語(yǔ)義出版及其對(duì)圖書館資源建設(shè)影響探析

宋丹輝

（河南科技大學(xué)圖書館 洛陽(yáng) 471023）

語(yǔ)義出版及其對(duì)圖書館資源建設(shè)影響探析

宋丹輝

（河南科技大學(xué)圖書館 洛陽(yáng) 471023）

簡(jiǎn)要分析語(yǔ)義出版內(nèi)涵、特征的基礎(chǔ)上，分別從語(yǔ)義出版理論與實(shí)踐研究、核心技術(shù)及代表性工具等方面對(duì)已有成果進(jìn)行全面系統(tǒng)的梳理，分析存在的問題，探討其對(duì)圖書館資源建設(shè)、組織及利用的影響，為圖書館基于語(yǔ)義出版深化知識(shí)服務(wù)提供參考和借鑒。

數(shù)字出版 語(yǔ)義出版 圖書館資源建設(shè)

目前，國(guó)內(nèi)外已見有關(guān)語(yǔ)義出版的報(bào)道，但存在以下問題：（1）已有的語(yǔ)義出版研究多聚焦在定義特征和技術(shù)框架，在知識(shí)組織及個(gè)性化知識(shí)服務(wù)方面的應(yīng)用研究相對(duì)較少；（2）語(yǔ)義出版實(shí)踐多由出版商、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)商、研究機(jī)構(gòu)或商業(yè)公司來主導(dǎo)，由圖書館主導(dǎo)的相關(guān)實(shí)踐幾乎沒有；（3）圖書館雖然在開放存取學(xué)術(shù)出版方面取得了顯著成效，但尚未提升到對(duì)語(yǔ)義層面的、面向知識(shí)發(fā)現(xiàn)與知識(shí)創(chuàng)新的出版模式的探索。鑒于此，本文基于前人研究成果，概括語(yǔ)義出版任務(wù)，介紹語(yǔ)義出版及引用本體的構(gòu)成，總結(jié)現(xiàn)有語(yǔ)義出版相關(guān)支持工具的功能，分析語(yǔ)義出版對(duì)圖書館資源建設(shè)的影響，以期為圖書館創(chuàng)新知識(shí)服務(wù)模式提供參考。

一、基本概念

數(shù)字出版是采用二進(jìn)制數(shù)字代碼創(chuàng)建、存儲(chǔ)、傳輸、再現(xiàn)和管理數(shù)字內(nèi)容的出版方式與活動(dòng)。它擺脫了物質(zhì)載體和物理空間的限制，在以下三方面凸顯價(jià)值：（1）內(nèi)容數(shù)字化。出版過程中形成的資源和服務(wù)均以數(shù)字化的形式和格式存儲(chǔ)。（2）組織語(yǔ)義化。既包括概念提取、轉(zhuǎn)換、互操作、語(yǔ)義互聯(lián)等微觀層面的語(yǔ)義化，也包括語(yǔ)義網(wǎng)格、本體構(gòu)建等中觀層面的語(yǔ)義化。（3）流程網(wǎng)絡(luò)化。借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，作者、編輯和生產(chǎn)技術(shù)人員采用在線編審的形式，共同完成數(shù)字內(nèi)容的創(chuàng)造、加工與發(fā)布[1]5。

較之?dāng)?shù)字出版，語(yǔ)義出版過程更加復(fù)雜，其實(shí)質(zhì)是從多方面對(duì)數(shù)字出版進(jìn)行語(yǔ)義增強(qiáng)，主要包括以下方面：（1）概念識(shí)別。基于URI，借助命名實(shí)體識(shí)別、規(guī)范詞表和文本統(tǒng)計(jì)等技術(shù)自動(dòng)識(shí)別文本中有意義的概念、實(shí)體和術(shù)語(yǔ)，并對(duì)有多個(gè)名稱或重名的情況進(jìn)行消歧與命名規(guī)范化。（2）內(nèi)容結(jié)構(gòu)解析。通過領(lǐng)域本體的語(yǔ)義標(biāo)注，為出版物自動(dòng)添加內(nèi)容結(jié)構(gòu)的語(yǔ)義信息，形成增強(qiáng)型文本，幫助讀者快速把握出版物主題和內(nèi)容結(jié)構(gòu)，提高閱讀效率。（3）出版物外部特征解析。通過對(duì)出版物題名、著者、機(jī)構(gòu)、基金項(xiàng)目和參考文獻(xiàn)等的語(yǔ)義化實(shí)體識(shí)別，鑒別、關(guān)聯(lián)和組織更多離散的信息和資源。（4）與外部的關(guān)聯(lián)與知識(shí)發(fā)現(xiàn)。依靠各種元數(shù)據(jù)和本體揭示實(shí)體、概念間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，利用語(yǔ)義標(biāo)簽與URI的開放鏈接機(jī)制，實(shí)現(xiàn)不同來源資源的關(guān)聯(lián)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)。（5）語(yǔ)義出版生成方式。通過發(fā)布靜態(tài)RDF文件、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)化和其他類型信息轉(zhuǎn)化來生成RDF數(shù)據(jù)[2]36。

