科学知识图谱CiteSpace利用方法

科学知识图谱应用—词频分析
词频分 在任何文章中，词的出现频率都服从一规律：文章中每个词出
析方法
现词频次统计后按照高频次词在前、低频次词在后的递减顺序 排列，并用自然数给这些词标上等级序号，形成f〃r=C定量形
式（f=频次r=序号C=常数）
近10年ionic liquid研究词频统计
序号 频次
关键词
1990美国心理 学家斯克沃斯 兹恩巴克提出 “寻径网络图 谱”pathfinder network
scaling map，PFNET
运用较小生成树法及复杂连 接删除算法，删除网络中大 部分连接，保留最重要连 接，最大限度简化网络
将数据以及数据间关系表达 成一个图，图中节点表示数 据，线表示数据间关系
利用专利分析工具形成的专利知识图谱
IN-SPIRE发现工具可整合交互
式信息可视化与询问功能
论文的最小生成树图谱
最小生成树导航图谱
科学知识图谱应用展望2
明确主要研究领域、专家、机构、出版物等关键 词及其之间的内部联系
明确主要研究领域之间的知识输入与知识输出 科学研究领域的动态变化（如：增长速度、多样
点击导 入数据
阈值调 谐数
年段内 引文数
年段内 聚类点
年段内 连线数
剪切连线
选择可视图 显示形式
选择导入 数据年代
选择数据 切分年代
选择聚类词来源
选择聚类点类型
选择聚类词型
阈值调谐，调整聚类节点 与研究等关系连线
CiteSpace 使用——图谱判读 1
最小生成树合并 网动画图谱
各色连线表示首 次共被引年代
CiteSpace 使用——文献检索/数据格式
CiteSpace用的书目记录信息
A: Authors B: Title, Descriptors, Abstract C: Cited References D: Times Cited E: Year of Publication
CiteSpace数据来源
CiteSpace 使用——图谱判读 3
按年代显示 研究前沿
研究进展时间图
聚类标题词 表示研究热点
CiteSpace 使用——图谱判读 4
研究进展时区图
CiteSpace 使用——分析结论/研读高共引文提取研究热点
对这些高引频 （高中心度） 文献进行研 读，分析得出 研究热点
CiteSpace 使用——分析结论/研读高频引文获取发展趋势
KILPATRICK DG, 1987, CRIME
MAZURE CM, 2000, AM J PSYCHIAT,
V157, P896 NORTH CS, 1999, JAMA-J AM MED
ASSOC, V282, P755
C document
co-citation
RESNICK H, 1999, J ANXIETY DISORD, V13, P359
科学知识图谱应用—多元统计分析
因子 分析
因子分析以较少几个因子描 述许多指标或因素间关系， 即把较密切的变量归在同一 类，每类变量成为一个因子 ，以这些少量的因子反映原 资料中大部分信息。其中的 主成分分析与科学计量学分 析结合，能确定科研人员群 体或国家科学领域的分布状 况
•多维尺度分析通过低维（2维）空间反映作 者（文献）间的联系，利用平面距离来反 映作者（文献）间的相似程度。 在科学知识图谱中，作者（文献）的位置 显示其相似性，高度相似的聚在一起，形 成科学共同体（学科前沿），中间位置的 作者（文献）并与其他作者（文献）联系 越多，说明其在学科位置越核心，反之则 处于外围
在科学文献中（即有引用研究前沿术语的科学文献所形成 的演化网络）的引文和共被引轨迹
CiteSpace
CiteSpace 使用
数据 准备
1、数据保存 2、数据格式
系统 使用
1、导入数据 2、调谐数据
图谱 运用
1、判读图谱 2、获取引文
1、研读引文 2、分析结论 3、咨询专家
分析 结论
CiteSpace 使用——文献检索/数据保存
CiteSpace用的共被引记录信息
co-occurring burst terms
AU Galea, S Ahern, J Kilpatrick, D
Bucuvalas, M
A co-authorship
TI Psychological sequelae of the September 11
SO NEW ENGLAND JOURNAL OF MEDICINE
主要内容
„科学知识图谱基本理论 CiteSpace使用方法 应用案例分析
科学知识图谱基本理论
• 科学知识图谱知识背景 • 科学知识图谱基本方法 • 科学知识图谱作用
科学知识图谱基本概念
科学知识图谱 是显示科学知 识的发展进程 与结构关系的 一种图形
以科学知识为 计量研究对象， 属于科学计量 学范畴
卡尔提出“自组织映射图谱 ”self-organizing map
实
例
：
某
学
术
群
体
知
识
实例：
图 谱
某学科期刊高频关键词共词网络2个知识群
现代科学知识图谱2
PFNET算法根据经验性数据， 对不同概念或实体间联系的相 似性或差异程度做出评估，然 后引用图论中的基本概念或原 理生成特殊的网状模型
有维斯等提出“信息地图 ”information landscape
利用地理信息系统的可视化信息，地理地图的自然组织 框架，构建成隐含大量信息的可视化主题地图
应用案例： 期刊文章的数量与 资助基金间的动态 关系图谱
科学知识图谱应用展望1
随计算机处理能力日益提高，文献信息电子化和专利授权，知识图谱等工具在模拟人 类数据分析等方面，可帮助人类进行某些领域的判读、搜索、决策、预测……
—Wetherell等
科学知识图谱基本理论
• 科学知识图谱知识背景 • 科学知识图谱基本方法 • 科学知识图谱作用
科学知识图谱应用—引文分析
引文分 析理论 与方法
1、说明科学知 识和情报内容的 继承和利用 2、标志科学的 发展
科学知识图谱应用—共被引分析
共被引分 析理论与
方法
1、从分析被引文献类 型、语种入手，可研究 科学文献体系的特征结 构及分布、利用等规律 2、从分析被引文献网 络及其变化，可研究学 科间关系、联系特征、 发展变化现状、发展趋 势
化） 信息生产和传播中的经济因素 科学社会网络 明确战略的作用和政府项目的应用研究 企业、机构、研究的竞争态势与竞争力
