梅兰芳多模态知识图谱

项目概述

梅兰芳多模态知识图谱项目旨在构建一个基于图数据库的多模态知识管理与展示平台，专注于梅兰芳及相关京剧艺术内容的结构化知识表达、查询与可视化。通过整合文本、音频、视频等多种数据类型，项目实现了京剧知识的系统化管理与交互式展示，助力文化遗产的数字化保护与传播。

核心价值体现在：

• 知识结构化管理：利用Neo4j图数据库高效存储与表示人物、剧目、角色、历史事件等复杂关系；
• 多模态数据融合：集成文本档案、音频选段、视频资料，实现多源信息的同步浏览与分析；
• 交互式知识探索：基于Web前端可视化技术，支持用户便捷查询、编辑及扩展知识图谱；
• 用户管理与权限保障：系统内置完善的用户认证与管理机制，保障数据安全与协作便捷。

项目主要解决的核心问题包括：

• 传统文化艺术知识分散、非结构化难以系统检索；
• 多模态文化数据缺乏有效整合与关联；
• 知识图谱的动态更新与维护困难；
• 用户身份与权限管理不足，影响数据安全性。

目标用户群体涵盖：

• 文化研究人员、京剧艺术学者及爱好者；
• 教育机构及文化传播平台；
• 数字人文领域开发者及应用设计者。

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技术架构

整体架构设计

本项目采用典型的Web应用三层架构，基于Django框架构建后端业务逻辑，Neo4j图数据库作为核心数据存储层，Web前端模板负责视图展示与用户交互。架构主要包括：

• 表现层（前端）：基于Django模板引擎渲染HTML页面，集成Bootstrap、jQuery及ECharts实现响应式设计和动态图谱展示；
• 业务逻辑层（后端）：Django视图函数处理HTTP请求，调用图数据库访问工具封装，完成用户认证、数据管理和知识图谱操作；
• 数据层：Neo4j图数据库存储结构化知识节点与关系；关系型数据库存储用户、问答等辅助数据；CSV数据导入模块实现数据批量初始化。

主要技术栈

• 后端框架：Python Django
• 图数据库：Neo4j，操作库py2neo
• 前端技术：Django模板引擎、Bootstrap、FontAwesome、jQuery、ECharts
• 数据格式：CSV作为数据导入格式，JSON用于前后端数据交互
• 用户认证：Django自带认证系统，自定义扩展用户模型
• 多媒体支持：MP3音频与MP4视频文件嵌入展示

模块间的关系和交互

• accounts模块提供用户身份认证服务，管理用户信息，保障系统安全访问；
• myneo4j模块负责图数据库节点与关系的增删改查，是项目的核心数据交互层，依赖accounts模块的用户模型支持问答数据的用户关联；
• templates目录承载前端视图模板，渲染myneo4j模块提供的图谱数据接口，实现用户交互与数据编辑；
• data模块实现CSV数据到Neo4j的导入，作为数据接入的基础支持；
• 静态资源（JS、CSS、图片、音视频）则统一由static目录提供，支持前端功能实现。

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功能模块

1. myneo4j模块

• 图谱节点管理：定义节点数据模型，支持节点的创建、修改、删除及属性维护；
• 关系管理：实现节点间关系的增删改查，构建完整的知识网络；
• 图谱查询与展示：基于Cypher查询语句，提供节点及关系的图形化数据接口，支持前端ECharts图谱可视化；
• 问答数据管理：关联用户与问答内容，支撑知识问答功能；
• 接口安全：采用Django认证装饰器确保接口访问权限。

2. accounts模块

• 用户注册与登录：支持新用户注册、已有用户登录及登出功能；
• 用户信息管理：自定义扩展用户模型字段，支持用户密码与资料更新；
• 表单验证：实现注册登录表单字段校验，保证数据合法性；
• 权限控制：基于Django认证系统实现用户认证和访问权限管理。

3. templates目录（前端模板）

• 公共基础模板（base.html）：定义页面通用结构与样式；
• 首页展示（index.html，index_base.html）：集成知识图谱查询表单与多模态结果展示区；
• 图谱节点与关系编辑（add_node.html，add_relation.html，modify_node.html）：提供数据增删改交互页面；
• 数据管理界面（node_manage.html）：支持节点和关系的搜索、管理操作入口；
• 用户认证页面（login.html，register.html）：实现前端用户交互界面；
• 错误提示页（error.html）：友好展示系统错误信息；
• 多媒体内容支持：集成音频、视频播放组件，实现艺术表演资料的展示。

4. data模块

• CSV数据导入：通过importneo4j2.py脚本，将结构化CSV文件转换为Neo4j节点和关系，批量构建知识图谱基础数据；
• 避免重复数据：利用NodeMatcher和RelationshipMatcher实现数据去重，保证图谱数据一致性；
• 动态属性支持：支持节点属性的灵活扩展，增强图谱表达能力。

