本發(fā)明涉及科技大數(shù)據(jù)畫像領(lǐng)域，具體涉及一種多視角的科技數(shù)據(jù)畫像系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

1、科技數(shù)據(jù)畫像被視為一種能夠整合并分析多源科技信息，全貌呈現(xiàn)科技實(shí)力并提供價(jià)值見解的有效手段。通過數(shù)字化分析廣泛采集的多源科技數(shù)據(jù)，科技數(shù)據(jù)畫像能夠?qū)崿F(xiàn)對科技實(shí)力的全面評估和比較，揭示不同領(lǐng)域的優(yōu)勢和短板。同時(shí)，利用標(biāo)簽化技術(shù)洞察科技實(shí)力的特征，有助于發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)中的重要規(guī)律和趨勢。目前，現(xiàn)有公開的科技指標(biāo)體系為構(gòu)建科技數(shù)據(jù)畫像提供了重要的數(shù)據(jù)支撐和分析視角。在構(gòu)建科技數(shù)據(jù)畫像的基本思路中，必須回顧和綜合現(xiàn)有公開的科技大數(shù)據(jù)指標(biāo)體系，全面分析獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的標(biāo)簽化處理和選擇性篩選，構(gòu)建符合實(shí)際需求的科技數(shù)字畫像。然而，科技數(shù)據(jù)的種類繁多，來源廣泛且數(shù)據(jù)量龐大，如何有效整合大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘和人工智能技術(shù)建立科技數(shù)據(jù)畫像成為一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。尤其，如何通過將領(lǐng)域知識、數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)和決策分析方法有機(jī)結(jié)合，從不同的視角實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域跨學(xué)科的科技數(shù)據(jù)交叉分析與理解成為重要挑戰(zhàn)。綜上所述，目前在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)缺少一種多視角的科技數(shù)據(jù)畫像方法及其系統(tǒng)的研究，即在建立全貌數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提供多視角的科技數(shù)據(jù)畫像建模、分析和應(yīng)用的一體化解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種多視角的科技數(shù)據(jù)畫像系統(tǒng)及其方法，以從多視角描繪科技實(shí)力概貌，提供領(lǐng)域細(xì)粒度的科技價(jià)值見解支持。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種多視角的科技數(shù)據(jù)畫像系統(tǒng)，包括科技指標(biāo)集成評估模塊、科技熱點(diǎn)標(biāo)簽標(biāo)注模塊、科技圖譜構(gòu)建分析模塊、科技競合態(tài)勢感知模塊、科技畫像多維展現(xiàn)模塊，其中：

3、科技指標(biāo)集成評估模塊用于構(gòu)建科技指標(biāo)畫像。從科技投入、產(chǎn)出和效益維度建立三級科技指標(biāo)體系，通過“德爾菲法”確定各層級指標(biāo)相對重要程度，并采用幾何分析法進(jìn)行指標(biāo)量化排名，實(shí)現(xiàn)多維度的科技競爭力橫/縱向?qū)Ρ确治觥?/p>

4、科技熱點(diǎn)標(biāo)簽標(biāo)注模塊用于構(gòu)建科技熱點(diǎn)畫像。通過textrank算法并行地從大量科技文本數(shù)據(jù)提取科技關(guān)鍵詞，通過科技關(guān)鍵詞與科技主題詞向量編碼的相似度映射建立科技主題詞庫，通過構(gòu)建科技熱點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測模型并基于科技主題詞庫構(gòu)建樣本集訓(xùn)練，以標(biāo)簽詞云的形式展現(xiàn)未來一段時(shí)間內(nèi)的科技熱點(diǎn)。

5、科技圖譜構(gòu)建分析模塊用于構(gòu)建科技圖譜畫像。通過知識圖譜建模和科技實(shí)體關(guān)系抽取，建立科技實(shí)體之間聯(lián)系，通過科技圖譜關(guān)聯(lián)分析、科技圖譜時(shí)序分析以及科技圖譜時(shí)空分析，發(fā)現(xiàn)科技實(shí)體之間潛在關(guān)系，呈現(xiàn)科技實(shí)體全生命周期演變，并展示科技實(shí)體之間的時(shí)空關(guān)聯(lián)。

