电影知识图谱问答

项目概述

本项目“电影知识图谱问答”基于Django框架，结合Neo4j图数据库，构建了一个电影领域的知识图谱问答系统。项目旨在通过结构化的电影数据存储与智能问答交互，为用户提供便捷、准确的电影信息查询和知识探索服务。

• 主要目的和价值
  利用知识图谱技术实现电影数据的语义化管理，支持多维度、多关系的查询，结合自然语言处理和大语言模型（OpenAI GPT）技术，提升用户对电影知识的理解与获取效率。系统不仅具备数据的高效存储和检索能力，还能通过智能问答实现人机自然交互，极大地丰富用户体验和应用场景。
• 解决的核心问题
  传统电影信息查询往往依赖关键词匹配，难以挖掘电影之间复杂的关系和属性。项目通过构建电影知识图谱，解决了数据孤立、结构单一和查询复杂度高的问题，实现了基于图谱的关系查询和智能问答，提升了查询的准确性和灵活性。
• 目标用户群体
  电影爱好者、影视研究人员、数据分析师及相关从业者，期望通过智能化和图谱技术深入探索电影数据及其内在联系，获取丰富且精准的电影信息。

技术架构

• 整体架构设计
  系统采用典型的三层架构设计：

1. 数据层：基于Neo4j图数据库，存储和管理电影实体及其关系。
2. 业务逻辑层：基于Django框架，负责用户管理、图谱数据操作、智能问答逻辑处理。
3. 表现层：通过Django模板引擎渲染前端页面，支持用户交互、图谱查询与问答展示。

• 主要技术栈
• 后端框架：Django
• 图数据库：Neo4j，使用py2neo作为Python客户端
• 自然语言处理：jieba中文分词
• 智能问答：集成OpenAI GPT模型API
• 前端技术：Django模板引擎、Bootstrap、Material Design Icons
• 数据存储：CSV文件导入至Neo4j图数据库
• 版本控制与开发环境：Python虚拟环境（venv）、IDE支持（如PyCharm）
• 模块间的关系和交互
• datas模块负责将原始CSV数据导入Neo4j，构建基础知识图谱。
• myneo4j模块是核心业务模块，提供图谱的查询、展示与智能问答功能，调用OpenAI接口实现自然语言交互。
• accounts模块提供用户身份认证及管理，支持问答记录与个性化服务。
• templates模块承担前端页面模板渲染，与后端视图紧密配合，支持用户界面交互。
• 各模块通过Django的路由系统和模型层有机结合，实现数据流和请求响应的高效协作。

功能模块

1. datas模块

• 功能介绍
• 数据导入：读取CSV格式的电影数据文件，解析电影及相关实体属性。
• 图谱构建：连接Neo4j数据库，创建电影节点及其属性，建立实体间的关系。
• 数据清洗与去重：通过字段映射及NodeMatcher，实现节点唯一性校验，保证数据质量和规范化。
• 与其他模块协作
• 为myneo4j模块提供结构化的图数据库数据基础。
• 依赖外部数据采集成果（CSV文件）。

2. myneo4j模块

• 功能介绍
• 图数据库管理：定义节点和关系数据模型，支持节点查询和关系分析。
• 智能问答：集成OpenAI GPT模型，实现基于知识图谱的自然语言问答交互。
• Web服务：基于Django视图处理请求，渲染图谱展示和问答页面。
• 统计分析：维护关系类型频次等统计数据，辅助数据分析。
• 用户问答记录管理，支持用户行为追踪。
• 与其他模块协作
• 调用accounts模块的用户模型，实现用户身份关联。
• 依赖datas模块构建的图数据库数据。
• 结合templates模块完成前端动态内容渲染。

3. accounts模块

• 功能介绍
• 用户认证：实现用户注册、登录、注销等身份管理功能。
• 用户信息维护：支持用户个人信息修改和密码安全管理。
• 表单验证和数据安全保障。
• 后台管理界面定制，方便管理员管理用户数据。
• 与其他模块协作
• 为myneo4j模块的问答记录和权限控制提供用户身份支持。
• 与前端页面配合，实现用户交互界面。

