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介绍资料
《Hadoop知识图谱中华古诗词可视化、古诗词情感分析、古诗词智能问答系统》开题报告
一、选题背景与意义
(一)选题背景
中华古诗词作为中华民族的文化瑰宝,蕴含着丰富的历史、文化和情感信息。然而,随着时代的发展,大量古诗词作品因传播渠道有限,难以被现代人广泛阅读和欣赏。传统的阅读和教学方式已难以满足当代学习者个性化、便捷化的需求。同时,现代信息技术飞速发展,为古诗词的数字化处理与传承提供了新的机遇。
(二)研究意义
- 文化传承:通过数字化手段保存和传播古诗词,促进中华文化的传承与发展,让更多的人了解和喜爱古诗词文化。
- 知识发现:利用现代技术挖掘古诗词中的潜在信息和关联,为文学研究提供新的视角和切入点,推动古诗词研究的深入发展。
- 教育普及:通过可视化技术和智能问答系统,使古诗词的学习和理解更加直观和生动,提高教育效果,激发学生对古诗词的学习兴趣。
- 技术创新:探索Hadoop、知识图谱、深度学习等技术在古诗词领域的应用,为相关领域的研究提供新的思路和方法,推动人工智能技术在文化传承中的创新应用。
二、国内外研究现状
(一)国内研究现状
近年来,国内学者在古诗词数字化处理方面取得了显著进展。在自然语言处理方面,利用分词、词性标注、情感分析等技术解析诗词内容;在知识图谱构建方面,尝试构建包含诗人、作品、主题等节点的知识图谱;在可视化研究方面,通过图形化技术展示诗词结构和关系。然而,结合Hadoop进行大规模数据处理和知识图谱构建的研究仍较少,且在古诗词智能问答和情感分析方面的研究也有待进一步深入。
(二)国外研究现状
国外在文本处理、知识图谱构建及可视化领域技术成熟,尤其在自然语言处理方面,深度学习模型被广泛应用于文本分类、情感分析等任务。但由于语言和文化的差异,国外对中华古诗词的研究较少,但其技术积累为本项目提供了有益借鉴。
三、研究目标与内容
(一)研究目标
- 构建一个包含诗人、作品、主题、意象等信息的中华古诗词知识图谱,节点数量达到[X]以上,关系数量达到[X]以上。
- 实现古诗词知识图谱的可视化展示,提供多维度查询和交互式分析功能。
- 开发一个基于知识图谱和深度学习模型的古诗词智能问答系统,问答准确率达到[X]%以上。
- 训练一个能够自动生成古诗词的AI大模型,生成的诗歌在韵律、意境和情感表达等方面达到一定的水平。
(二)研究内容
- 数据收集与预处理:收集和整理中华古诗词数据,包括诗词原文、作者信息、创作背景等。利用Python的爬虫技术和数据处理工具对数据进行清洗和预处理。
- 知识图谱构建:使用Hadoop生态系统中的工具(如HBase、Hive等)存储和管理大规模古诗词数据,采用图数据库(如Neo4j)构建中华古诗词知识图谱,包括诗人、作品、主题、意象等节点和关系。
- 可视化展示:采用D3.js、ECharts等可视化库实现知识图谱的可视化展示,支持多维度查询和交互式分析。
- 情感分析:构建古诗词情感词典,对古诗词中的情感词汇进行标注和分类。利用深度学习模型(如LSTM、BERT等)对古诗词进行情感分析,判断诗词的情感倾向(如喜、怒、哀、乐等)。对情感分析结果进行评估和优化,提高情感分析的准确性。
- 智能问答系统:基于知识图谱和深度学习模型,实现古诗词的智能问答功能。设计问答系统的架构和流程,包括问句解析、答案生成和答案评价等模块。对问答系统进行测试和优化,提高问答的准确性和效率。
- 自动写诗:利用深度学习大模型(如GPT等),根据用户的要求和喜好,自动生成具有创意和美感的古诗词。对自动写诗的结果进行评价和优化,提高诗歌的质量和可读性。
四、研究方法与技术路线
(一)研究方法
- 文献调研法:查阅国内外相关文献,了解古诗词数字化处理、知识图谱构建、情感分析、智能问答和自动写诗等领域的研究现状和发展趋势。
- 实验法:通过编写Python代码,实现数据收集、预处理、知识图谱构建、模型训练和可视化等实验,并对实验结果进行分析和评估。