6、科技競合態(tài)勢感知模塊用于構(gòu)建科技領(lǐng)域畫像。通過抽析智庫文本提取核心觀點(diǎn)內(nèi)容，監(jiān)測最新關(guān)鍵科技領(lǐng)域動(dòng)向，通過構(gòu)建貿(mào)易競合態(tài)勢網(wǎng)絡(luò)計(jì)算進(jìn)口依存度和貿(mào)易穩(wěn)定指數(shù)，揭示關(guān)鍵領(lǐng)域資源的競合態(tài)勢。

7、科技畫像多維展現(xiàn)模塊提供統(tǒng)一用戶門戶，用于科技指標(biāo)畫像、科技熱點(diǎn)畫像、科技圖譜畫像、科技領(lǐng)域畫像的綜合展現(xiàn)。

8、進(jìn)一步的，所述科技指標(biāo)集成評估模塊包括科技指標(biāo)評價(jià)體系構(gòu)建模塊、多維度科技競爭力指數(shù)排名模塊和科技指標(biāo)畫像構(gòu)建模塊，其中：

9、科技指標(biāo)評價(jià)體系構(gòu)建模塊，由科技發(fā)展環(huán)境指數(shù)、科技發(fā)展資源指數(shù)、科技創(chuàng)新產(chǎn)出指數(shù)、科技與產(chǎn)業(yè)安全指數(shù)、科技綜合貢獻(xiàn)指數(shù)共5個(gè)一級指標(biāo)構(gòu)成；一級指標(biāo)能相應(yīng)分解為多個(gè)二級指標(biāo)，表示為；二級指標(biāo)由多個(gè)可直接量化的三級指標(biāo)構(gòu)成，表示為；

10、指標(biāo)體系由公式（1a）進(jìn)行量化；

11、?（1a）；

12、s.t.

13、?（1b）；

14、其中，i,j,k分別表示一級指標(biāo)、二級指標(biāo)和三級指標(biāo)的序號，和表示三級指標(biāo)的最大值和最小值；和表示相應(yīng)的三級指標(biāo)和二級指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；表示一級指標(biāo)所包含的二級指標(biāo)的數(shù)量，表示二級指標(biāo)所包含的三級指標(biāo)的數(shù)量；

15、多維度科技競爭力指數(shù)排名模塊，從科技發(fā)展環(huán)境指數(shù)、科技發(fā)展資源指數(shù)、科技創(chuàng)新產(chǎn)出指數(shù)、科技與產(chǎn)業(yè)安全指數(shù)、科技綜合貢獻(xiàn)指數(shù)5個(gè)指標(biāo)維度，實(shí)現(xiàn)科技競爭力指數(shù)排名；

16、科技指標(biāo)畫像構(gòu)建模塊，從科技發(fā)展環(huán)境指數(shù)、科技發(fā)展資源指數(shù)、科技創(chuàng)新產(chǎn)出指數(shù)、科技與產(chǎn)業(yè)安全指數(shù)、科技綜合貢獻(xiàn)指數(shù)5個(gè)指標(biāo)維度，以圖表結(jié)合數(shù)值分析的方法，對不同評估對象同一時(shí)間段內(nèi)的一級評估指標(biāo)排名進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，通過一級指標(biāo)逐級“下鉆”二級指標(biāo)和三級指標(biāo)進(jìn)行不同評估對象不同時(shí)間段內(nèi)不同指標(biāo)維度的橫/縱向?qū)Ρ取?/p>

17、進(jìn)一步的，二級指標(biāo)權(quán)重系數(shù)和三級指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的求解過程為：

18、首先采用“德爾菲法”確定相應(yīng)層級任意兩個(gè)指標(biāo)與之間的相對重要程度，分別表示相比于同等重要、稍微重要、重要、比較重要、非常重要；然后構(gòu)建指標(biāo)相對重要性比較矩陣，采用公式（2）幾何分析法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重計(jì)算；

