試論專題咨詢GIS資料庫的建立

摘 要：基于GIS的專題咨詢資料庫的建立，不僅可以對專題咨詢進(jìn)行梳理總結(jié)，也使咨詢結(jié)果的展示更豐富、更專業(yè)，同時無論對館員還是讀者，都是今后進(jìn)行研究工作的平臺。本文以國家圖書館社科咨詢室東方主戰(zhàn)場的專題咨詢?yōu)槔?，試論歷史類專題咨詢GIS資料庫的建立。

關(guān)鍵詞：GIS；專題咨詢；東方主戰(zhàn)場

1 引言

通過近年來在國家圖書館社科咨詢的實踐工作中發(fā)現(xiàn)，歷史類的專題咨詢占了專題咨詢總數(shù)的很大的比重。歷史本身是一個演變的過程，因此歷史專題中的時間、空間觀念均十分重要，通過追溯材料和歷史記載可以用來確定時間，而空間觀念則較為復(fù)雜。實際上，在歷史學(xué)中加入空間觀念不僅具有物理性質(zhì)，而且也和人類的歷史政治演變、生產(chǎn)活動密切相關(guān)，這也是歷史地理學(xué)、文化地理學(xué)發(fā)展的重要研究方向之一。

GIS 是以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以具有地理內(nèi)涵的空間數(shù)據(jù)為處理對象，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，采集、存儲、管理、顯示、處理、分析和輸出地理信息及其產(chǎn)品。GIS作為一種關(guān)注研究對象的空間關(guān)系的新型計算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，使歷史地理學(xué)家可以借助計算機(jī)的優(yōu)勢來處理歷史地理資料在時間鏈條上的空間特征，可以克服傳統(tǒng)歷史地理學(xué)存在的局限性。

傳統(tǒng)的基于書、刊、報檢索的專題咨詢的結(jié)果，通常以復(fù)印、打印、掃描件等形式呈現(xiàn)給讀者，不論在利用方式上、保存方式上都比較分散，且專業(yè)性較弱，因此基于全文檢索的專題數(shù)據(jù)庫逐漸應(yīng)運(yùn)而生，而將空間要素添加到專題數(shù)據(jù)庫中，形成時空數(shù)據(jù)庫的方式目前還比較少。本文試著將基本地理信息與歷史信息的組織、管理、查詢相結(jié)合，把大量的歷史時間、地點、人物、事件等信息，在時空的緯度內(nèi)進(jìn)行組織，作為專題咨詢的產(chǎn)品呈現(xiàn)出來。對歷史類專題咨詢的事件、人物史料、照片、圖片等查詢結(jié)果進(jìn)行整理，加入地理信息，利用GIS手段展示，對館員來說，可以完整的總結(jié)梳理該專題咨詢，對讀者來說，咨詢結(jié)果的展示更豐富、更專業(yè)，同時無論對館員還是讀者，可以為今后進(jìn)一步研究提供了平臺。下面本文以中國抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年，社科咨詢室為中央電視臺《東方主戰(zhàn)場》紀(jì)錄片做的專題咨詢?yōu)槔囌摎v史類專題咨詢GIS資料庫的建立。

2 用戶需求分析和資料庫建設(shè)目標(biāo)

為紀(jì)念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年，中央電視臺要拍攝首部全景展現(xiàn)中國人民抗日戰(zhàn)爭作為世界反法西斯戰(zhàn)爭東方主戰(zhàn)場歷史地位及其貢獻(xiàn)的大型紀(jì)錄片，其中紀(jì)錄片中要展示的重要圖片、照片等文獻(xiàn)史料的查詢工作交予我館社科咨詢室完成。對于用戶來說，能夠根據(jù)分集需求提供高質(zhì)量的圖片、照片，精確的史料是基礎(chǔ)，我們根據(jù)用戶的要求（圖1）進(jìn)行查詢，經(jīng)過幾番溝通，最終以圖書源為單元提供目錄和圖片照片（圖2）。