模块间协作

• 前端模板通过调用myneo4j模块的视图接口，实现图谱数据的动态加载与操作；
• myneo4j模块依赖accounts模块的用户信息，实现用户权限控制和问答数据的用户关联；
• data模块为myneo4j模块提供数据初始化接口，确保图数据库数据的完整与准确；
• 静态资源与多媒体文件为前端模板提供视觉与交互支持，提升用户体验。

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项目结构

xy25_neo4j_meilanfang/
├── accounts/              # 用户认证与账户管理模块
│   ├── models.py          # 用户模型定义
│   ├── forms.py           # 登录注册表单
│   ├── views.py           # 用户请求处理
│   ├── urls.py            # 路由配置
│   └── admin.py           # 后台管理注册
├── myneo4j/               # Neo4j图数据库操作核心模块
│   ├── models.py          # 图谱节点与问答模型
│   ├── pyneo_utils.py     # Neo4j数据库操作封装
│   ├── views.py           # 业务逻辑处理
│   ├── urls.py            # 路由映射
│   └── admin.py           # 模型后台注册
├── data/                  # 图数据库数据导入模块
│   ├── importneo4j2.py    # CSV导入Neo4j脚本
│   └── all.datas2.csv     # 输入数据文件
├── templates/             # Django模板目录，存放前端HTML页面
│   ├── base.html          # 公共基础模板
│   ├── index.html         # 首页
│   ├── login.html         # 登录页
│   ├── register.html      # 注册页
│   ├── add_node.html      # 添加节点页面
│   ├── add_relation.html  # 添加关系页面
│   ├── modify_node.html   # 修改节点页面
│   ├── node_manage.html   # 知识图谱数据管理页
│   └── error.html         # 错误提示页
├── static/                # 静态资源目录，包含CSS、JS、图片及多媒体文件
├── xy_neo4j/              # Django项目配置目录
│   ├── settings.py        # 配置文件
│   ├── urls.py            # 全局路由配置
│   ├── wsgi.py            # WSGI入口
│   └── asgi.py            # ASGI入口
├── manage.py              # Django管理命令入口
├── README.md              # 项目说明文档
└── requests.txt           # 依赖包列表

关键目录和文件作用

• accounts/：实现用户身份认证、注册登录逻辑，保障系统安全；
• myneo4j/：图数据库操作核心，定义图谱结构模型与业务视图接口；
• data/：负责将外部CSV数据导入Neo4j，完成知识图谱数据初始化；
• templates/：前端页面模板，提供用户交互界面及多模态内容展示；
• static/：项目所需静态资源，包括样式文件、脚本、多媒体资源等；
• xy_neo4j/：Django项目核心配置，包含全局路由与项目设置；
• manage.py：Django项目管理命令入口，支持启动和维护。

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部署和运行

环境要求

• Python 3.x
• Django 3.x或以上版本
• Neo4j 4.x或以上版本，已安装并运行
• py2neo库，用于连接与操作Neo4j数据库
• 相关前端依赖（Bootstrap, jQuery, ECharts等，项目已包含静态资源）

安装和配置步骤

1. 环境准备

• 安装Python及pip
• 安装Neo4j数据库，确保服务运行正常
• 在虚拟环境中安装依赖：
  bash python -m venv .venv source .venv/bin/activate # Linux/macOS .venv\Scripts\activate # Windows pip install -r requests.txt

1. 配置Django项目

• 修改xy_neo4j/settings.py，配置数据库连接和Neo4j访问参数（如Bolt端口、认证信息）
• 确保myneo4j/pyneo_utils.py中Neo4j连接配置正确

1. 初始化数据库

• 运行导入脚本导入CSV数据到Neo4j：
  bash python data/importneo4j2.py
• 运行Django数据库迁移命令，完成关系型数据库初始化：
  bash python manage.py migrate

1. 创建超级用户（可选）

   python manage.py createsuperuser

启动方式

• 启动Django开发服务器：

  python manage.py runserver

• 访问浏览器，打开 http://127.0.0.1:8000/
• 通过首页界面进行知识图谱查询、节点关系编辑及用户登录注册操作

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总结

梅兰芳多模态知识图谱项目充分融合了现代图数据库技术与Django Web框架，构建了一个面向京剧文化的多模态知识管理平台。它不仅实现了知识的结构化存储和动态可视化，还集成了用户认证及多媒体内容展示，极大提升了文化数据的利用效率和用户交互体验。项目技术实现严谨，模块划分清晰，支持后续功能拓展和数据丰富，具有较高的应用价值和推广潜力。

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如有问题请联系作者：https://qalangtao.com 。
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