4. templates模块

• 功能介绍
• 页面模板提供：首页、登录、注册、用户信息修改、问答交互等多种功能页面。
• 采用Django模板继承机制，实现页面复用和统一布局。
• 结合Bootstrap等前端框架，实现响应式和现代化界面。
• 嵌入表单元素，支持前后端数据交互。
• 与其他模块协作
• 接收myneo4j和accounts模块视图传递的数据，渲染动态页面。
• 依赖静态文件模块（css、js、图片）实现样式和交互效果。

项目结构

xy25_neo4j_film/
├── accounts/           # 用户认证与管理模块
│   ├── models.py       # 用户模型定义
│   ├── forms.py        # 用户表单验证
│   ├── views.py        # 用户视图逻辑
│   ├── urls.py         # 用户路由配置
│   └── admin.py        # 后台管理配置
├── datas/              # 数据导入与图谱构建模块
│   ├── importneo4j.py  # 核心导入脚本
│   ├── 合并后的数据.csv # 原始电影数据文件
│   └── cibiao.txt      # 辅助词表文件
├── myneo4j/            # 核心业务逻辑模块，图谱查询与问答
│   ├── models.py       # 图谱数据模型定义
│   ├── pyneo_utils.py  # Neo4j数据库操作封装工具
│   ├── views.py        # 业务视图逻辑
│   ├── urls.py         # 路由映射
│   └── admin.py        # 后台管理配置
├── templates/          # 前端页面模板
│   ├── base.html       # 基础布局模板
│   ├── index.html      # 首页模板
│   ├── login.html      # 登录页面
│   ├── register.html   # 注册页面
│   ├── modify.html     # 修改密码页面
│   ├── my_info.html    # 用户信息页面
│   └── wenda.html      # 问答交互页面
├── static/             # 静态资源（CSS、JS、图片等）
├── xy_neo4j/           # Django项目配置目录
│   ├── settings.py     # 项目配置文件
│   ├── urls.py         # 全局路由配置
│   ├── wsgi.py         # WSGI接口
│   └── asgi.py         # ASGI接口
├── manage.py           # Django项目管理脚本
├── .venv/              # Python虚拟环境
└── README.md           # 项目说明文档

• 关键目录和文件作用
• accounts/：用户认证与管理核心代码。
• datas/：负责数据导入和知识图谱构建的脚本和数据文件。
• myneo4j/：业务逻辑核心，图谱数据管理与智能问答实现。
• templates/：页面模板文件，支撑前端界面。
• static/：存放CSS、JS、图片等静态资源。
• xy_neo4j/：Django项目配置与路由管理。
• manage.py：Django项目启动及管理工具。

部署和运行

• 环境要求
• Python 3.x
• Django 3.x 或以上版本
• Neo4j 图数据库（建议使用Neo4j Desktop或企业版，版本兼容py2neo）
• py2neo Python库
• 依赖库包括jieba、requests、OpenAI SDK等
• 网络环境支持调用OpenAI GPT接口
• 安装和配置步骤

1. 环境准备
   • 创建并激活Python虚拟环境（推荐使用venv）。
   • 安装依赖：pip install -r requests.txt（包含所有必要依赖）。
2. Neo4j配置
   • 安装并启动Neo4j数据库，设置用户名和密码。
   • 配置datas/importneo4j.py和myneo4j/pyneo_utils.py中Neo4j连接参数。
3. 数据导入
   • 执行python datas/importneo4j.py，将CSV数据导入Neo4j，构建知识图谱。
4. Django项目配置
   • 依据xy_neo4j/settings.py配置数据库、静态文件路径及OpenAI API密钥等。
5. 数据库迁移
   • 运行python manage.py makemigrations和python manage.py migrate，创建Django数据库表。
6. 创建超级用户（可选）
   • 运行python manage.py createsuperuser，便于后台管理。

• 启动方式
• 启动Django开发服务器：
  bash python manage.py runserver
• 访问http://127.0.0.1:8000/即可使用系统功能。
• 管理后台地址为http://127.0.0.1:8000/admin/，用于用户及数据管理。

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本项目通过集成Neo4j图数据库和OpenAI智能问答，结合Django强大的Web开发能力，构建了一个功能完善、用户体验良好的电影知识图谱问答系统。系统不仅具备数据导入、存储及复杂关系查询能力，还创新性地引入自然语言交互，极大提升了电影信息的获取效率和交互智能化水平，具有较高的实用价值和推广潜力。

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如有问题请联系作者：https://qalangtao.com 。
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