一种采用图数据库储存材料数据的方法及系统

1.本发明属于数据存储管理的技术领域，尤其涉及一种采用图数据库储存材料数据的方法及系统。

背景技术：

2.信息时代的到来为材料研究领域带来了新的工具，数据科学在材料科学研究过程中已经成为一种新的方法，利用高通量数据与信息科学手段辅助进行材料开发，将大幅提升材料研究效率，缩短材料研究周期，有效降低材料研究成本。在材料研发过程中，为产生的最终成果提供有效修正的碎片化数据被闲置，可被用于信息科学解决材料问题的基础研究成果数据被忽视，可以提取凝练材料领域客观规律的重复性数据未发挥其价值。为此，需要寻一种能够有效储存材料数据，适应材料数据结构，方便材料数据录入，便于材料数据共享的材料数据储存方法，将被闲置与忽视的材料数据利用数据科学与信息科学以另一种方式在材料研发领域继续产生价值。
3.材料数据在研发与使用过程中具有鲜活的生命周期特征，从研发到回收，各阶段数据具有紧密的关联性连结；根据材料的种类与用途不同，不同材料数据之间的差异具有明显的类别特征；而相似材料的材料数据又在研发与用途之间具有类比性对照。材料种类造成材料数据的多样化，材料研究与使用过程造成材料数据的强烈关联，相似材料的特征造成材料数据的有效对照。综上，材料数据种类繁杂，不同阶段数据具有强关联性，根据传统的材料数据储存方式，对种类繁杂，强关联性的数据难以进行有效储存。