本次專題咨詢結(jié)果無疑是符合用戶基本需求的，而作為一個大型歷史類專題咨詢，若能以檢索結(jié)果為基礎(chǔ)，完成GIS資料庫的建立，為用戶和咨詢室今后對該專題相關(guān)的研究、對觀眾進(jìn)行共享發(fā)布意義非常深遠(yuǎn)。

3 東方主戰(zhàn)場GIS資料庫設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 總體框架

本文的數(shù)據(jù)分為：地理空間數(shù)據(jù)和專題歷史數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)采用中華民國的地圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括行政區(qū)界、地名資料、河流等。專題歷史數(shù)據(jù)包括“東方主戰(zhàn)場”專題咨詢結(jié)果中的全部圖片、照片及相關(guān)的史料，將基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)和專題歷史數(shù)據(jù)通過地名資料所對應(yīng)的 X、Y 坐標(biāo)進(jìn)行匹配，構(gòu)建時空數(shù)據(jù)庫。

參照面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的軟件體系結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)的總體框架自下而上可以劃分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、功能層和表現(xiàn)層。

數(shù)據(jù)層主要是對基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、專題歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、訪問和管理，并為應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

服務(wù)層是用于發(fā)布系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，GIS 服務(wù)器用來發(fā)布基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，普通服務(wù)器用來發(fā)布專題歷史數(shù)據(jù)。發(fā)布后分別得到空間數(shù)據(jù)服務(wù)和專題歷史數(shù)據(jù)服務(wù)。

功能層包括地圖的基本操作、地圖檢索、專題歷史數(shù)據(jù)的檢索及可視化、數(shù)據(jù)編輯和管理功能等。

在表示層里，用戶需安裝 GIS 軟件，進(jìn)行單機(jī)的系統(tǒng)應(yīng)用。

3.2 功能介紹

東方主戰(zhàn)場GIS資料庫的主要功能包括了：歷史地圖上的檢索功能，本文根據(jù)抗日戰(zhàn)爭時期的特點采用中華民國地圖為例；該專題史料數(shù)據(jù)的檢索功能和可視化，包括了按地點、人物、事件、時間檢索；管理功能，包括了數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)庫管理和用戶信息的管理。（見圖4）

3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

3.3.1空間數(shù)據(jù)庫

Geodatabase是美國 ESRI 公司的一種面向?qū)ο蟮耐ㄓ玫乩頂?shù)據(jù)庫，支持多用戶訪問和多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，支持在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中存儲和管理地理信息，并且數(shù)據(jù)庫大小可以伸縮。其中 Personal Geodatabase主要使用于單機(jī)環(huán)境下工作的 GIS，比較適合小型的數(shù)據(jù)庫，它是把空間數(shù)據(jù)存儲在Access 數(shù)據(jù)庫中。

本文將基礎(chǔ)歷史地理空間數(shù)據(jù)存儲在 Personal Geodatabase數(shù)據(jù)庫中，即在 Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫環(huán)境中實現(xiàn)。中華民國的行政區(qū)劃圖、重要河流、湖泊可作為底圖顯示，而行政地點點狀空間數(shù)據(jù)用點圖層表示，并需要加入經(jīng)緯度X、Y 值字段，及描述人物數(shù)據(jù)和事件數(shù)據(jù)的 URL、圖片等屬性信息。

3.3.2專題數(shù)據(jù)庫

本研究的專題歷史數(shù)據(jù)是指那些具有空間屬性的歷史事件、歷史人物、歷史圖片等等。這些專題歷史數(shù)據(jù)以文件的方式存儲在服務(wù)器虛擬目錄下，也可以把這些歷史數(shù)據(jù)發(fā)布為 Web 服務(wù)，每個文件都對應(yīng)一個能夠唯一標(biāo)識自己的 URL，通過此 URL 可以訪問相對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)，供用戶調(diào)用。

