基于實體-關(guān)系模型的標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)關(guān)系研究

趙青青

摘 要：本文梳理了編目學(xué)中“關(guān)系”的發(fā)展歷程，結(jié)合實體-關(guān)系模型，分析標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)包含的實體、屬性，并基于實體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和屬性關(guān)系，開展標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)關(guān)系研究，同時提出下一步應(yīng)用方向，包括加強(qiáng)實體關(guān)系抽取技術(shù)研究、構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽集、開展知識鏈接研究等。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)，實體-關(guān)系模型，實體，關(guān)系

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.03.002

1 引 言

在現(xiàn)代漢語詞典中，“關(guān)系”的第一個基本解釋是“事物之間相互作用、相互影響的狀態(tài)”?！瓣P(guān)系”在編目學(xué)中一直占有重要作用，編目學(xué)中“關(guān)系”更多被稱為“書目關(guān)系”，是界定兩個及以上書目實體以某種方式發(fā)生關(guān)聯(lián)所產(chǎn)生的特定關(guān)系[1]。

在編目學(xué)研究史上，人們對書目關(guān)系的研究經(jīng)歷了漫長的過程，在這個過程中產(chǎn)生了很多編目條例，其中書目關(guān)系隱含在各種編目條例中。1980年，國際圖聯(lián)（簡稱“IFLA”）出版的UNIMARC標(biāo)準(zhǔn)中，首先將MARC元數(shù)據(jù)的書目關(guān)系概括為垂直關(guān)系、平行關(guān)系、年代關(guān)系。在關(guān)系發(fā)展歷程中，西方編目界學(xué)者不斷對書目關(guān)系進(jìn)行理論擴(kuò)充，20 01年，Barbara B. Tillett女士基于各種編目條例，對書目關(guān)系做了更細(xì)致與深層次的揭示，提出了7種完整且彼此獨立的書目關(guān)系，即描述關(guān)系、整體/部分關(guān)系、附屬關(guān)系、連續(xù)關(guān)系、共有特性關(guān)系、等同關(guān)系、衍生關(guān)系[2]，為未來書目關(guān)系的建立提供了理論基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的書目關(guān)系多以文獻(xiàn)為基本揭示單位，隨著用戶需求的不斷深入，文獻(xiàn)資源的知識單元也逐漸朝著細(xì)粒度的方向轉(zhuǎn)移，而書目關(guān)系揭示方式也必須符合用戶的深度需求[3]。1998年，IFLA正式推出《書目記錄的功能需求》（簡稱“FRBR”），首次拓寬了書目關(guān)系的研究范圍。FRBR借鑒數(shù)據(jù)庫開發(fā)中常用的“實體-關(guān)系”模型（簡稱“E-R模型”），通過描述書目數(shù)據(jù)中實體和實體間的關(guān)系，建立起書目記錄之間、書目記錄內(nèi)部各著錄字段之間的關(guān)系。FRBR打破了傳統(tǒng)的書目記錄之間彼此獨立沒有關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象，隨著FRBR研究及實踐的深入發(fā)展，世界由此進(jìn)入基于E-R概念模型進(jìn)行資源描述與組織的新階段[4]。

2 基于實體-關(guān)系模型的標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)關(guān)系分析

2.1 概述

1976年，E-R模型由美籍華人陳品山博士（PeterChen）提出，E-R模型通過圖形化的方式展現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計概念，為數(shù)據(jù)需求分析提供一條結(jié)構(gòu)化的途徑[5]。在編目界，IFLA基于E-R模型，打破固有思維，重新定位與解析書目關(guān)系。本文也將基于E-R概念模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)關(guān)系分析。

E-R模型有3個基本元素，即實體、屬性、關(guān)系。實體是客觀存在的具有共同特征的一類事物的集合。實體是可以區(qū)分的，可以是人、事、物，或抽象的概念，也可以是屬性值；屬性是實體的性質(zhì)和特性，是從不同方向或維度上對實體全方位的揭示和描述，屬性的定義以實體為基礎(chǔ)，是實體內(nèi)部與外部特征的提煉和歸納。

關(guān)系是實體之間相互影響、相互作用的關(guān)聯(lián)狀態(tài)。實體關(guān)系分為兩種，一種是實體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，一種是實體的屬性。當(dāng)關(guān)系是實體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系時，其本質(zhì)是對實體之間存在的顯性或隱性關(guān)聯(lián)特性的有效揭示，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系體現(xiàn)在“實體-關(guān)系-實體”三元組模型內(nèi)；當(dāng)關(guān)系是實體的屬性時，其本質(zhì)是對實體的性質(zhì)和特性進(jìn)行的全方位描述和揭示，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系體現(xiàn)在“實體-屬性-屬性值”三元組模型內(nèi)。上述兩種三元組模型是知識網(wǎng)絡(luò)最基本的構(gòu)成要素，實體或?qū)傩灾凳侵R節(jié)點，關(guān)系或?qū)傩允侵R關(guān)聯(lián)。