技术实现要素：

4.基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种采用图数据库储存材料数据的方法及系统，一方面，本发明提出了一种采用图数据库储存材料数据的方法，通过可视化绘制节点图像与节点关系图像的方法进行材料数据采集，将各类型材料数据储存至节点中，用节点之间的关系，储存节点储存的材料数据之间的关联和联系，图数据库的非关系型数据储存形式，有效解决各类型材料数据字段繁杂的问题；采用图数据库完整储存采集的节点与关系数据，解决材料各类型数据之间的强关联性储存问题，能够采集广泛的材料数据并储存到图数据库中，其包括以下步骤：
5.s1、确定材料数据的类型及之间的关系；
6.s2、在图数据库储存材料数据的系统中绘制节点与关系的图；
7.s3、填充数据并储存至图数据库中。
8.进一步的，在步骤s1中，确定材料数据的类型及之间的关系是指根据材料数据的现实意义确定材料数据的类型，根据材料数据类型之间的关联和联系确定不同类型间的关系。
9.进一步的，在步骤s2中，绘制节点与关系是指根据节点储存不同类型的材料数据之间的关联和联系进行可视化绘制。
10.进一步的，在步骤s3中，填充数据是指根据材料数据类型将数据储存在节点数据中，根据数据类型之间的关系将对应的实体关系储存在关系数据中。
11.进一步的，在步骤s3中，将节点与关系及其填充的数据储存至图数据库中是指将在s2步骤中采集的数据完整储存至图数据库中。
12.进一步的，在步骤s1中，材料数据是材料在研发和使用过程中产生的可进行计算机存储介质储存的数据。
13.另一方面，本发明提出了一种采用图数据库储存材料数据的系统，基于浏览器建立了具有绘制节点与关系并填充数据功能的web应用；建立了能够对材料数据需要采集的字段进行添加，修改删除的管理web应用，基于计算机编程语言，建立了将采集的材料数据进行格式转换，使其能够储存在图数据库中的功能模块，建立了将格式转换后的数据储存到图数据库的功能模块，其包括：图方法数据采集模块、数据格式转换模块、数据储存模块、数据采集字段管理模块；其中，所述图方法数据采集模块用于通过绘制节点与关系并填充数据的方法采集材料数据；所述数据格式转换模块用于将图方法数据采集模块中采集的数据转换为可以储存在图数据库中的数据格式；所述数据储存模块用于将通过数据格式转换模块转换的材料数据储存到图数据库中；所述数据采集字段管理模块用于对储存材料数据的类型和储存材料数据的字段进行添加、删除、修改操作以适用不同材料数据。
14.由上，本发明的采用图数据库储存材料数据的方法及系统具有如下有益效果：
15.(1)、采用图数据库储存材料数据的方法解决了储存广泛材料数据过程中，由于材料数据的字段繁杂多变和数据之间强关联性带来的储存困难问题，通过可视化创建节点与关系采集材料数据，快速直观的进行材料数据高效储存，保持材料数据的关联性，在数据采集时建立起材料数据之间的关系，更加系统有效的对材料数据进行直观简洁，快速高效的录入储存。简化了数据录入的繁杂过程，有效的提高了材料数据采集及整理的效率，促进材料数据资源的数字化储存，助力材料数据整合发掘。具有储存材料数据种类广泛，保持材料数据关联性完整，保证储存材料全生命周期数据等特点。用图数据库储存材料数据，与传统的基础数据库(热力学、动力学、相图等数据库)相互补充，能为材料基因工程的实施和大数据挖掘研发新材料、新工艺提供基础平台。
16.(2)、采用图数据库储存材料数据的系统的图方法数据采集模块通过可视化的绘制节点与关系方法进行数据及其实体关系的采集，通过数据格式转换模块与数据储存模块将采集的材料数据完整储存到图数据库，通过数据采集字段管理模块对不同类型的材料数据的采集字段进行修改，删除，编辑，极大的提升对材料数据进行储存的扩展性与灵活性，材料数据涉及范围广、联系复杂且紧密，本发明所采用的可修改采集字段并用图数据库储存数据的系统技术方案对材料数据复杂的数据字段，紧密的数据结构具有很好的适应性。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
19.图1为本发明的采用图数据库储存材料数据的方法的流程图；
20.图2为本发明的采用图数据库储存材料数据的系统的模块示意图；
21.图3为数据节点与关系示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
23.如图1至图3所示，本发明提供的一种采用图数据库储存材料数据的方法，具体的步骤包括：
24.步骤1：确定材料数据的类型及之间的关系，根据材料数据的现实意义确定材料数据的类型，根据材料数据类型之间的关联和联系确定不同类型间的关系。
