城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)

这里写一篇博文来整理一下如何构建城市类的知识图谱,废话不多说,一般来说在知识图谱中比较重要的技术点就是实体识别和关系抽取。就比如在城市的类别中,一个城市有它的一些特性,比如说北京,如下图所示:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第1张图片
中间表示是城市北京,蓝色圆框中间表示一些内容,而连接线表示北京与这些内容的一些关系,我们在做知识图谱的时候就要建立这些实体之间的关系。
首先第一步是数据的整理,我们需要从网上爬取城市的数据,这里比较好的数据是城市百科,我们可以从这个网站上爬取中国所有地级市的景点、美食、文化和人物信息。以北京微例子,如下图所示:

红色方框框住的部分就是我们要爬取的部分,甚至我们可以建立更完整的城市信息,把人物、历史、自然、建设和学校的信息一起爬取下来,建立更完整的知识图谱。然后城市的简介是爬取百度百科的第一段简介。如下图所示:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第2张图片
好了,知道如何获取数据以后,我们看看完整的数据是长什么样子的吧。在这里我只用了最基本的简介、景点、美食和文化。下面就是我们的数据了,长这个样子:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第3张图片
总的数据,去掉一些空的数据和不完整的数据,一共有365个地级市,分别是城市名city,景点scenery,美食food,文化culture和简介describe,不同的特征选项之间是用英文的逗号“,”隔开的,特征内部是用中文的逗号“,”隔开的,我们在待会提取数据的时候可以通过 split 方法将其提取出来。有了这些数据之后,我们就可以将数据导入 elasticsearch 数据库了,朋友们可以导到您本机的 elasticsearch 上,下面是批量导入数据到 elasticsearch 上的代码:

#!/usr/bin/python                                                                                                                                                           
# coding=utf-8

from elasticsearch import Elasticsearch
from elasticsearch.helpers import bulk


# set mapping
def set_mapping(es, index_name="城市信息", doc_type_name="FAQ"):
    mapping = {
        # 导入的数据的city, scenery, foods, culture 和 describe
        # ik_smart 表示索引和查询搜索分词的时候按照最粗的粒度进行分词操作
        "properties": {
            "city": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_smart",
                "search_analyzer": "ik_smart"
            },
            "scenery": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_smart",
                "search_analyzer": "ik_smart"
            },
            "foods": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_smart",
                "search_analyzer": "ik_smart"
            },
            "cultures": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_smart",
                "search_analyzer": "ik_smart"
            },
            "describe": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_smart",
                "search_analyzer": "ik_smart"
            },
        }
    }

    es.indices.delete(index=index_name, ignore=[400, 404])
    es.indices.create(index=index_name, ignore=True)
    es.indices.put_mapping(index=index_name, doc_type=doc_type_name, body=mapping)


def set_date(elasticsearch, index_name="城市信息", doc_type_name="FAQ"):
    actions = []
    i = 1
    with open(u'city.txt', 'r', encoding="utf-8") as cityfile:
        for row in cityfile:
            try:
                # 逐行读取数据,然后通过split(',')获取城市的各个数据信息
                row = row.strip().split(',')
                action = {
                    "_index": index_name,
                    "_type": doc_type_name,
                    "_id": i,
                    "_source": {
                        "city": row[1],
                        "scenery": row[2],
                        "foods": row[3],
                        "cultures": row[4],
                        "describe": row[5],
                    }
                }

                i = i + 1
                actions.append(action)
            except Exception as e:
                print(row, e)

    success, _ = bulk(elasticsearch, actions, index=index_name, raise_on_error=True)
    print('Performed %d actions' % success)


if __name__ == '__main__':
    # 您要导入的服务器IP,端口号默认是9200
    es = Elasticsearch(hosts=["192.168.1.118:9200"], timeout=5000)
    set_mapping(es)
    set_date(es)

导入数据成功之后,我们可以看到服务器上的数据长得这个样子:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第4张图片
之所以我们选择使用 elasticsearch 的原因是因为它在数据关键词搜索上表现非常棒,举个例子,比如我搜一个重庆,在 elasticsearch 里面就可以将重庆所有的信息展示出来,如图所示:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第5张图片
甚至我随便搜一个臭豆腐,elasticsearch 就能够把所有美食包含有臭豆腐的城市给找出来,如图所示:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第6张图片
有这么强大的搜索工程,我们在后续进行搜索的时候就非常方便了。顺便提一句,在后续搜索的时候我们需要用到搜索语句,是json 的格式,比如在搜所美食的时候,就要修改 “default_field” 和 “query” 这两个字段的内容,如图所示:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第7张图片
除了这些数据以外,因为在后续我们会进行实体的识别,所以我们这里要把所有的 city、culture、food 和 scenery 提取出来,并打上相应的标签,命名实体和标签中间是空格,得到city.txt、culture.txt、food.txt 和 scene.txt如下图所示:
城市类知识图谱的搭建(elasticsearch+Django)(上)_第8张图片
这个过程非常简单,就把爬取下来的数据进行 set 去重,然后分别打上标签就好了,后续我们会用到这些命名实体的。好了,到目前为止,数据方面的处理就完成了,接下来我们需要去进行语义的解析,来判断 query 想问的东西。代码详见 GitHub 。

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