由E-R模型可知，識別屬性和關(guān)聯(lián)實體是元數(shù)據(jù)關(guān)系分析的首要任務(wù)。識別屬性是通過對實體內(nèi)在特征和特性的描述，使資源能被用戶檢索到；關(guān)聯(lián)實體則是通過對實體之間外在關(guān)系的描述，使資源相互聯(lián)系，從而幫助用戶推薦和提供更多的相關(guān)資源。

2.2 識別實體與屬性

對于標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)而言，實體是用戶所關(guān)注的關(guān)鍵元數(shù)據(jù)的描述。用戶感興趣的、可進(jìn)一步進(jìn)行知識關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)實體包括標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)、人/機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)主題、標(biāo)準(zhǔn)分類、標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語、適用范圍、核心技術(shù)內(nèi)容等。因此，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)結(jié)構(gòu)特征和標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)種類，將進(jìn)行關(guān)系分析的標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)實體劃分為標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)、人/機(jī)構(gòu)、主題、分類、術(shù)語、適用范圍、核心技術(shù)內(nèi)容等七大類，每類實體分別具有各自的屬性和屬性值。由表1可知，一種實體的屬性可以成為單獨的實體，例如：標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的屬性人/機(jī)構(gòu)、主題、分類、術(shù)語等可分別成為單獨的實體[6]。標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)的關(guān)系包括實體與實體之間的關(guān)系、實體與實體的屬性值之間的關(guān)系。

2.3 關(guān)聯(lián)實體

2.3.1 實體與實體之間的關(guān)系

根據(jù)“實體-關(guān)系-實體”三元組模型，此時關(guān)系是對實體之間存在的各種顯性和隱性關(guān)系的揭示。根據(jù)表1確定的實體，基于FRBR概念模型書目關(guān)系分析方法，實體和實體的關(guān)系包括標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體之間的關(guān)系、標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和其它實體之間的關(guān)系、其他實體之間的關(guān)系。

（1）標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體之間的關(guān)系

標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體之間的關(guān)系，包括代替關(guān)系、采用關(guān)系、引用關(guān)系、共有特性關(guān)系、衍生關(guān)系、等同關(guān)系、相關(guān)關(guān)系。

代替關(guān)系：代替關(guān)系即年代關(guān)系，是標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)區(qū)別于其他科技文獻(xiàn)最重要的特性，標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的動態(tài)更新特點決定了新版標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)會代替舊版標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)。代替關(guān)系分為完全代替和不完全代替。

采用關(guān)系：采用關(guān)系是標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)特有的關(guān)系，指把國際標(biāo)準(zhǔn)或發(fā)達(dá)國家/地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)中先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容不同程度地納入到新制定的標(biāo)準(zhǔn)中。采用關(guān)系包括等同采用、修改采用兩類。

引用關(guān)系：標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的引用關(guān)系和其他科技類文獻(xiàn)的引用關(guān)系類似，即在當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)中提及或描述另一標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，并列出出處。標(biāo)準(zhǔn)的引用分為規(guī)范性引用和資料性引用。規(guī)范性引用指引用的文件內(nèi)容構(gòu)成了引用它的文件中必不可少的條款；資料性引用指引用的文件內(nèi)容構(gòu)成了有助于引用它的文件的理解或使用的附加信息，以參考文獻(xiàn)形式列出。

共有特性關(guān)系：兩個標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)雖然不直接相關(guān)，但擁有共同特性，例如：由相同起草人起草、由相同起草單位起草、由相同歸口單位歸口管理，擁有相同主題，或者屬于相同標(biāo)準(zhǔn)分類等。

衍生關(guān)系：當(dāng)前我國部分國家標(biāo)準(zhǔn)同步發(fā)布了外文版，一件標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)可能同時存在中文版和英文版。同時一件標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)可能發(fā)布修改件、補充件、勘誤等，對原標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行修改、補充、勘誤等。因此標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的翻譯版、修改件、補充件、勘誤件與原標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)之間形成衍生關(guān)系。

