7.8 KiB
7.8 KiB
菜谱知识图谱设计方案
烹饪本体设计
概述
本设计方案将菜谱数据结构化为本体图数据库，支持语义查询、推理和知识发现。
核心概念体系 (Concept Hierarchy)
1. 根概念 (Root Concept)
100000000 | Culinary Concept | (烹饪概念)
2. 顶级概念 (Top Level Concepts)
200000000 | Recipe | (菜谱)
300000000 | Ingredient | (食材)
400000000 | Tool | (工具)
500000000 | Cooking Method | (烹饪方法)
600000000 | Difficulty Level | (难度等级)
700000000 | Recipe Category | (菜谱分类)
800000000 | Measurement Unit | (计量单位)
900000000 | Cooking Step | (烹饪步骤)
概念分类体系
菜谱分类 (Recipe Categories)
710000000 | Vegetable Dish | (素菜)
720000000 | Meat Dish | (荤菜)
730000000 | Aquatic Product | (水产)
740000000 | Breakfast | (早餐)
750000000 | Staple Food | (主食)
760000000 | Soup | (汤类)
770000000 | Dessert | (甜品)
780000000 | Beverage | (饮料)
790000000 | Condiment | (调料)
食材分类 (Ingredient Categories)
310000000 | Vegetable | (蔬菜)
320000000 | Seasoning | (调料)
330000000 | Protein | (蛋白质)
340000000 | Starch | (淀粉类)
350000000 | Dairy | (乳制品)
360000000 | Fruit | (水果)
370000000 | Herb | (香草香料)
380000000 | Oil Fat | (油脂类)
难度等级 (Difficulty Levels)
610000000 | One Star | (一星) ★
620000000 | Two Star | (二星) ★★
630000000 | Three Star | (三星) ★★★
640000000 | Four Star | (四星) ★★★★
650000000 | Five Star | (五星) ★★★★★
烹饪方法 (Cooking Methods)
501000000 | Stir Fry | (炒)
502000000 | Deep Fry | (炸)
503000000 | Braise | (红烧)
504000000 | Steam | (蒸)
505000000 | Boil | (煮)
506000000 | Roast | (烤)
507000000 | Stew | (炖)
508000000 | Mix | (拌)
509000000 | Marinate | (腌)
510000000 | Blanch | (焯)
关系类型定义 (Relationship Types)
核心关系 (Core Relationships)
116680003 | is_a | (是一个) - 层次分类关系
属性关系 (Attribute Relationships)
801000001 | has_ingredient | (包含食材)
801000002 | requires_tool | (需要工具)
801000003 | has_step | (包含步骤)
801000004 | belongs_to_category | (属于分类)
801000005 | has_difficulty | (具有难度)
801000006 | uses_method | (使用方法)
801000007 | has_amount | (具有用量)
801000008 | step_follows | (步骤顺序)
801000009 | serves_people | (供应人数)
801000010 | cooking_time | (烹饪时间)
801000011 | prep_time | (准备时间)
801000012 | ingredient_substitute | (食材替代)
801000013 | recipe_variant | (菜谱变体)
801000014 | nutritional_info | (营养信息)
具体实例设计
红烧茄子菜谱实例
概念ID: 201000001
完全限定名: 201000001 | 红烧茄子 (Braised Eggplant) |
首选术语: 红烧茄子
同义词: 茄子烧制, 红烧青茄子
属性关系:
- belongs_to_category = 710000000 | 素菜
- has_difficulty = 640000000 | 四星
- serves_people = 2人份
- cooking_time = 30分钟
- prep_time = 15分钟
食材关系:
- has_ingredient = 311000001 | 青茄子 | : has_amount = "0.7个/份"
- has_ingredient = 311000002 | 大蒜 | : has_amount = "3瓣"
- has_ingredient = 321000001 | 酱油 | : has_amount = "茄子数量*7克"
- has_ingredient = 331000001 | 鸡蛋 | : has_amount = "1个"
- has_ingredient = 341000001 | 面粉 | : has_amount = "青茄子数量*150克"
工具关系:
- requires_tool = 401000001 | 炒锅
- requires_tool = 401000002 | 菜刀
- requires_tool = 401000003 | 筷子
方法关系:
- uses_method = 502000000 | 炸
- uses_method = 503000000 | 红烧
- uses_method = 501000000 | 炒
步骤关系:
- has_step = S001 | 清洗食材