二、國(guó)內(nèi)外語(yǔ)義出版研究與實(shí)踐

2009年，牛津大學(xué)的Shotton等人在多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上首次較系統(tǒng)地提出了語(yǔ)義出版的概念[3]e228，并針對(duì)期刊文章的HTML版本進(jìn)行了語(yǔ)義增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)[4]509。此后，Pafilis等人利用文本挖掘技術(shù)自動(dòng)識(shí)別HTML文章中的命名實(shí)體并給予語(yǔ)義標(biāo)注[5]198，Wan等人研究從文章引文處獲取情景信息[6]570，Attwood開發(fā)了智能PDF閱讀終端Utopia[7]，Peroni與Shotton聯(lián)合開發(fā)了語(yǔ)義出版與參考本體SPAR[8]43。張濮等基于已有的開源軟件，提出一種面向個(gè)人應(yīng)用的數(shù)字復(fù)合出版環(huán)境構(gòu)建方案[9]82。語(yǔ)義出版研討會(huì)也于2011年5月隨第5屆世界語(yǔ)義網(wǎng)大會(huì)舉辦[10]825。

除學(xué)者外，語(yǔ)義出版還得到許多知名出版機(jī)構(gòu)、信息服務(wù)商及學(xué)術(shù)組織的關(guān)注。如英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)實(shí)施了Prospect項(xiàng)目，最早推出RichHTML形式的語(yǔ)義出版服務(wù)，為平臺(tái)的部分期刊全文進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注，并通過與多種類型化學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域本體資源的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從語(yǔ)義層面擴(kuò)充知識(shí)內(nèi)容[11]；愛思維爾開展了Article of the Future、Pensoft、OpenMath和Content MathML等項(xiàng)目，ScienceDirect平臺(tái)上已有七個(gè)學(xué)科實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)義出版原型[12]1257；湯森·路透提供OpenCalais服務(wù)，把非結(jié)構(gòu)化的HTML文件轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z(yǔ)義注釋資料，并進(jìn)一步細(xì)分出“人”、“地區(qū)”、“企業(yè)”等類別，供第三方企業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用[13]28；概念網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟提出的“Nanopublication”（納米出版物）用計(jì)算機(jī)從文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)中抽取科學(xué)結(jié)論、科學(xué)事實(shí)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果，建立帶有語(yǔ)境、具有語(yǔ)義的表示模式，促進(jìn)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、理解、交流、集成及共享[14]32；歐盟的ImageNotion項(xiàng)目成功開發(fā)一種圖片語(yǔ)義注釋工具ImageNotion，針對(duì)圖片定義一系列計(jì)算機(jī)可理解的術(shù)語(yǔ)，以便人們進(jìn)行組織、搜索和導(dǎo)航瀏覽；維基百科使用97種語(yǔ)言為350萬條目設(shè)置了特征標(biāo)簽和摘要；谷歌也聯(lián)合微軟、雅虎和Yandex推出了網(wǎng)頁(yè)語(yǔ)義化處理標(biāo)準(zhǔn)；微軟實(shí)驗(yàn)室則使用面向Word的一種本體識(shí)別插件，自動(dòng)識(shí)別Word中的語(yǔ)義信息，整合相關(guān)數(shù)據(jù)[13]28。

一些期刊社和報(bào)社也積極嘗試，如：美國(guó)公共科學(xué)圖書館和國(guó)際計(jì)算生物學(xué)協(xié)會(huì)（ISCB）共同發(fā)布的《PLoS計(jì)算生物學(xué)》實(shí)施Semantic Enrichment計(jì)劃，國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)盟（IUCr）出版的《結(jié)晶學(xué)報(bào)A輯：結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)》支持文本標(biāo)簽[14]32，愛思唯爾對(duì)發(fā)表在《歐洲生物化學(xué)會(huì)聯(lián)盟通訊》上的文章采用結(jié)構(gòu)化的數(shù)字摘要（SDAs）[15]39。

與國(guó)外的高度關(guān)注相比，國(guó)內(nèi)出版界、學(xué)術(shù)界及圖書館界對(duì)語(yǔ)義出版的關(guān)注和研究都明顯滯后，只有中國(guó)知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、人民出版社、高等教育出版社等少數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)商和出版機(jī)構(gòu)開展過語(yǔ)義技術(shù)的應(yīng)用。

