谱 论文的最小生成树图谱论文的最小生成树图谱 最小生成树导航图谱最小生成树导航图谱 科学知识图谱科学知识图谱应用展望应用展望2 2 明确主要研究领域 专家 机构 出版物等关键 词及其之间的内部联系 明确主要研究领域之间的知识输入与知识输出 科学研究领域的动态变化 如 增长速度 多样 化 信息生产和传播中的经济因素 科学社会网络 明确战略的作用和政府项目的应用研究 企业 机构 研究的竞争态势与竞争力 科学知识图谱基本理论科学知识图谱基本理论 科学知识图谱知识背景 科学知识图谱基本方法科学知识图谱基本方法 科学知识图谱作用 科学知识图谱基本方法科学知识图谱基本方法 引文分析理论与方法引文分析理论与方法 Citation AnalysisCitation Analysis 共被引分析理论与方法共被引分析理论与方法 coco citation Analysiscitation Analysis 多元统计分析方法多元统计分析方法 词频分析方法词频分析方法 社会网络分析方法社会网络分析方法 Social Social NeworkNework AnalysisAnalysis 利用各种数学及统计学的方法和比较 归纳 抽象 概括等逻辑方法 对科学期刊 论文 著者等各种分析对象的引用与被引用现象进行 分析 以便揭示其数量特征和内在规律的一种 温馨计量分析方法 邱均平邱均平 文献计量学文献计量学 把文献的共被引分析作为计量文献之间关系的 一种新方法 即当2篇文献共同出现在第3篇文 献的参考文献目录中 这2篇文献就成为共引 关系 共被引频率定义为这2篇文献一起被引 用频次 马沙科娃 斯莫尔 苏联 美国科学记录学家 马沙科娃 斯莫尔 苏联 美国科学记录学家 对若干相关的随机变量观测值的分析 包括 因子分析 多维尺度分析和聚类分析 这些方 法将在关系矩阵上运算 典型例子引文分析 如牙买加某领域文献群组的共被引矩阵引证 埃格赫埃格赫 信息计量学导论信息计量学导论 是计量学中传统方法 在文学中 不同词汇的使 用与出现频率是有一定规律的 齐普夫齐普夫 齐普夫第一定齐普夫第一定 律律 将社会结构界定为一个网络 网络由成员之间 的联系进行连接 社会网络分析更多地聚焦于 成员之间的联系而非个体特征 并把共同体视 为 个人的共同体 即视为人们在日常和生 活中所建立 维护并应用的个人关系的网络 WetherellWetherell等等 科学知识图谱基本理论科学知识图谱基本理论 科学知识图谱知识背景 科学知识图谱基本方法 科学知识图谱作用科学知识图谱作用 科学知识图谱应用科学知识图谱应用 引文分析引文分析 引文分引文分 析理论析理论 与方法与方法 1 说明科学知 识和情报内容的 继承和利用 2 标志科学的 发展 科学知识图谱应用科学知识图谱应用 共被引分析共被引分析 1 从分析被引文献类 型 语种入手 可研究 科学文献体系的特征结 构及分布 利用等规律 2 从分析被引文献网 络及其变化 可研究学 科间关系 联系特征 发展变化现状 发展趋 势 共被引分共被引分 析理论与析理论与 方法方法 科学知识图谱科学知识图谱应应用用 多元统计分析多元统计分析 因子分析因子分析以较少几个因子描 述许多指标或因素间关系 即把较密切的变量归在同一 类 每类变量成为一个因子 以这些少量的因子反映原 资料中大部分信息 其其中的中的 主成分分析与科学计量学分主成分分析与科学计量学分 析结合 能确定科研人员群析结合 能确定科研人员群 体或国家科学领域的分布状体或国家科学领域的分布状 况况 因子因子 分析分析 多维尺度分析多维尺度分析通过低维 通过低维 2 2维 空间反映作维 空间反映作 者 文献 间的联系 利用平面距离来反者 文献 间的联系 利用平面距离来反 映作者 文献 间的相似程度 映作者 文献 间的相似程度 在科学知识图谱中 在科学知识图谱中 作者 文献 的位置作者 文献 的位置 显示其相似性 高度相似的聚在一起 形显示其相似性 高度相似的聚在一起 形 成科学共同体 学科前沿 中间位置的成科学共同体 学科前沿 中间位置的 作者 文献 并与其他作者 文献 联系作者 文献 并与其他作者 文献 联系 越多 说明其在学科位置越核心 反之则越多 说明其在学科位置越核心 反之则 处于外围处于外围 科学知识图谱科学知识图谱应应用用 词频分析词频分析 在任何文章中 词的出现频率都服从一规律 文章中每个词出 现词频次统计后按照高频次词在前 低频次词在后的递减顺序 排列 并用自然数给这些词标上等级序号 形成f r C定量形 式 f 频次r 序号C 常数 词频分词频分 析方法析方法 序号序号频次频次关键词关键词 1242imidazolium ionic liquid 234Phosphonium Derived Ionic Liquids 近10年ionic liquid研究词频统计 科学知识图谱科学知识图谱应应用用 社会网络分析社会网络分析 社会网社会网 络分析络分析 方法方法 CiteSpace使用方法使用方法 CiteSpace介绍介绍 CiteSpace使用使用 CiteSpaceCiteSpace介绍介绍 研究背景研究背景 研究前沿的知识基础 在科学文献中 即有引用研究前沿术语的科学文献所形成 的演化网络 的引文和共被引轨迹 CiteSpace 1 研读引文 2 分析结论 3 咨询专家 CiteSpace CiteSpace 使用使用 1 数据保存 2 数据格式 数据数据 准备准备 1 导入数据 2 调谐数据 系统系统 使用使用 1 判读图谱 2 获取引文 图谱图谱 运用运用 分析分析 结论结论 CiteSpace CiteSpace 使用使用 文献检索文献检索 数据保存数据保存 