19、?（2）；

20、其中，表示各層級任意指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，d表示相應(yīng)層級的指標(biāo)維度。

21、進(jìn)一步的，所述科技指標(biāo)畫像構(gòu)建模塊通過折線圖展示同一評估對象不同指標(biāo)值隨時(shí)間的排名變化趨勢，通過雷達(dá)圖展示不同評估對象在同一指標(biāo)維度的排名比較，通過熱力圖展示評估對象最近幾個(gè)時(shí)間段內(nèi)在不同指標(biāo)維度的變化情況。

22、進(jìn)一步的，所述科技熱點(diǎn)標(biāo)簽標(biāo)注模塊包括科技主題詞庫構(gòu)建模塊、科技熱點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測模塊和科技熱點(diǎn)詞云標(biāo)注模塊，其中：

23、科技主題詞庫構(gòu)建模塊，首先，以論文、專利、智庫、報(bào)告為科技文本數(shù)據(jù)源，并行化構(gòu)建科技文本關(guān)鍵詞關(guān)系圖g，科技文本關(guān)鍵詞關(guān)系圖g以科技關(guān)鍵詞作為節(jié)點(diǎn)，以科技關(guān)鍵詞在文本中的共現(xiàn)關(guān)系作為邊，其中共現(xiàn)關(guān)系僅當(dāng)兩個(gè)科技關(guān)鍵詞在同一文本中的共現(xiàn)頻率大于閾值時(shí)建立一條關(guān)系邊；然后采用textrank算法對科技文本關(guān)鍵詞關(guān)系圖g的科技關(guān)鍵詞進(jìn)行排名，生成（科技關(guān)鍵詞，評分）集合；接著，利用word2vec對科技文本關(guān)鍵詞關(guān)系圖g中的科技關(guān)鍵詞進(jìn)行詞向量編碼，計(jì)算科技關(guān)鍵詞與科技主題詞的相似度，并用相似度最大的科技主題詞替代科技關(guān)鍵詞以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化處理；最后，對相同科技主題詞的不同科技關(guān)鍵詞進(jìn)行評分累加聚合，取評分排名前k的主題詞作為科技熱點(diǎn)標(biāo)簽，形成科技主題詞庫；

24、科技熱點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測模塊，用于預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)可能成為被評估對象科技熱點(diǎn)的標(biāo)簽，科技熱點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測模型由三層lstm網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，并在最后增加一層具有softmax激活函數(shù)的32節(jié)點(diǎn)的全連接層，輸入為前m個(gè)階段科技主題詞嵌入編碼序列，輸出為下一階段科技主題詞的概率；采用論文、專利、智庫、報(bào)告科技文本構(gòu)建的科技主題詞庫構(gòu)建訓(xùn)練樣本集{([嵌入編碼序列],科技主題詞)}，以增量訓(xùn)練的方式微調(diào)科技熱點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過折扣系數(shù)優(yōu)化樣本訓(xùn)練損失以改進(jìn)模型性能，其中為樣本所屬時(shí)間段的序號，q為時(shí)間段劃分的數(shù)量；

25、科技熱點(diǎn)詞云標(biāo)注模塊，根據(jù)科技熱點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測模型輸出的科技熱點(diǎn)標(biāo)簽概率值調(diào)整標(biāo)簽的大小和顏色，形成一個(gè)以科技主題詞為視覺元素的云狀圖像，展現(xiàn)未來時(shí)間段內(nèi)評估對象的科技領(lǐng)域熱點(diǎn)。