25.步骤2：通过图数据库储存材料数据的系统绘制节点与关系的图，节点是不同材料数据类型的可视化展示，节点之间的关系是材料数据类型之间关联和联系的可视化展示，将材料数据结构展示在图。
26.步骤3：填充数据并储存至图数据库中，将材料数据根据数据类型填充到绘制的节点中，通过图数据库储存材料数据的系统将采集到的材料数据储存到图数据库中。
27.进一步的，步骤1中，根据材料数据的现实意义确定材料数据的类型是根据材料数据在现实世界表示的事实进行材料数据类型的划分；根据材料数据类型之间的关联和联系确定不同类型间的关系是对材料数据类型之间在现实世界表示的事实之间的关联和联系；
28.步骤2中，绘制得到的节点与关系的图指的是若干给定的点及连接两点的线所构成的图形，并非图像；图方法数据采集模块包括数据节点与关系绘制模块，字段数据库模块与节点数据录入模块；
29.数据节点与关系绘制模块用于通过可视化界面，创建可视化节点和创建节点之间的可视化关系；可视化节点，是材料数据类型确定的材料数据分布，是采集数据中节点数据的可视化展示，用于填充该类型节点需要采集的数据；可视化关系是各类型材料数据之间现实世界关系的连接，是采集数据中关系数据的可视化展示；字段数据库模块用于储存材料数据不同类型下的字段，限定不同类型材料数据需要采集的字段；所述节点数据录入模块用于与字段数据库模块协同，根据字段数据库储存的字段进行数据采集，并将采集数据填充在数据节点中。
30.步骤2中，绘制节点与关系是通过图数据库储存材料数据的系统的数据节点与关系绘制模块，建立可以创建节点和连接节点的编辑区域，根据步骤1中确定的材料数据类型及之间的关系，在该区域创建节点图像，节点图像是独立的形状图像但不限于确定的形状类型，创建节点连接线代表节点之间数据关系，连接线是能够在图像中表示节点图像有向连接的线的形状但不限于确定的线的形状类型；
31.步骤3中，填充数据是指通过图数据库储存材料数据的系统的节点数据录入模块，将材料数据根据步骤1确定的数据类型和数据类型之间的关系将材料数据将数据储存到步骤2中绘制的表示不同类型材料数据的节点中，将材料数据不同数据类型之间的关系储存到步骤2中绘制的关系中；填充材料数据过程中字段对材料数据无法完整采集，通过图数据
库储存材料数据的系统的采集字段管理模块进行材料数据字段的增加，删除，修改；储存在图数据库中材料数据为采集的材料数据在图数据库中的完整数据，在采集过程中绘制创建的全部节点与关系数据通过图数据库储存材料数据的系统的数据格式转换模块和数据储存模块储存在图数据库中。
32.本发明的采用图数据库储存材料数据的系统，包括：图方法数据采集模块、数据格式转换模块、数据储存模块、数据采集字段管理模块。图方法数据采集模块用于通过绘制节点与关系并填充数据的方法采集材料数据；所述数据格式转换模块用于将图方法数据采集模块中采集的数据转换为可以储存在图数据库中的数据格式；所述数据储存模块用于将通过数据格式转换模块转换的材料数据储存到图数据库中；所述数据采集字段管理模块用于对储存材料数据的类型和储存材料数据的字段进行添加、删除、修改操作以适用不同材料数据。
33.进一步的，数据格式转换模块包括数据接收模块和数据格式转换模块；数据接收模块用于完整接收通过图方法数据采集模块采集的数据，并将其中的空字段数据进行删除清洗；数据格式转换模块用于将经过数据接收模块处理的数据转换为可以储存在图数据库中的数据格式；
34.进一步的，数据储存模块用于将经过数据格式转换模块转换的数据完整储存到图数据库中；
35.进一步的，数据采集字段管理模块用于管理图方法数据采集模块下字段数据库模块的字段数据库；字段数据库为关系型数据库，包括材料节点类型表，节点类型录入组件表；材料节点类型表用于存储材料数据节点类型描述；节点类型录入组件表用于根据材料数据类型，储存需求数据录入字段名称及其组件类型；
36.进一步的，数据采集字段管理模块功能包括对材料数据类型的增加，删除，修改和对不同类型下的字段描述和字段组件的增加，修改，删除。
37.本实施例提供一种用图数据库储存三元锂离子电池材料数据的方法，包括以下步骤：
38.s1、根据三元锂离子电池数据，确定材料数据按类型可分为元数据类型，工艺数据类型，表征数据类型，特征数据类型，分别为描述材料数据的数据，材料制作和生产工艺的数据，对材料进行表征所采用的方法的数据，材料经过表征获取的材料结构与性能数据。对三元锂离子电池材料数据进行如上分类，准备采集。
39.s2、对材料数据按照其数据分类及数据关联性利用图方法数据采集模块的节点与关系绘制模块，按照数据分类进行材料数据节点及关系的绘制，利用字段数据库模块获取材料数据类型的采集字段，若字段不足，则利用数据采集类型字段管理模块对采集字段进行编辑。