等同關(guān)系：隨著信息技術(shù)的發(fā)展和普及，各種類型的數(shù)字資源也隨之不斷增加，標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的載體形態(tài)除了傳統(tǒng)的印本文獻(xiàn)外，還包括PDF電子版，未來還可能包括XML格式標(biāo)準(zhǔn)；因此內(nèi)容相同、載體形態(tài)不同的文獻(xiàn)之間具有等同關(guān)系。

相關(guān)關(guān)系：除上述關(guān)系外，若兩個標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的某些特性之間具有上下位關(guān)系、相關(guān)關(guān)系等，則標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)之間相應(yīng)形成相關(guān)關(guān)系。

（2）標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和其他實體之間的關(guān)系

1）標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和人/機(jī)構(gòu)實體之間的責(zé)任關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和人/機(jī)構(gòu)實體之間是責(zé)任關(guān)系，包括起草人和標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)之間的起草關(guān)系，起草單位和標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)之間的起草單位關(guān)系，提出單位和標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)之間的提出單位關(guān)系，歸口單位和標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)之間的歸口單位關(guān)系。

2）標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和主題、分類、術(shù)語等實體之間的主題關(guān)系、分類關(guān)系、術(shù)語關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和主題、分類、術(shù)語等實體之間是主題關(guān)系、分類關(guān)系、術(shù)語關(guān)系，主題關(guān)系描述標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體的內(nèi)容，分類關(guān)系描述標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體所屬的ICS分類和CCS分類，術(shù)語關(guān)系表明術(shù)語來源于標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)涉及相關(guān)術(shù)語。

3）標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和適用范圍、核心技術(shù)內(nèi)容等實體之間的整體/部分關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體和適用范圍、核心技術(shù)內(nèi)容等實體之間是整體/部分關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體是整體，適用范圍、核心技術(shù)內(nèi)容是來源于整體的部分。同樣，核心技術(shù)內(nèi)容和其組成部分章標(biāo)題、條標(biāo)題、技術(shù)內(nèi)容是整體/部分關(guān)系；章標(biāo)題和條標(biāo)題是整體/部分關(guān)系。

（3）其他實體之間的關(guān)系

1）人/機(jī)構(gòu)實體的相互關(guān)系

標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)通常由多個起草人、起草單位共同參與起草，這些起草人之間形成合作關(guān)系，起草單位之間形成合作關(guān)系。由于標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)未標(biāo)注起草人和起草單位的對應(yīng)關(guān)系，因此起草人和起草單位之間不存在成員關(guān)系。

2）主題、分類、術(shù)語等實體的相互關(guān)系，包括同一關(guān)系、上下位關(guān)系、相關(guān)關(guān)系主題、分類、術(shù)語等實體的相互關(guān)系，可以借鑒敘詞表詞間關(guān)系的類型。敘詞表詞間關(guān)系包括同一關(guān)系、上下位關(guān)系、相關(guān)關(guān)系。同一關(guān)系指兩個概念的外延全部重合，可以相互替代；上下位關(guān)系是概念間的等級關(guān)系，概括性較強(qiáng)的詞語叫做上位詞，特定性較強(qiáng)的詞語叫做下位詞；相關(guān)關(guān)系是除同一關(guān)系、等級關(guān)系之外的一種語義相關(guān)關(guān)系，相關(guān)關(guān)系復(fù)雜多樣，包括交叉關(guān)系、矛盾關(guān)系、對立統(tǒng)一關(guān)系型、因果關(guān)系、本質(zhì)與現(xiàn)象關(guān)系等[7]。

若兩個標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體的主題、分類、術(shù)語等是同一關(guān)系，則標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體間屬于共有特性關(guān)系；若兩個標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體的主題、分類、術(shù)語等是上下位關(guān)系、相關(guān)關(guān)系，則標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體間屬于相關(guān)關(guān)系。

3）其他實體的相互關(guān)系

人/機(jī)構(gòu)、主題、標(biāo)準(zhǔn)分類、術(shù)語、適用范圍、核心技術(shù)要素等實體之間的交叉關(guān)系，在標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)領(lǐng)域還有待進(jìn)一步揭示，故此處不予深入分析。上述兩個實體之間的關(guān)系都是雙向可逆的。

2.3.2 實體與實體屬性值之間的關(guān)系

根據(jù)“實體-屬性-屬性值”三元組模型，此時屬性充當(dāng)著關(guān)系類型的角色。由于每類實體對應(yīng)的屬性眾多，因而每類實體本身及其屬性值便可構(gòu)成關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的知識節(jié)點，實體和實體的屬性值之間的連線即為兩者的關(guān)系，三者構(gòu)成一個基本的知識單元。因此屬性是知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中的關(guān)鍵節(jié)點，是不同于實體之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的重要紐帶。