26、進(jìn)一步的，所述科技圖譜構(gòu)建分析模塊包括科技圖譜構(gòu)建模塊和科技知識關(guān)聯(lián)挖掘模塊，其中：

27、科技圖譜構(gòu)建模塊，首先集成科技項(xiàng)目、科技快報(bào)、科技基金三類非結(jié)構(gòu)化的科技文本數(shù)據(jù)，使用bert預(yù)訓(xùn)練模型對輸入科技文本進(jìn)行編碼，提取文本的語義信息，生成每個(gè)單詞的語義特征向量序列，p為文本中單詞的數(shù)量；然后，使用雙向lstm網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步處理bert預(yù)訓(xùn)練模的輸出，捕捉詞語之間的上下文依賴關(guān)系，得到增強(qiáng)的語義特征向量序列，并且，將雙向lstm網(wǎng)絡(luò)的輸出作為條件隨機(jī)場的輸入，識別文本中的科技實(shí)體邊界和類型，并根據(jù)類型篩選出科技實(shí)體及屬性信息，其中科技實(shí)體包括科技組織、科技基金、科技項(xiàng)目、科技人才；接著，抽取科技實(shí)體關(guān)系，科技實(shí)體關(guān)系通過科技實(shí)體在文本中的共現(xiàn)關(guān)系以及科技實(shí)體之間語義特征向量的相似度來確定，即如果兩個(gè)科技實(shí)體在同一上下文中共現(xiàn)的頻率超過閾值且語義特征向量的相似度超過閾值，則兩個(gè)科技實(shí)體之間存在關(guān)系邊；最后將識別出的科技實(shí)體和科技實(shí)體關(guān)系存儲到圖數(shù)據(jù)庫或關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，構(gòu)建完整的科技圖譜；

28、科技知識關(guān)聯(lián)挖掘模塊，通過科技圖譜關(guān)聯(lián)分析、科技圖譜時(shí)序分析、科技圖譜時(shí)空分析三種方法，從科技圖譜中發(fā)現(xiàn)科技實(shí)體和事件之間的潛在關(guān)系，其中科技圖譜關(guān)聯(lián)分析通過查詢科技圖譜多跳關(guān)系，形成關(guān)注對象的子圖，通過對科技實(shí)體直接、間接關(guān)聯(lián)的其他實(shí)體進(jìn)行查看，獲取科技實(shí)體之間隱藏的關(guān)聯(lián)關(guān)系；科技圖譜時(shí)序分析通過科技實(shí)體的存續(xù)時(shí)間以及科技實(shí)體關(guān)系的起止時(shí)間動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，以及起止時(shí)間范圍內(nèi)任意時(shí)刻的科技圖譜狀態(tài)回放，呈現(xiàn)科技實(shí)體全生命周期演變過程；科技圖譜時(shí)空分析通過將科技圖譜按照科技實(shí)體的地理位置信息關(guān)聯(lián)展示到三維地球，展示科技實(shí)體之間的時(shí)空關(guān)聯(lián)關(guān)系。

29、進(jìn)一步的，所述科技競合態(tài)勢感知模塊包括關(guān)鍵領(lǐng)域動(dòng)向監(jiān)測模塊、關(guān)鍵領(lǐng)域資源競合態(tài)勢分析模塊和關(guān)鍵領(lǐng)域畫像構(gòu)建模塊，其中：

30、關(guān)鍵科技領(lǐng)域動(dòng)向監(jiān)測模塊通過對關(guān)鍵領(lǐng)域智庫報(bào)告進(jìn)行收集，形成智庫文本庫，通過開源大語言模型實(shí)現(xiàn)智庫快報(bào)內(nèi)容框架、摘要與核心觀點(diǎn)的自動(dòng)提取,以地圖形式展示關(guān)鍵領(lǐng)域的區(qū)域分布，鼠標(biāo)懸停顯示的關(guān)鍵領(lǐng)域最新智庫快報(bào)核心觀點(diǎn)內(nèi)容；

31、關(guān)鍵科技領(lǐng)域資源競合態(tài)勢分析模塊，以資源儲產(chǎn)情況和貿(mào)易往來為基礎(chǔ)構(gòu)建貿(mào)易競合態(tài)勢網(wǎng)絡(luò)，在貿(mào)易競合態(tài)勢網(wǎng)絡(luò)中通過計(jì)算進(jìn)口依存度展示對貿(mào)易進(jìn)口的依賴程度，通過計(jì)算貿(mào)易穩(wěn)定指數(shù)即網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵來衡量貿(mào)易的穩(wěn)定性，以分析產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的貿(mào)易競爭和合作態(tài)勢；