科学知识图谱基本理论
• 科学知识图谱知识背景 • 科学知识图谱基本方法 • 科学知识图谱作用
科学知识图谱基本方法
引文分析理论与方法
Citation Analysis
用二、三维图像表征物理现象的科学可视化图交 互性不强，但对非物理现象，如文献数据集、网 络通道模式等信息可视化计算交互性很强
之后出现“多维尺度图谱”multi-dimensional scaling map
20世纪20、30年代英国人类学研究 提出“社会网络分析图谱”social
networt analysis map
现代科学知识图谱3

印和第泊安尔纳纳大提学出“KePtaNnAKS主Ma题ne爆 炸图谱”
用克林伯格跳变算法和共生词分析法和图示 技术，研制主要主题和复杂趋势的发现地图
• 网络中各节点代表高频 词和爆炸词 • 节点大小代表该词达到 最大爆炸水平 • 颜色代表词常用和达到 最大爆炸水平的年代
现代科学知识图谱4
通过高共被引文献 的高引频文献内容 研读，得到学科、 研究的发展Βιβλιοθήκη Baidu势
CiteSpace 使用——分析结论/依据时区图得到研究进展
1
242
imidazolium ionic liquid
2
34
Phosphonium-Derived Ionic Liquids
……
科学知识图谱应用—社会网络分析
社会网 络分析
方法
CiteSpace使用方法
• CiteSpace介绍 • CiteSpace使用
CiteSpace介绍
研究背景
研究前沿的知识基础
科学知识图谱
科学知识图谱研究进展
传统的科学计量学图谱以简单的二
维、三维图形（如：柱形图、线性
图、点布图、扇形图、平面图等）
表达科学统计结果
200 150
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
文献摘要或关键词纪录比例图
50
100
50
0
1
2
3
40
30
20
10
0 1
2
3
4
X论文增长趋势线型图
系列3
系列1 4
各色圆环标识为高共被引 文献聚类节点，表示学科 或研究的热点、前沿领域
颜色及厚度反映研究 年代及被引次数
节点大小与位置 分别表示研究多 少和核心层度
突显点 表示新兴学科
CiteSpace 使用——图谱判读 2
显示聚类节点及其标题词的图谱
聚类环包括一 组相关节点
各节点对应一 高引文献
聚类标题词显示 研究前沿主题
Web of Scienc CSSCI(Chinese Social Science Citation
Index)
Pubmed NSF Derwent Scopus arxiv e-Print CNKI SDSS(Sloan Digital Sky Survey)
HANSON RF, 1995, J CONSULT CLIN
PSYCH, V63, P987 HARVEY AG, 1999, J CONSULT CLIN
PSYCH, V67, P985
C author co-
citation
KESSLER RC, 1995, ARCH GEN PSYCHIAT, V52, P1048
某学科某结构三维图
现代科学知识图谱1
1987年，美国基金委发表研究报告《科学计算中的可视化》，开始长期资 助科学可视化（scientific visualization)研究
1987年，著名计量学家克雷奇 默创立“三维构型图谱”three
dimensional configuration map
LA English DT Article
B
ID POSTTRAUMATIC-STRESS-DISORDER; NATIONAL
AB Background: post-traumatic stress disorder
OR GREEN BL, 1990, J APPL SOC PSYCHOL, V20, P1033
在以数学方程 式表达科学发 展规律的基础 上
进而以曲线形 式将科学发展 规律绘制成二 维图形，即知 识图谱
科学知识图谱基本原理
科学知识图谱研究是一 个以科学学为基础涉及 应用数学、信息科学及 计算机科学等交叉科学 领域，是科学学和信息 计量学的新发展
基本原理是分析单位（ 科学文献、科学家、关 键词等）的相似性分析 及测度。根据不同的方 法和技术绘制不同类型 的科学知识图谱
RESNICK HS, 1993, J CONSULT CLIN
PSYCH, V61, P984 ROTHBAUM BO, 1992, J TRAUMA
STRESS, V5, P455
journal co-
C citation
CiteSpace 使用——系统使用/导入数据
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CiteSpace 使用——调谐数据
共被引分析理论与方法
co-citation Analysis
多元统计分析方法
词频分析方法
社会网络分析方法
Social Nework Analysis
利用各种数学及统计学的方法和比较、归纳、 抽象、概括等逻辑方法，对科学期刊、论文、 著把者文等献各的种共分被析引对分象析的作引为用计与量被文引献用之现间象关进系行的 分一析种，新以方便法揭，示即其当数2篇量文特献征共和同内出在现规在律第的3一篇种文 温献馨的计参量考分文析献方目法录—中—，邱这均平2《篇文文献计献量学就》成为共引 对关若系干。相共关被的引随频机率变定量义观为测这值2篇的文分献析一，起包被括引： 因用子频分次析—、—马多沙维科娃尺、斯度莫分尔（析苏联和、聚美国类科学分记析录学。家）这些方 法将在关系矩阵上运算。典型例子引文分析， 是如计牙量买学加中某传领统域方文法献。群在组文的学共中被，引不矩同阵词引汇证的—使 用—与埃格出赫现《信频息计率量是学导有论》一定规律的——齐普夫《齐普夫第一定 律将》 社会结构界定为一个网络，网络由成员之间 的联系进行连接，社会网络分析更多地聚焦于 成员之间的联系而非个体特征，并把共同体视 为“个人的共同体”，即视为人们在日常和生 活中所建立、维护并应用的个人关系的网络—