基于 Protege 与 Neo4j 的教育领域知识图谱构建及前端可视化

2.3 导入 Neo4j

1. 清除数据库中的所有数据

MATCH (n) DETACH DELETE n;

2. 初始化 RDF 导入配置

CALL n10s.graphconfig.init();

3. 导入 RDF 数据

CALL n10s.rdf.import.fetch("file:///E:/BaiduNetdiskDownload/owl 导入 neo4j/第一单元_test.turtle", "RDF/XML", {handleVocabUris: "IGNORE"})

注意修改你自己的文件地址。

4. 查询所有（部分）数据

MATCH (n) WHERE n:`节点名称 1` OR n:`节点名称 2` OR n:`节点名称 3` RETURN n LIMIT 500;

5. 查询边关系

MATCH ()-[r]->() RETURN DISTINCT type(r) AS relationshipType

6. 一些细节

节点信息的 URI 通常有很长的前缀，可使用以下指令清理：

MATCH (n) SET n.uri = REPLACE(n.uri, 'http://www.semanticweb.org/florence/ontologies/2025/1/untitled-ontology-9#', '') RETURN n

注意更换你自己的 URI 前缀。

3、Neo4j 导出 JSON 文件

导出 JSON 的目的是方便后续利用 Echarts 进行可视化。需要借助 APOC 库。请先下载并安装 APOC 库。

验证安装：

RETURN apoc.version()

导出文件：

CALL apoc.export.json.query(
  "MATCH (n) WHERE n:`节点名称 1` OR n:`节点名称 2` OR n:`节点名称 3` OPTIONAL MATCH (n)-[r]->(m) RETURN n, r, m LIMIT 500",
  "file:///E:/neo4j/neo4j-community-4.4.41/import/output_3.0.json",
  {format: 'PLAIN'}
)

代码说明：

1. 第一行：查询所有节点 + 匹配关系 + 返回所有信息。
2. 第二行：导出文件路径及文件名称。
3. 第三行：指定导出的格式为 PLAIN，即简单的 JSON 格式。

至此，原始数据已获取。下面将进行数据处理，然后利用 Echarts 和 Vue 实现前端可视化。

4、可视化前的操作

4.1 利用 Python 对数据进行处理

从 Neo4j 导出的 JSON 文件并不符合 Echarts 的数据格式，需要利用 Python 进行处理。

原始 JSON 数据示例：

{
  "n": {
    "type": "node",
    "id": "2",
    "labels": ["Resource", "课名称", "owl__NamedIndividual"],
    "properties": {
      "描述": "算法的多分支结构，判断闰年的规则",
      "编号": 3.3,
      "名称": "闰年平年我知道（1）"
    }
  },
  "r": {
    "id": "69",
    "type": "relationship",
    "label": "父子",
    "start": { "id": "2" },
    "end": { "id": "101" }
  },
  "m": ...
}

Python 处理代码：

import json

def convert_to_echarts_data(file_path):
    # 加载 Neo4j 导出的 JSON 数据
    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as f:
        neo4j_data = json.load(f)
    
    # 初始化 ECharts 数据
    echarts_data = {"nodes": [], "links": []}
    node_map = {}

    # 节点处理
    for item in neo4j_data:
        node = item.get("n", None)
        if node:
            node_id = node.get("id")
            node_labels = node.get("labels", [])
            node_properties = node.get("properties", {})
            node_name = node_properties.get("名称", node_properties.get("name", node_id))
            node_uri = node_properties.get("uri", node_id)
            
            if node_id not in node_map:
                echarts_node = {
                    "id": node_id,
                    "name": node_name,
                    "category": node_labels[1] if len(node_labels) > 1 else "其他",
                    "value": node_uri,
                    "properties": node_properties
                }
                echarts_data["nodes"].append(echarts_node)
                node_map[node_id] = echarts_node

        m_node = item.get("m", None)
        if m_node:
            node_id = m_node.get("id")
            node_labels = m_node.get("labels", [])
            node_properties = m_node.get("properties", {})
            node_name = node_properties.get("名称", node_properties.get("name", node_id))
            node_uri = node_properties.get("uri", node_id)
            
            if node_id not in node_map:
                echarts_node = {
                    "id": node_id,
                    "name": node_name,
                    "category": node_labels[1] if len(node_labels) > 1 else "其他",
                    "value": node_uri,
                    "properties": node_properties
                }
                echarts_data["nodes"].append(echarts_node)
                node_map[node_id] = echarts_node

    # 边处理
    for item in neo4j_data:
        relationship = item.get("r", None)
        if relationship:
            start_node = relationship.get("start")
            end_node = relationship.get("end")
            start_id = start_node.get("id")
            end_id = end_node.get("id")
            relationship_label = relationship.get("label")
            
            echarts_link = {
                "source": start_id,
                "target": end_id,
                "value": relationship_label,
            }
            echarts_data["links"].append(echarts_link)

    return echarts_data

if __name__ == "__main__":
    input_file = r"E:\neo4j\neo4j-community-4.4.41\import\output_4.0.json"
    output_file = "converted_data2.0.json"
    echarts_data = convert_to_echarts_data(input_file)
    with open(output_file, 'w', encoding='utf-8') as f:
        json.dump(echarts_data, f, ensure_ascii=False, indent=4)
    print(f"数据已成功转换并保存到 {output_file}")

转换后的 JSON 数据示例：

{
  "nodes": [
    {
      "id": "2",
      "name": "闰年平年我知道（1）",
      "category": "课名称",
      "value": "闰年平年我知道（1）",
      "properties": {
        "描述": "算法的多分支结构，判断闰年的规则",
        "编号": 3.3,
        "名称": "闰年平年我知道（1）"
      }
    }
  ],
  "links": [
    {
      "source": "2",
      "target": "101",
      "value": "父子"
    }
  ]
}

4.2 学习 Vue & Echarts

完成上述步骤后，可结合 Vue 框架与 Echarts 库实现前端可视化展示。