[发明专利]一种知识地图映射生成方法

说明书

技术领域

本发明属于教育信息化技术领域，更具体地，涉及一种知识地图映射生成方法。

背景技术

随着教育认知理论的进步和教育信息化技术的发展，知识地图日益受到人们的关注，随着互联网+的发展，迫切地需要一个自主的基于知识地图的知识组织平台，而知识地图的生成方法与展示效果则是知识地图的基础与核心。目前，我国对知识地图的研究与应用还处于初级阶段，很多技术都只是简单地吸收国外现有的知识导图等表达与展现方法。进行教育资源组织与深层次应用时发现，图形展示层次感不清楚，资源聚合略显杂乱，使用节点与边进行知识表达时，过多地关注于知识之间的关联关系，而忽略知识的层次性、知识内在的知识量以及个性特征。

知识地图的映射生成方法一定程度上针对所研究知识类型的特征，简化一般知识间各类型的关系，建立起层次性、关联性、类型性以及知识量属性的表达，建立映射到类世界地图的二维平面，实现从知识空间到地图认知空间的映射转换，形象地降低认知门槛，建立类似地图展示平台的资源组织框架。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种知识地图映射生成方法，针对所研究知识类型的特征，简化一般知识间各类型的关系，建立起层次性、关联性、类型性以及知识量属性的表达，建立类似二维世界地图的类似表达，实现知识空间与地图空间的映射，为知识的表达提供新的形象方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种知识地图映射生成方法，其特征在于，包括：

(1)以知识的层次关系和关联关系属性为输入参数，通过空间层次剖分与曲线填充计算，得到知识映射到二维平面地图的坐标；

进一步包括如下步骤：

(1-1)统计层次关系的总层数L，其中，第i层的知识单元集合为X_i，i＝1,2,…,L，X_i＝{KDD_j|j＝1,2,…,N_i}，KDD_j为第i层的第j个知识单元，N_i为第i层中知识单元的个数；

(1-2)定义知识单元的平面坐标为与层次关系值h和关联关系值r相关的函数；

(1-3)遍历所有层，计算得到各层的子分格网参数；

其中，第i层的子分格网参数

(1-4)根据各层的子分格网参数，对各层对应的平面区域进行格网空间划分，并建立填充曲线，计算填充曲线的长度；

(1-5)计算各层中所有知识单元的关联关系值之和，进而计算其与该层对应的平面区域的填充曲线长度之比；

(1-6)计算各层中每个知识单元在该层对应的平面区域的填充曲线上的位置，进而由曲线分割算法反推得到每个知识单元的平面坐标；

(2)以知识类型属性为输入参数，利用图元参数定义与分形计算，生成知识单元映射到二维平面的几何图形形状；

(3)以知识的信息量为输入参数，计算信息量与二维地图区域投影面积比，通过面积比计算知识单元映射到二维地图区域的外包围盒大小，利用最大外接矩形算法控制知识单元的图形大小；

(4)以知识属性及用户偏好为输入参数，优化地图图形形状与图形着色，生成比例适度的知识地图。

优选地，所述步骤(1-4)中，第i层对应的平面区域的填充曲线长度Len_i通过如下方法计算得到：

(A1)将第i层对应的平面区域划分为个格网；

(A2)将第s行第t列的格网标记为(s,t)，以2×2格网为单元，选取(s,t)、(s,t+1)、(s+1,t+1)和(s+1,t)四个格网，依次将这四个格网的中心点连接成线；

(A3)依次将(s+2,t)、(s+2,t+1)、(s+3,t+1)和(s+3,t)四个格网的中心点连接成线；

(A4)将(s+1,t+1)和(s+2,t)的中心点连接成线；

(A5)依次将(s,t+2)、(s,t+3)、(s+1,t+3)和(s+1,t+2)四个格网的中心点连接成线；

(A6)将(s+1,t+1)和(s,t+2)的中心点连接成线；

(A7)依次将(s+2,t)、(s+2,t+1)、(s+3,t+1)和(s+3,t)四个格网的中心点连接成线；

(A8)将(s+1,t+3)和(s+2,t)的中心点连接成线；

(A9)计算步骤(A2)～(A8)得到的连线总长度，得到第i层对应的平面区域的填充曲线长度Len_i。

优选地，所述步骤(1-6)进一步包括如下步骤：