標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)是最高層級的實體，根據(jù)表1，以標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)為實體、標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的屬性為例，標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)與其屬性的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型如圖1所示。

不同標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體之間通過相同的屬性值進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成共有特性關(guān)系。例如：多個標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)具有相同的起草人、起草單位、CCS分類號、ICS分類號、主題詞、關(guān)鍵詞等，形成同屬性關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（如圖2所示）。

2.4 關(guān)系整合

通過整合標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體、屬性、關(guān)系，得到完整的標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)關(guān)系表（見表2），其中標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)元數(shù)據(jù)涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的外部特征和內(nèi)容特征。

3 標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)關(guān)系應(yīng)用方向

3.1 加強(qiáng)實體關(guān)系抽取技術(shù)研究，開展標(biāo)準(zhǔn)知識圖譜應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體、關(guān)聯(lián)關(guān)系的抽取、建立與維護(hù)。定義好標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體、屬性和關(guān)聯(lián)關(guān)系后，需要通過人工或半人工、自動的抽取方法抽取標(biāo)準(zhǔn)文本中所包含的各類實體關(guān)系，并將其映射到知識圖譜的實體關(guān)系表達(dá)上[8]。對于有清晰規(guī)律的標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體或?qū)傩?，比如：?biāo)準(zhǔn)號、起草單位、采用、代替等，可以采用基于規(guī)則的機(jī)器標(biāo)注方法；對于沒有清晰規(guī)律的標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)實體，比如：標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)指標(biāo)，通常采用有監(jiān)督的機(jī)器學(xué)習(xí)，通過邀請領(lǐng)域?qū)＜覍?biāo)準(zhǔn)對象進(jìn)行人工標(biāo)注，后續(xù)開展有監(jiān)督的機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，并不斷優(yōu)化完善模型。

3.2 開展標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽集構(gòu)建研究，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)知識開發(fā)和利用

標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽集是描述標(biāo)準(zhǔn)全文內(nèi)容和元數(shù)據(jù)，分析標(biāo)準(zhǔn)層次結(jié)構(gòu)和技術(shù)要素的工具，通過XML等結(jié)構(gòu)化通用標(biāo)記語言，定義標(biāo)準(zhǔn)前言、引言、主體等層次以及標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)條、列項、圖、表、公式等技術(shù)要素的標(biāo)簽和屬性定義，構(gòu)建通用的標(biāo)準(zhǔn)信息模型[9]。對于PDF格式的標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)，通過OCR處理后，提取標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的文本內(nèi)容，將標(biāo)準(zhǔn)文本內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽集進(jìn)行匹配關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)PDF電子文檔轉(zhuǎn)化為XML格式，進(jìn)而批量獲取相關(guān)實體、關(guān)系和屬性[10]，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的知識關(guān)聯(lián)，為后續(xù)進(jìn)一步開發(fā)和利用標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

3.3 開展基于關(guān)聯(lián)關(guān)系的知識鏈接構(gòu)建研究

知識鏈接是通過知識對象之間特有的屬性和關(guān)聯(lián)關(guān)系，將離散的知識聯(lián)系起來的過程[11]。知識關(guān)聯(lián)是知識鏈接的基礎(chǔ)，在進(jìn)一步明確不同標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系后，通過建立知識鏈接，可以構(gòu)建統(tǒng)一的知識體系結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)之間通過作廢代替關(guān)系、引用關(guān)系、采用關(guān)系等形成聯(lián)系，也可以通過起草人、起草單位等同一性，或者標(biāo)準(zhǔn)分類、主題、術(shù)語等上下位關(guān)系、相關(guān)關(guān)系形成相互滲透、相互作用、相互聯(lián)系的知識集合。揭示了知識的關(guān)聯(lián)關(guān)系后，用戶可以通過知識鏈接，最大限度地獲取相關(guān)知識，從而實現(xiàn)智能檢索、知識導(dǎo)航、知識服務(wù)等目標(biāo)。

4 結(jié) 語

厘清標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)的關(guān)系是開展標(biāo)準(zhǔn)知識服務(wù)的底層支撐。本文的標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)是基于標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的共性結(jié)構(gòu)提出，并未包括最核心的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)元數(shù)據(jù)，同時標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系還比較寬泛，還需根據(jù)具體問題情境，進(jìn)一步細(xì)分優(yōu)化。下一步，可以借助信息化手段，建立標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)元數(shù)據(jù)關(guān)系在標(biāo)準(zhǔn)知識服務(wù)中的實踐應(yīng)用。

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