- 比较分析法:对比不同方法在处理古诗词数据、构建知识图谱及可视化效果、情感分析准确性、问答系统性能和自动写诗质量等方面的差异,选择最优方案。
(二)技术路线
- 数据层:利用Hadoop的HDFS进行数据存储,HBase进行数据管理,Hive进行数据查询和分析。
- 知识图谱层:使用Neo4j构建古诗词知识图谱,定义诗人、作品、主题、意象等节点和关系类型。
- 可视化层:采用D3.js、ECharts等可视化库实现知识图谱的可视化展示,提供交互式查询和分析功能。
- 情感分析层:构建古诗词情感词典,使用LSTM、BERT等深度学习模型进行情感分析。
- 问答系统层:基于知识图谱和深度学习模型,实现问句解析、答案生成和答案评价等功能。
- 自动写诗层:利用GPT等深度学习大模型进行自动写诗,并对生成的诗歌进行评价和优化。
五、预期成果与创新点
(一)预期成果
- 构建一个完整的中华古诗词知识图谱,包含丰富的节点和关系信息。
- 实现古诗词知识图谱的可视化展示系统,提供直观、便捷的查询和分析功能。
- 开发一个准确、高效的古诗词智能问答系统,能够满足用户的个性化需求。
- 训练一个具有创意和美感的古诗词自动写诗模型,生成高质量的诗歌作品。
- 撰写相关的学术论文,发表在相关领域的学术期刊上。
(二)创新点
- 结合Hadoop技术:利用Hadoop生态系统的大数据处理能力,实现对大规模古诗词数据的高效存储、管理和分析。
- 知识图谱与深度学习融合:将知识图谱与深度学习模型相结合,提高古诗词情感分析、智能问答和自动写诗的准确性和效果。
- 多维度可视化展示:提供多维度、交互式的古诗词知识图谱可视化展示,帮助用户更好地理解和探索古诗词中的知识关联。
六、研究计划与进度安排
(一)研究计划
- 第一阶段(第1 - 2个月):完成数据收集与预处理工作,构建初步的古诗词数据集。
- 第二阶段(第3 - 4个月):构建中华古诗词知识图谱,并进行初步的可视化展示。
- 第三阶段(第5 - 6个月):训练深度学习模型,进行古诗词情感分析、智能问答和自动写诗的实验。
- 第四阶段(第7 - 8个月):完善可视化系统、问答系统和自动写诗功能,进行系统集成和测试。
- 第五阶段(第9 - 10个月):撰写学术论文,准备项目答辩。
(二)进度安排
阶段 | 时间 | 任务内容 |
---|---|---|
第一阶段 | 第1 - 2个月 | 收集和整理古诗词数据,进行数据清洗和预处理 |
第二阶段 | 第3 - 4个月 | 构建知识图谱,实现初步的可视化展示 |
第三阶段 | 第5 - 6个月 | 训练深度学习模型,进行情感分析、问答和写诗实验 |
第四阶段 | 第7 - 8个月 | 完善系统功能,进行集成和测试 |
第五阶段 | 第9 - 10个月 | 撰写论文,准备答辩 |
七、资源需求与保障措施
(一)资源需求
- 硬件资源:高性能服务器、存储设备等,用于存储和处理大规模古诗词数据。
- 软件资源:Hadoop、Neo4j、Python、TensorFlow、PyTorch等开源软件和工具。
- 数据资源:丰富的中华古诗词数据集,可通过古诗文网、中国哲学书电子化计划等资源获取,同时与古籍研究机构合作获取独家数字化资源。
(二)保障措施
- 技术团队:项目团队成员具备Python开发经验、NLP知识及数据可视化技能,同时聘请领域专家指导深度学习模型优化与知识图谱构建。
- 资金支持:申请学校或科研机构的科研项目经费,保障项目的顺利开展。
- 合作交流:与相关领域的科研机构和企业建立合作关系,共享资源和经验,共同推进项目的研究和发展。
八、结论
本课题旨在结合Hadoop、知识图谱、深度学习等技术,构建一个综合性的中华古诗词数字化处理平台,实现古诗词的可视化、情感分析、智能问答和自动写诗等多种功能。通过本课题的研究,将为中华古诗词的传承和发展提供新的技术手段和方法,具有重要的理论意义和实践价值。
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