三、語(yǔ)義出版代表性技術(shù)與工具

1.語(yǔ)義出版與引用本體SPAR。隨著語(yǔ)義網(wǎng)的發(fā)展，學(xué)術(shù)研究越來越依賴能自動(dòng)處理書目數(shù)據(jù)和引用信息的系統(tǒng)或工具。這間接要求元數(shù)據(jù)和引用信息必須為機(jī)器可處理、且支持互操作。在這個(gè)過程中，能結(jié)構(gòu)化描述學(xué)術(shù)交流、出版和引用知識(shí)的語(yǔ)義出版及引用本體（Semantic Publishing and Referencing Ontologies, SPAR）中就不可或缺。它由FaBiO、CiTO、BiRO、C4O、DoCO、PRO、PSO和PWO構(gòu)成，基本整合了出版與引用相關(guān)的所有屬性。前四個(gè)主要用于描述書目對(duì)象、書目記錄、參考文獻(xiàn)列表、引用角色、引文記錄、引文背景等；后四個(gè)主要為組織文檔內(nèi)容組件、出版角色、出版狀態(tài)以及出版流程提供結(jié)構(gòu)化的控制詞表。八個(gè)本體既可單個(gè)獨(dú)立使用，也可以聯(lián)成一體并用[16]。

2.語(yǔ)義出版相關(guān)支持工具。雖然在線出版已經(jīng)普及，語(yǔ)義出版的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也早在五年前就發(fā)布，但大部分科技文獻(xiàn)仍是傳統(tǒng)PDF格式。為促進(jìn)在線科技文獻(xiàn)的語(yǔ)義分析，不同研究者先后開發(fā)了不同的工具。

（1）Utopia Documents。它通過關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上其他動(dòng)態(tài)資源來激活PDF文檔，將文檔內(nèi)靜態(tài)文檔特征（數(shù)值數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換成能夠直接鏈接、注釋、可視化和分析的對(duì)象（動(dòng)態(tài)交互性內(nèi)容），并進(jìn)一步與數(shù)據(jù)分析工具及可視化工具語(yǔ)義整合[17]。該工具已被成功應(yīng)用于《生物化學(xué)期刊》（Biochemical Journal,BJ）[18]中，幫助編輯對(duì)預(yù)在線出版文章的內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)記。為進(jìn)一步提升對(duì)PDF文檔及在線內(nèi)容的無縫整合能力，Utopia Documents目前已實(shí)現(xiàn)與各種文本挖掘機(jī)、生物數(shù)據(jù)庫(kù)插件的整合。

Utopia Documents內(nèi)含一個(gè)將PDF文檔分解、并用DoCO進(jìn)行注釋的機(jī)制。這對(duì)：生成文內(nèi)文獻(xiàn)計(jì)量相關(guān)的元數(shù)據(jù)，識(shí)別文內(nèi)除頁(yè)眉頁(yè)腳、題注等注釋性文本之外的、真正的文本字符流，實(shí)施只關(guān)注“主要正文文本”或“圖表題注文本”的數(shù)據(jù)挖掘算法將十分有益。最近，Utopia Documents開發(fā)團(tuán)隊(duì)新發(fā)布一個(gè)稱作PDFX的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，支持對(duì)上傳PDF文檔的分解，并返回一個(gè)基于JATS的、用DoCO術(shù)語(yǔ)注釋的XML文檔[19]。

（2）ACL Anthology Network。由密歇根大學(xué)計(jì)算語(yǔ)言學(xué)和信息檢索小組（Computational Linguistics And Information Retrieval,CLAIR）[20]設(shè)計(jì)和維護(hù)，旨在對(duì)ACL Anthology Network里的論文信息進(jìn)行收集、整理和加工，最終形成論文引用網(wǎng)絡(luò)、作者引用網(wǎng)絡(luò)和作者合作網(wǎng)絡(luò)。除支持搜索作者和文章外，它還提供總的論文引用排名及會(huì)議引用排名情況[21]。

（3）PENSOFT Writing Tool。出版開放獲取在線期刊需要大量的語(yǔ)義增強(qiáng)工作，PENSOFT一直致力于這方面的研究[22]。在發(fā)布最近的《生物多樣性數(shù)據(jù)期刊》BDJ時(shí)，PENSOFT啟用了一套能夠全面整合論文寫作、投稿、審稿和編輯，以及出版和傳播全部流程的在線平臺(tái)PENSOFT Writing Tool，它支持論文創(chuàng)作過程中自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)文本和數(shù)據(jù)（包括外部相關(guān)論文、物種分類、物種名、圖、表、地圖、數(shù)據(jù)和參考文獻(xiàn)等）的語(yǔ)義混搭與集成，無需作者任何復(fù)雜操作[23]。