建立數(shù)據(jù)庫中存儲的表結(jié)構(gòu)，包括了表名、字段名、字段類型、字段長度等，同時明確字段增加、刪除、修改的規(guī)則，根據(jù)讀者需求和該專題咨詢的特點，本文建立了歷史事件數(shù)據(jù)表（字段包括：時間、地點、事件名稱、文字描述、圖書源、X、Y、圖片照片）、人物數(shù)據(jù)表（字段包括：人名、生平簡介、圖書源、X、Y、圖片照片）。表的位置信息可參照基礎(chǔ)地圖獲得，在 Access 中構(gòu)建數(shù)據(jù)表。用戶可通過人名或時間字段來檢索專題歷史信息。當(dāng)用戶輸入人名或時間時，由 X、Y 定位，點擊定位的點，顯示有關(guān)人物的歷史信息。其中html 字段是通過 URL 來調(diào)用其對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)，html 實際就是在記事本中運(yùn)用一些標(biāo)簽來組織歷史數(shù)據(jù)的頁面，包括歷史圖片和一些文字介紹，將其保存為.html 文件格式放置為服務(wù)器目錄下。

3.3 資料庫的實現(xiàn)

基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)通過 ArcGIS Server 9.3 發(fā)布，得到空間數(shù)據(jù)服務(wù)；將專題歷史數(shù)據(jù)發(fā)布為 Web 服務(wù)，通過服務(wù)接口實現(xiàn)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)與專題歷史數(shù)據(jù)的整合，這樣就很方便地實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用、檢索和資源共享。

由于本文討論的資料庫是單機(jī)服務(wù)的模式，因此對客戶端電腦要求是具有較高配置的計算機(jī)。

4 GIS專題資料庫的問題與展望

4.1 使用成本較高

不論是Arcgis軟件本身的成本，還是對于可以支持該軟件的，有一定硬件要求的電腦的成本，都是比較高的。因此，進(jìn)行開源軟件的WEBGIS模式的設(shè)計是必然趨勢。WebGIS即網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一種兼容存儲、處理、分析和顯示應(yīng)用地理信息的計算機(jī)信息系統(tǒng)，是利用Internet 和WWW 擴(kuò)展完善GIS 的一項新技術(shù)。利用這種方法，從WWW 的任意一個節(jié)點，Internet 用戶都可以瀏覽到Web GIS 站點上的地理數(shù)據(jù)，制作專題地圖，進(jìn)行空間查詢檢索以及空間分析。終端用戶可以在任何時候、任何地方共享，通過一個簡單的瀏覽器就可以訪問經(jīng)過復(fù)雜的專業(yè)GIS 分析產(chǎn)生的簡單、直觀的結(jié)果，可以交互式訪問動態(tài)更新的地圖網(wǎng)址，在Internet 上完成單機(jī)系統(tǒng)常見的各種基于地圖的GIS 信息查詢功能。

4.2 人員培訓(xùn)要求高

由于ArcGIS是專業(yè)性的地學(xué)軟件，簡單的查詢、瀏覽的功能都不難，但是該軟件的空間分析功能是最難掌握，但也是GIS中最精華、對今后的研究最有價值的部分。因此不論對用戶還是對讀者，從長遠(yuǎn)的角度講，進(jìn)行專業(yè)性的培訓(xùn)尤為重要。

5 結(jié)語

本文試論的“東方主戰(zhàn)場GIS資料庫”，收集抗日戰(zhàn)爭時期（1937～1945年）間約200張照片、圖片，對當(dāng)時的行政地圖校正、配準(zhǔn)、矢量化處理，將照片、圖片按照其發(fā)生地點匹配上經(jīng)緯度坐標(biāo)，以GIS為基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行關(guān)系數(shù)據(jù)庫的建立，讀者可以點選切換“資料模式”和“GIS地圖模式”功能；可以在頁面設(shè)定行政區(qū)及輸入關(guān)鍵詞查詢，并可以將查詢結(jié)果限定在可視范圍內(nèi)；在此區(qū)顯示檢索結(jié)果，點選內(nèi)容后可檢視照片、圖片資料。該系統(tǒng)的建立提高了專題咨詢結(jié)果的專業(yè)性，并為讀者及館員提供進(jìn)一步的研究，提供了有效方式。

作者簡介

徐輝（1983-），女，2008年畢業(yè)于首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院 地理信息系統(tǒng)專業(yè)，館員，國家圖書館。