知识图谱入门——3：工具分类与对比（知识建模工具：Protégé、 知识抽取工具：DeepDive、知识存储工具：Neo4j）

在知识图谱构建的过程中，针对不同的任务和需求，我们可以使用多种工具。为了帮助你快速选择合适的工具，本文将常用工具按类别进行分类介绍，并对比其优缺点，方便你在不同场景中做出最佳选择。

1. 知识建模工具

知识建模是知识图谱构建的起点，用于定义实体、关系和属性的结构。以下是常用的建模工具：

工具	主要功能	优势	劣势	适用场景
Protégé	开源本体建模工具，支持OWL、RDF	图形界面友好，支持中文，社区活跃，扩展性强	批量处理能力弱，不适合大规模本体处理	适合中小型知识图谱构建，图形化操作的场景
OntoStudio	商业级本体建模工具，支持多格式	功能全面，支持复杂依赖关系和本体映射	商业工具，免费版功能有限	复杂依赖关系、异构本体映射项目
TopBraid Composer	本体建模、SPARQL查询与验证	集成Eclipse开发环境，适合SPARQL请求和验证	商业工具，免费版功能有限	企业级、需要高扩展性与SPARQL查询的项目
Apollo	GraphQL实现的图数据库平台	支持增量开发、兼容性好、支持批量操作	依赖GraphQL语言，无图形界面	需要大规模知识图谱建模和批量处理的场景
Semantic Turkey	RDF建模工具，集成浏览器扩展	简化网页数据收集，方便网页标记管理	功能单一，依赖特定浏览器	需要从网页中提取和管理知识数据的项目

选择建议

• Protégé：如果是初学者，或你的项目规模较小，且需要可视化界面来辅助操作，Protégé是最适合的选择。
• OntoStudio：当你的项目需要处理复杂依赖关系、格式多样的本体，OntoStudio可以提供强大的支持。
• TopBraid Composer：适合企业级应用，特别是需要高效SPARQL查询和复杂数据整合的场景。
• Apollo：如果你需要进行大规模建模、并且希望云端部署或分布式处理，可以选择Apollo。

2. 知识抽取工具

知识抽取工具用于从非结构化或半结构化数据中提取实体、关系等信息，并转换为结构化数据。以下是几款常见的知识抽取工具：

工具	主要功能	优势	劣势	适用场景
DeepDive	从非结构化数据中抽取实体和关系	支持大规模数据处理，适合复杂领域信息抽取	配置复杂，需较多NLP和数据库知识	从非结构化文本和图片中抽取知识，如医疗、法律场景
OpenNRE	基于神经网络的实体关系抽取	支持多关系抽取，基于远程监督的神经网络	配置复杂，对硬件有较高要求	深度学习项目中需要抽取复杂实体关系的场景
ReVerb	基于句法和词汇的开放域知识抽取	高准确率，适合开放域关系抽取	在特定领域抽取中表现不佳	通用开放域关系抽取任务

选择建议

• DeepDive：如果需要处理大规模的非结构化数据（如文本、表格、图片等），并且能够投入时间进行系统配置，DeepDive是非常强大的工具。
• OpenNRE：适合在远程监督场景下进行实体关系抽取，尤其是基于神经网络的关系挖掘项目。
• ReVerb：当你需要进行开放域的关系抽取任务时，ReVerb提供了较为高效的解决方案。

3. 知识存储工具

知识图谱存储工具用于保存构建后的知识图谱，并提供高效的查询和推理功能。以下是常用的存储工具：

工具	主要功能	优势	劣势	适用场景
Neo4j	专业图数据库，适合存储和查询大规模图数据	性能高效，查询强大，广泛应用于知识图谱存储	复杂项目可能需要付费版，配置学习曲线较陡	需要大规模图数据存储和复杂多跳查询的知识图谱场景
AllegroGraph	支持RDF、OWL存储与推理的高性能数据库	支持本体推理，内置高效SPARQL引擎	商业工具，费用较高	需要本体推理和复杂查询的大型企业项目
Virtuoso	支持RDF存储，提供高效的SPARQL查询	兼容性好，支持多种数据格式，性能较高	复杂操作下性能略逊于专用图数据库	需要与其他数据集成，并且兼顾性能和灵活性的项目

选择建议

• Neo4j：适合大规模图谱存储和查询项目，特别是需要多跳查询的场景。
• AllegroGraph：如果你的项目需要复杂推理和RDF/OWL兼容，且预算充足，AllegroGraph是理想选择。
• Virtuoso：适合需要多格式兼容和较高查询效率的项目，尤其是与其他系统集成的数据查询项目。

结语

构建知识图谱是一个复杂的过程，从知识建模、抽取到存储，每个环节都需要合适的工具。选择时需要结合项目的具体需求和技术要求。如果你的项目涉及初学者学习或中小型项目，Protégé和Neo4j的组合会是不错的开始；如果需要更复杂的推理和大规模数据处理，DeepDive或AllegroGraph等工具则更加适合。