- has_step = S002 | 切配处理
- has_step = S003 | 调制面糊
- has_step = S004 | 油炸茄块
- has_step = S005 | 炒制调味
表达式系统
预协调表达式 (Precoordinated)
201000001 | 红烧茄子 |
后协调表达式 (Postcoordinated)
# 四星难度的素菜
710000000 | 素菜 | : has_difficulty = 640000000 | 四星 |
# 包含茄子的红烧菜谱
200000000 | 菜谱 | : {
has_ingredient = 311000001 | 青茄子 |,
uses_method = 503000000 | 红烧 |
}
# 30分钟内完成的四星菜谱
200000000 | 菜谱 | : {
has_difficulty = 640000000 | 四星 |,
cooking_time <= 30分钟
}
数据文件结构
概念文件 (rf2_concept.txt)
id effectiveTime active moduleId definitionStatusId
100000000 20241201 1 900000000 900000000
200000000 20241201 1 900000000 900000000
201000001 20241201 1 900000000 900000000
描述文件 (rf2_description.txt)
id effectiveTime active moduleId conceptId languageCode typeId term caseSignificanceId
D001 20241201 1 900000000 201000001 zh-CN 900000001 红烧茄子 900000000
D002 20241201 1 900000000 201000001 zh-CN 900000002 茄子烧制 900000000
D003 20241201 1 900000000 201000001 en 900000001 Braised Eggplant 900000000
关系文件 (rf2_relationship.txt)
id effectiveTime active moduleId sourceId destinationId relationshipGroup typeId characteristicTypeId modifierId
R001 20241201 1 900000000 201000001 710000000 0 801000004 900000000 900000000
R002 20241201 1 900000000 201000001 640000000 0 801000005 900000000 900000000
R003 20241201 1 900000000 201000001 311000001 1 801000001 900000000 900000000
查询示例
1. 基础查询 - 所有素菜
MATCH (recipe:Concept)-[:IS_A*]->(category:Concept {conceptId: "710000000"})
RETURN recipe.preferredTerm
2. 复杂查询 - 包含特定食材的四星菜谱
MATCH (recipe:Concept)-[:HAS_INGREDIENT]->(ingredient:Concept)
WHERE ingredient.conceptId = "311000001"
AND (recipe)-[:HAS_DIFFICULTY]->(:Concept {conceptId: "640000000"})
RETURN recipe.preferredTerm, recipe.cookingTime
3. 语义查询 - 所有炒制类菜谱
MATCH (recipe:Concept)-[:USES_METHOD]->(method:Concept)
WHERE (method)-[:IS_A*]->(:Concept {conceptId: "501000000"})
RETURN DISTINCT recipe.preferredTerm
实现技术栈
图数据库选择
- Neo4j: 成熟的图数据库，适合复杂查询
- ArangoDB: 多模型数据库，支持图和文档
- Amazon Neptune: 云原生图数据库
API设计
class RecipeOntologyAPI:
def search_recipes_by_ingredient(self, ingredient_id: str) -> List[Recipe]:
"""根据食材搜索菜谱"""
pass
def get_recipe_variants(self, recipe_id: str) -> List[Recipe]:
"""获取菜谱变体"""
pass
def suggest_substitutes(self, ingredient_id: str) -> List[Ingredient]:
"""建议食材替代"""
pass
def analyze_nutrition(self, recipe_id: str) -> NutritionInfo:
"""分析营养成分"""
pass
应用场景
1. 智能菜谱推荐
- 基于现有食材推荐菜谱
- 根据难度等级筛选
- 营养搭配建议
2. 食材替代建议
- 过敏原替代
- 地域性食材替换
- 营养等价替代
3. 烹饪知识推理
- 步骤优化建议
- 工具使用指导
- 时间管理优化
4. 营养分析
- 卡路里计算
- 营养成分分析
- 膳食搭配建议
扩展性设计
多语言支持
zh-CN: 红烧茄子
en-US: Braised Eggplant
ja-JP: 茄子の煮物
ko-KR: 가지조림
地域化扩展
中式烹饪: 701000000
法式烹饪: 702000000
意式烹饪: 703000000
日式烹饪: 704000000
个性化标签
vegetarian: 素食主义
vegan: 纯素
halal: 清真
kosher: 犹太教食物
gluten_free: 无麸质
质量控制
概念一致性检查
- 循环依赖检测
- 概念完整性验证
- 关系合理性校验
数据质量保证
- 重复概念检测
- 缺失关系补充
- 术语标准化
这个设计方案提供了一个完整的菜谱知识图谱框架，可以支持复杂的语义查询、推理和知识发现功能。