基于知识图谱的非遗技艺问答系统

项目概述

本项目旨在构建一个基于知识图谱的非物质文化遗产（非遗）技艺问答系统，利用图数据库和自然语言处理技术，实现非遗相关知识的结构化管理与智能问答服务。通过整合非遗技艺的实体及其关系，构建丰富的知识图谱，支持用户便捷查询和深入理解传统技艺内涵，弘扬和传承非遗文化。

系统核心解决非遗知识分散、查询困难、交互不便的问题，为文化研究者、教育者、非遗爱好者等提供精准、高效的知识检索工具和智能问答体验，提升非遗信息服务水平和传播效果。

目标用户群体包括：

非遗文化研究学者和教育工作者
文化传承和保护机构
传统技艺从业者及爱好者
普通公众及文化旅游用户

技术架构

整体架构设计

系统采用典型的Web应用架构，基于Django框架搭建后端服务，结合Neo4j图数据库存储和管理知识图谱数据，前端通过Django模板渲染实现交互页面。整体架构划分为数据层、业务逻辑层和表现层三大部分：

数据层：以Neo4j图数据库为核心，存储非遗技艺的实体节点与关系，支持复杂语义查询和图谱推理。
业务逻辑层：基于Django实现，负责用户认证、知识图谱管理、问答处理等功能，封装数据库操作接口，处理前端请求。
表现层：利用Django模板及Bootstrap前端框架，提供用户登录注册、知识图谱浏览维护、智能问答等界面。

主要技术栈

后端框架：Python Django
图数据库：Neo4j，交互使用py2neo库
前端技术：Django模板语言、Bootstrap响应式框架、Material Design图标
自然语言处理：jieba中文分词库
数据格式及处理：CSV数据导入，UTF-8编码支持
安全性：Django自带用户认证体系、CSRF令牌保护

模块间关系与交互

datas模块负责知识图谱的初始化数据导入，从CSV文件构建Neo4j数据库的实体及关系，为系统提供基础数据支撑。
myneo4j模块作为核心业务逻辑模块，封装图数据库访问和问答处理，提供知识图谱的增删改查接口及智能问答服务，依赖datas模块构建的图谱数据。
accounts模块提供用户注册、登录及权限管理，保障系统安全并支持用户相关功能。
templates目录提供前端页面模板，配合myneo4j和accounts模块的视图函数，完成前后端数据交互与用户界面展示。

整体架构设计确保数据层与业务逻辑层解耦，模块职责清晰，支持系统的高效开发和后续扩展。

功能模块

1. datas模块

功能介绍：实现非遗知识图谱的初始化构建。通过initneo4j.py脚本读取CSV格式的实体及关系数据，判断节点是否存在，动态创建节点和关系，完成数据结构化存储到Neo4j图数据库中。
详细功能：
解析实体类型、关系类型CSV文件
节点和关系的增量创建，避免重复
生成辅助词表（词汇与词性）支持自然语言处理
协作关系：为myneo4j模块提供基础知识图谱数据，产生的词表辅助问答模块的语义解析。

2. myneo4j模块

功能介绍：基于Django实现的图数据库管理和问答系统核心。管理Neo4j中节点与关系数据，支持用户通过Web界面查询和维护知识图谱，同时实现智能问答功能。
详细功能：
定义图节点（MyNode）和问答数据（MyWenda）模型
封装Neo4j操作函数，实现节点查询、关系匹配、图谱数据格式化
提供知识图谱可视化展示接口
实现智能问答接口，结合jieba分词提升查询匹配效果
支持权限控制，保证数据安全
协作关系：
调用datas模块构建的图谱数据
依赖accounts模块实现用户身份认证
与前端模板协作完成页面渲染和交互

3. accounts模块

功能介绍：用户身份认证与管理模块，基于Django用户体系扩展，实现注册、登录、登出和用户信息维护流程。
详细功能：
UserProfile用户模型定义，支持自定义字段扩展
登录与注册表单验证
视图逻辑处理用户认证请求
管理后台用户信息展示和密码加密处理
协作关系：
保障myneo4j模块问答及管理功能的权限安全
与前端模板结合提供用户认证界面

4. templates目录（前端页面模板）

功能介绍：Web前端页面模板集合，提供统一的界面风格和交互入口，覆盖用户认证、知识图谱管理和智能问答等功能。
详细功能：
base.html：全局框架模板，统一页面风格和导航
index.html：首页，支持知识图谱查询入口
add_node.html、add_relation.html：新增节点和关系的表单页面
modify_node.html：节点信息修改界面
node_manage.html：节点管理及查询界面
login.html、register.html：用户登录与注册
wenda.html：智能问答界面
协作关系：
由myneo4j和accounts模块中的视图函数渲染和控制
支持用户提交请求，前后端数据交互

模块协作关系总结

datas模块提供数据基础，构建知识图谱。
myneo4j模块利用图谱数据实现业务逻辑，提供图数据库管理和问答服务。
accounts模块保障用户身份认证与系统安全。
templates目录配合各模块视图，实现完整用户交互界面。

项目结构

xy25_neo4j_fy/
├── accounts/            # 用户认证管理模块
│   ├── models.py        # 用户模型定义
│   ├── forms.py         # 登录注册表单
│   ├── views.py         # 用户认证业务逻辑
│   ├── urls.py          # 用户相关路由
│   └── admin.py         # 后台用户管理配置
├── datas/               # 知识图谱数据导入模块
│   ├── initneo4j.py     # 核心数据导入脚本
│   ├── 关系表2.csv      # 关系数据文件
│   ├── 属性表2.csv      # 属性数据文件
│   ├── cibiao.txt       # 词表
│   └── cixing.txt       # 词性表
├── myneo4j/             # 图数据库管理与问答模块
│   ├── models.py        # 图节点与问答模型
│   ├── pyneo_utils.py   # Neo4j操作封装
│   ├── views.py         # 业务视图逻辑
│   ├── urls.py          # 路由配置
│   └── admin.py         # 后台管理配置
├── templates/           # 前端页面模板
│   ├── base.html        # 基础框架模板
│   ├── index.html       # 首页
│   ├── login.html       # 登录页
│   ├── register.html    # 注册页
│   ├── wenda.html       # 问答页
│   ├── add_node.html    # 新增节点
│   ├── add_relation.html# 新增关系
│   ├── modify_node.html # 节点修改
│   └── node_manage.html # 节点管理
├── 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
│   ├── urls.py          # 全局路由
│   ├── wsgi.py          # WSGI接口
│   └── asgi.py          # ASGI接口
├── manage.py            # Django管理命令入口
├── README.md            # 项目说明文档
└── requests.txt         # 依赖库列表