面向数字化发展的全面深入变革，如何以“智慧国土”赋能高质量发展势在必行。

 

近日，中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》（以下简称《规划》），《规划》指出，要建设绿色智慧的数字生态文明，运用数字技术推动山水林田湖草沙一体化保护和系统治理面向数字化发展的全面深入变革，如何以“智慧国土”赋能高质量发展势在必行，“智慧国土”的建设亟需智慧内核的支撑，通过智慧内核的能力才能持续激活自然资源和国土空间治理的创新与潜能。

随着信息技术的的发展，知识图谱的理论方法为知识提供了一种新的获取、存储、管理和展示的手段，也逐渐在大数据、人工智能等前沿研究中展现了极大的应用潜力，必将为“智慧国土”的建设融入强劲动力国图信息从概念理论、构建流程、智能应用等多个层次对知识图谱开展系统研究，积极探索了面向“智慧国土”的知识图谱应用模式。

本文从知识图谱的研究背景入手，深入分析了知识图谱构建和应用的重要意义，对知识图谱的发展演化进行了梳理归纳，全面解析了知识图谱重要概念，为知识图谱构建和应用提供坚实的理论支撑。

一、研究背景与意义01知识是人类认知的重要产物数据、信息、知识是信息链中的三个重要节点，代表着人类认知递进的过程其中，数据描述客观事物的状态，是未经加工的原始素材；信息是具有相关性、目的性、组织性的数据；知识是通过对信息进行思考、归纳、抽象形成的有价值的凝练的信息。

知识图谱将人脑中网状的知识使用网状的图进行表达，不仅减少了人的理解成本，也支持机器读取使用。

图 地理学领域人类认知过程示意图02知识图谱将成为“智能”的核心凝练知识、表达知识、构建知识图谱的最终目的是达成信息链最后一个结点——智慧，智慧代表运用知识、针对问题提出解决方案的能力随着信息时代的迅速发展，从传统应用向智慧应用的转变必然需要有效结合大数据和人工智能两大驱动力。

而知识图谱是构成可解释的机器学习模型的关键，也是打破大数据计算算力限制的重要一步，最终将成为自然资源管理、数字中国建设体现“智能”的核心部分。”

图 知识图谱是“智能”的核心03知识图谱的主要应用知识图谱的应用价值可以总结为如下四点：01表达数据关联：通过对海量数据聚类整合，实现快速查询、关联推荐等功能02集成异构数据：支持建立不同数据类型、属于不同数据库数据之间的关联，有利于多源异构数据的使用。

03描述领域知识：支持表达复杂领域知识之间的内在逻辑，并借助数据库实现知识的存储管理，从而促进领域应用和学科发展04提供知识服务：形成知识库并提供智能审核、知识推理和信息挖掘等服务，甚至在人工智能的加持下实现辅助决策。

图 知识图谱的主要应用二、知识图谱的发展过程01知识图谱概念的形成1955年加菲尔德提出知识图谱（Mapping Knowledge Domain），当时提出的概念指在文献研究领域的引证网络，用于科学文献之间的引证关系、研究当代科学发展脉络。

1977年第五届国际人工智能会议上，知识工程的概念被提出，知识库是知识工程的重要组成部分知识库根据一定格式将相互关联的各种知识存储在计算机中，能够提供更加友好的知识服务系统2012年，Google率先提出知识图谱 ( Knowledge Graph）的概念，并进行了商业化的实现。

目前无论是学术界还是工业界，对知识图谱还没有一个唯一的定义，但总来说知识图谱是使用语义网络这种结构化方式描述客观世界中概念、实体及其关系的知识库。

图 知识图谱概念的形成02知识图谱的分类演化随着知识图谱的不断发展，根据知识的表达范围，知识图谱演化出通用知识图谱、特定领域知识图谱两个大类通用知识图谱表达存储常识性的百科知识，主要偏向知识的广度，面向普通用户，如搜索引擎构建的知识图谱。

特定领域知识图谱表达存储特定行业的知识，偏向于知识深度和精度，面向专业用户，现今地理、医疗、电气等众多领域都拥有各自的知识图谱

图 知识图谱的分类三、知识图谱重要概念解析01实体、关系、属性知识图谱使用实体、属性和关系来描述现实世界其中，实体是可区别且独立存在的具体事物属性是实体客观存在的特征，实体属性不受其他实体的影响关系描述实体和实体之间的联系，考虑到应用场景的不同，实体关系可以从多个维度考虑，比如属性维度、空间维度、时间维度等。

例如，在不动产登记领域，宗地、房屋、各类权利和不同的权利人都可以作为实体，他们之间存在权利主客体、拓扑、类属等关系，各个实体都可以根据各自的特征总结属性

图 不动产登记领域知识图谱（局部示例）02知识图谱的本体面对复杂的现实世界，知识图谱需要描述的实体数量巨大，实体关系也十分复杂所以针对实体、关系和属性需要一个规范和约束，即对具体知识的模式这个模式通常借助本体来表示，本体原本是哲学领域的概念，在计算机领域，。

本体是形式化的、共享的、明确化的、概念化规范，用于提高异构系统之间的互操作性，促进知识共享定义一个本体需要定义类、类关系和类属性类是具有相同特征的事物，是实体的抽象，比如罗xx、王xx这些实体可以抽象为权利人这个类，同理还可以抽象出不动产单元和权利这两个类。

类具有纵向关系，比如权利类包含国有建设用地使用权、房屋所有权等子类，子类继承父类，即子类具有父类的所有属性和关系类和类之间也有横向关系，比如不动产单元和权利的权利客体关系、不动产单元之间的拓扑关系和类属关系等。

类的属性是对实体属性的约束，不仅需要定义属性名称，更要定义属性值的数据类型、范围、能否为空等

图 不动产登记领域本体（局部示例）03知识图谱逻辑结构知识图谱在逻辑上分为数据层和模式层，数据层存储具体知识，模式层存储具体知识抽象而来的抽象知识，模式层通常用本体来表达，数据层的具体实体都是模式层中类的实例。

狭义上来说，数据层才是知识图谱，但是对一个准确完整的知识图谱（特别是特定领域知识图谱）来说模式层是必不可少的。

图 不动产登记领域知识图谱逻辑结构（局部示例）四、总 结知识图谱是实现多源异构时空信息智能提取和知识服务的必由之路，也必将成为今后自然资源管理、数字中国建设智能化转型的重要推动力国图信息基于二十余载的自然资源信息化积累，积极探索了知识图谱与自然资源结合的应用新模式。

下一期，我们将详细介绍知识图谱的构建流程，为不同情况下的知识图谱建设提供可用建议，助力知识图谱有效赋能“智慧国土”建设和应用本期供稿：应用软件研发中心 周思凡本期责编：沈健 朱烨相关阅读1.国图实景三维系列研究及创新实践（一）：。

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