40.s3、与节点数据录入模块协同，为节点数据注入该节点应储存的数据，节点储存的数据是材料数据不同类型下的采集字段及对应值，按照节点储存的数据类型进行关系的绘制，得到采集的材料数据。将三元锂离子电池材料数据的元数据类型数据采集到储存元数据的节点中，依次建立储存工艺数据，表征数据，特征数据的节点。根据材料数据不同类型之间的实体关系建立节点关系。在元数据与工艺数据之间建立描述关系，意为该数据描述了这些工艺数据，工艺数据按照步骤进行区分，上一步骤与下一步骤间建立继续关系，意为
上一步工艺继续进行下一步工艺；工艺数据与表征数据之间建立通过关系，代表该步工艺的产物通过表征数据储存的表征方法；表征数据与特征数据之间建立获取关系，意为通过该表征方法获取到性能或者结构数据。整体关系描述为，某数据描述了某工艺，某工艺通过某表征方法获取某特征数据。若在采集过程中某类型数据采集的字段不足以完全储存该类型的三元锂离子电池数据，则通过数据采集字段管理模块进行字段的修改，删除，与添加。至此，材料数据采集完成。采集完成的数据不能直接进行图数据库储存，需要利用数据格式转换模块进行数据格式的转换，然后利用数据储存模块储存采集的三元锂离子电池数据，完整保存采集的节点与关系数据，完成对三元锂离子电池数据的完整储存。
41.本实例中在数据采集方法上采取了不同于以往表格式的数据采集方式，创建了可视化采集材料数据界面，通过绘制节点与关系，而后对节点进行数据填充储存材料数据，通过绘制节点间的关系储存数据之间的实体关系；建立了适应绘制节点与关系并能够完整储存采集到的材料数据的系统，采用新颖的图数据库进行材料数据储存。图数据库作为非关系型数据库能够在节点中任意储存不同字段及对应值，形象的说，节点储存的数据等于在关系型数据中一行字段可变的数据，这对复杂类型，字段变化的材料数据具有完美的适应性；同时，在绘制节点与关系时就创建了节点之间的关系，保存了材料数据之间的强关联性，对材料数据的生命周期性具有相当的能力保存完整。结合图数据库的强大储存能力，利用便利的浏览器技术，方便材料数据的快速采集，有效储存，便捷共享。
42.以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种采用图数据库储存材料数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、确定材料数据的类型及之间的关系；s2、在图数据库储存材料数据的系统中绘制节点与关系的图；s3、填充数据并储存至图数据库中。2.如权利要求1所述的采用图数据库储存材料数据的方法，其特征在于，在步骤s1中，确定材料数据的类型及之间的关系是指根据材料数据的现实意义确定材料数据的类型，根据材料数据类型之间的关联和联系确定不同类型间的关系。3.如权利要求1所述的采用图数据库储存材料数据的方法，其特征在于，在步骤s2中，绘制节点与关系是指根据节点储存不同类型的材料数据之间的关联和联系进行可视化绘制。4.如权利要求1所述的采用图数据库储存材料数据的方法，其特征在于，在步骤s3中，填充数据是指根据材料数据类型将数据储存在节点数据中，根据数据类型之间的关系将对应的实体关系储存在关系数据中。5.如权利要求1所述的采用图数据库储存材料数据的方法，其特征在于，在步骤s3中，将节点与关系及其填充的数据储存至图数据库中是指将在s2步骤中采集的数据完整储存至图数据库中。6.如权利要求1所述的采用图数据库储存材料数据的方法，其特征在于，在步骤s1中，材料数据是材料在研发和使用过程中产生的可进行计算机存储介质储存的数据。7.一种采用图数据库储存材料数据的系统，其特征在于，包括：图方法数据采集模块、数据格式转换模块、数据储存模块、数据采集字段管理模块；其中，所述图方法数据采集模块用于通过绘制节点与关系并填充数据的方法采集材料数据；所述数据格式转换模块用于将图方法数据采集模块中采集的数据转换为可以储存在图数据库中的数据格式；所述数据储存模块用于将通过数据格式转换模块转换的材料数据储存到图数据库中；所述数据采集字段管理模块用于对储存材料数据的类型和储存材料数据的字段进行添加、删除、修改操作以适用不同材料数据。

技术总结

本发明公开了一种采用图数据库储存材料数据的方法及系统，包括：确定材料数据的类型及之间的关系；在图数据库储存材料数据的系统中绘制节点与关系的图；填充数据并储存至图数据库中。本发明通过可视化绘制节点图像与节点关系图像的方法进行材料数据采集，将各类型材料数据储存至节点中，用节点之间的关系，储存节点储存的材料数据之间的关联和联系，图数据库的非关系型数据储存形式，有效解决各类型材料数据字段繁杂的问题；采用图数据库完整储存采集的节点与关系数据，解决材料各类型数据之间的强关联性储存问题，能够采集广泛的材料数据并储存到图数据库中。据并储存到图数据库中。据并储存到图数据库中。