32、關(guān)鍵科技領(lǐng)域畫像構(gòu)建模塊，對集成電路、大容量電池產(chǎn)業(yè)所涉及的重要礦產(chǎn)資源貿(mào)易競合態(tài)勢網(wǎng)絡(luò)分析，針對礦產(chǎn)資源需求的產(chǎn)量、儲量數(shù)據(jù)形成資源畫像，展示礦產(chǎn)資源的分布情況，以分析關(guān)鍵礦產(chǎn)潛在競合關(guān)系。

33、一種多視角的科技數(shù)據(jù)畫像方法，基于所述的多視角的科技數(shù)據(jù)畫像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多視角的科技數(shù)據(jù)畫像，具體為：

34、利用科技指標(biāo)集成評估模塊實(shí)現(xiàn)科技指標(biāo)畫像的構(gòu)建，從科技投入、產(chǎn)出和效益維度建立三級科技指標(biāo)體系，通過“德爾菲法”確定各層級指標(biāo)相對重要程度，并采用幾何分析法進(jìn)行指標(biāo)量化排名，實(shí)現(xiàn)多維度的科技競爭力橫/縱向?qū)Ρ确治觯?/p>

35、利用科技熱點(diǎn)標(biāo)簽標(biāo)注模塊構(gòu)建科技熱點(diǎn)畫像，通過textrank算法并行地從科技文本數(shù)據(jù)提取科技關(guān)鍵詞，通過科技關(guān)鍵詞與科技主題詞向量編碼的相似度映射建立科技主題詞庫，通過構(gòu)建科技熱點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測模型并基于科技主題詞庫構(gòu)建樣本集訓(xùn)練，以標(biāo)簽詞云的形式展現(xiàn)未來一段時(shí)間內(nèi)的科技熱點(diǎn)；

36、利用科技圖譜構(gòu)建分析模塊構(gòu)建科技圖譜畫像，通過知識圖譜建模和科技實(shí)體關(guān)系抽取，建立科技實(shí)體之間聯(lián)系，通過科技圖譜關(guān)聯(lián)分析、科技圖譜時(shí)序分析以及科技圖譜時(shí)空分析，確定科技實(shí)體之間潛在關(guān)系，呈現(xiàn)科技實(shí)體全生命周期演變，并展示科技實(shí)體之間的時(shí)空關(guān)聯(lián)；

37、利用科技競合態(tài)勢感知模塊構(gòu)建科技領(lǐng)域畫像，通過抽析智庫文本提取核心觀點(diǎn)內(nèi)容，監(jiān)測最新關(guān)鍵科技領(lǐng)域動(dòng)向，通過構(gòu)建貿(mào)易競合態(tài)勢網(wǎng)絡(luò)計(jì)算進(jìn)口依存度和貿(mào)易穩(wěn)定指數(shù)，揭示關(guān)鍵領(lǐng)域資源的競合態(tài)勢；

38、利用科技畫像多維展現(xiàn)模塊統(tǒng)一用戶門戶，用于科技指標(biāo)畫像、科技熱點(diǎn)畫像、科技圖譜畫像、科技領(lǐng)域畫像的綜合展現(xiàn)。

39、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)施所述的多視角的科技數(shù)據(jù)畫像方法，實(shí)現(xiàn)多視角的科技數(shù)據(jù)畫像。

40、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)施所述的多視角的科技數(shù)據(jù)畫像方法，實(shí)現(xiàn)多視角的科技數(shù)據(jù)畫像。

41、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1）提出一種多視角的科技數(shù)據(jù)畫像方法，拓展了科技發(fā)展態(tài)勢分析的廣度與深度。2）提供一種科技數(shù)據(jù)畫像價(jià)值見解系統(tǒng)，從應(yīng)用的角度實(shí)現(xiàn)了視角化的科技概貌分析及博弈研判，提升了科技大數(shù)據(jù)分析的效率。3）基于以上效果，本發(fā)明在工程應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)多模態(tài)科技大數(shù)據(jù)的快速集成與畫像呈現(xiàn)，具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用價(jià)值。