OR GREEN BL 1990 J APPL SOC PSYCHOL V20 P1033 HANSON RF 1995 J CONSULT CLIN PSYCH V63 P987 HARVEY AG 1999 J CONSULT CLIN PSYCH V67 P985 CiteSpace CiteSpace 使用使用 文献检索文献检索 数据格式数据格式 Web of Web of SciencScienc CSSCICSSCI Chinese Social Science Citation Index PubmedPubmed NSFNSF DerwentDerwent ScopusScopus arxivarxiv e e PrintPrint CNKICNKI SDSS SDSS Sloan Digital Sky Survey A Authors B Title Descriptors Abstract C Cited References D Times Cited E Year of Publication CiteSpaceCiteSpace用的书目记录信息用的书目记录信息 CiteSpaceCiteSpace用的共被引记录信息用的共被引记录信息 AU Galea S Ahern J Kilpatrick D Bucuvalas M co authorship A TI Psychological sequelae of the September 11 SO NEW ENGLAND JOURNAL OF MEDICINE LA English DT Article ID POSTTRAUMATIC STRESS DISORDER NATIONAL AB Background post traumatic stress disorder co occurring burst terms B author co citation C KESSLER RC 1995 ARCH GEN PSYCHIAT V52 P1048 KILPATRICK DG 1987 CRIME MAZURE CM 2000 AM J PSYCHIAT V157 P896 NORTH CS 1999 JAMA J AM MED ASSOC V282 P755 document co citation C RESNICK H 1999 J ANXIETY DISORD V13 P359 RESNICK HS 1993 J CONSULT CLIN PSYCH V61 P984 ROTHBAUM BO 1992 J TRAUMA STRESS V5 P455 journal co citation C CiteSpaceCiteSpace数据来源数据来源 CiteSpace CiteSpace 使用使用 系统使用系统使用 导入数据导入数据 点击进入网点击进入网 络版系统络版系统 CiteSpace CiteSpace 使用使用 调谐数据调谐数据 点击导点击导 入数据入数据 选择导入选择导入 数据年代数据年代 选择数据选择数据 切分年代切分年代 选择聚类词来源选择聚类词来源 选择聚类词型选择聚类词型 选择聚类点类型选择聚类点类型 阈值调谐 调整聚类节点阈值调谐 调整聚类节点 与研究等关系连线与研究等关系连线 阈值调阈值调 谐数谐数 年段内年段内 引文数引文数 年段内年段内 聚类点聚类点 年段内年段内 连线数连线数 剪切连线剪切连线 选择可视图选择可视图 显示形式显示形式 CiteSpace CiteSpace 使用使用 图谱判读图谱判读 1 1 最小生成树合并最小生成树合并 网动画图谱网动画图谱 突显点突显点 表示新兴学科 各色圆环标识为高共被引 文献聚类节点 表示学科表示学科 或研究的热点 前沿领域或研究的热点 前沿领域 颜色及厚度反映研究颜色及厚度反映研究 年代及被引次数年代及被引次数 节点大小与位置节点大小与位置 分别表示研究多分别表示研究多 少和核心层度少和核心层度 各色连线表示首各色连线表示首 次共被引年代次共被引年代 CiteSpace CiteSpace 使用使用 图谱判读图谱判读 2 2 显示聚类节点及其标题词的图谱显示聚类节点及其标题词的图谱 聚类标题词显示聚类标题词显示 研究前沿主题研究前沿主题 聚类环包括一聚类环包括一 组相关节点组相关节点 各节点对应一各节点对应一 高引文献高引文献 CiteSpace CiteSpace 使用使用 图谱判读图谱判读 3 3 研究进展时间图研究进展时间图 按年代显示按年代显示 研究前沿研究前沿 聚类标题词聚类标题词 表示研究热点表示研究热点 CiteSpace CiteSpace 使用使用 图谱判读图谱判读 4 4 研究进展时区图研究进展时区图 CiteSpace CiteSpace 使用使用 分析结论分析结论 研读高共引文提取研究热点研读高共引文提取研究热点 对这些高引频对这些高引频 高中心度 高中心度 文献进行研文献进行研 读 分析得出读 分析得出 研究热点研究热点 CiteSpace CiteSpace 使用使用 分析结论分析结论 研读高研读高频频引文引文获取发展趋势获取发展趋势 通过高共被引文献通过高共被引文献 的高引频文献内容的高引频文献内容 研读 得到学科 研读 得到学科 研究的发展趋势研究的发展趋势 CiteSpace CiteSpace 使用使用 分析结论分析结论 依据时区图得到研究进展依据时区图得到研究进展 点开各时区内各点开各时区内各 节点文献进行内节点文献进行内 容研读 得到研容研读 得到研 究进展态势究进展态势 应用案例分析应用案例分析 以以