對(duì)任何被引文獻(xiàn)（不管是從文本字符流自動(dòng)解析過來的、還是手工輸入的），只要能識(shí)別其DOI或者PubMed ID，PENSOFT Writing Tool便自動(dòng)將其以選定的格式添加到參考文獻(xiàn)列表中。同時(shí)，使用“Cite a reference”命令后，對(duì)應(yīng)的文內(nèi)引文指示符也會(huì)以選定的格式自動(dòng)插入到光標(biāo)所指的位置。PENSOFT Writing Tool也支持協(xié)作式論文創(chuàng)作、自動(dòng)提交進(jìn)行聯(lián)機(jī)同行評(píng)議并返回評(píng)議結(jié)果，支持以XML格式出版各類數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和集成。

四、面向語(yǔ)義出版的圖書館資源建設(shè)方案

語(yǔ)義出版在發(fā)布前就完成了概念、內(nèi)外部特征和相關(guān)關(guān)系的深度標(biāo)引、揭示和組織，對(duì)文獻(xiàn)資源建設(shè)規(guī)劃、選擇、采集、組織都產(chǎn)生重沖擊,圖書館應(yīng)積極做出調(diào)整[24]34。

1.調(diào)整采選標(biāo)準(zhǔn)。語(yǔ)義出版資源功能獨(dú)特，圖書館應(yīng)在充分試用和全面評(píng)估的基礎(chǔ)上，制定專門的采訪標(biāo)準(zhǔn)，如：在用戶需求方面，主要考察能否真正提高閱讀效率、促進(jìn)元知識(shí)發(fā)現(xiàn)、提供科研線索；在內(nèi)容質(zhì)量方面，主要考察對(duì)概念、實(shí)體和內(nèi)容結(jié)構(gòu)揭示的準(zhǔn)確度，以及與其他資源的關(guān)聯(lián)豐富程度；在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，主要考察提供商對(duì)軟硬件安裝、調(diào)試、維護(hù)及培訓(xùn)方面的支持程度及能力，同時(shí)要了解并根據(jù)語(yǔ)義資源的接口類型提供相應(yīng)的獲取方式；在法律標(biāo)準(zhǔn)方面，主要關(guān)注語(yǔ)義出版資源的訪問權(quán)限的限制，圖書館在訪問時(shí)應(yīng)遵循CC、CC-BY、CCBY-NC等開放獲取使用許可等。

2.改變采集方法。語(yǔ)義資源在存儲(chǔ)格式、采集接口、閱讀終端方面都與傳統(tǒng)數(shù)字資源有很大不同，圖書館應(yīng)及時(shí)調(diào)整采集方法，具體包括：在存儲(chǔ)方面，圖書館需要重新安裝語(yǔ)義出版資源所需的服務(wù)器（目前主要有RDFPeers、YARS2、SHARD、Hadoop RDF等），并提供相應(yīng)的安裝環(huán)境，使用SPARQL對(duì)其進(jìn)行查詢、處理；在采集接口方面，圖書館要根據(jù)接口的類型進(jìn)行解析和抽?。壳坝蠸PARQL端口查詢、Web ServiceAPI、批量下載等5種）；在閱讀終端方面，由于普通瀏覽器和計(jì)算機(jī)終端無法展示語(yǔ)義和功能，圖書館需要安裝第三方語(yǔ)義工具（如語(yǔ)義瀏覽器或插件Tabulator Browser和SemanticRadar等）及專用閱讀終端進(jìn)行智能化閱讀。

3.創(chuàng)新組織方式。語(yǔ)義出版依賴URI標(biāo)識(shí)和語(yǔ)義關(guān)系的標(biāo)注，而URI標(biāo)識(shí)又依托于主題詞表、名稱規(guī)范檔和各種實(shí)體詞匯表，而只有這些工具中概念和實(shí)體數(shù)量足夠多，別稱、同義詞、近義詞和不同語(yǔ)種形式的入口詞足夠豐富，URI標(biāo)識(shí)的結(jié)果才能準(zhǔn)確；而資源語(yǔ)義關(guān)系的標(biāo)注、不同來源資源的關(guān)聯(lián)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)卻依賴于本體及其語(yǔ)義關(guān)系的豐富性，鑒于此，圖書館可從以下方面開拓創(chuàng)新：①學(xué)習(xí)和借鑒計(jì)算語(yǔ)言學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的命名實(shí)體識(shí)別、關(guān)鍵詞提取、語(yǔ)義標(biāo)注等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)概念、實(shí)體及關(guān)系的自動(dòng)識(shí)別和標(biāo)注；②結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜液陀?jì)算機(jī)技術(shù)大力構(gòu)建各領(lǐng)域本體，進(jìn)行知識(shí)的智能化揭示和改造，提高用戶對(duì)知識(shí)的理解和閱讀效率；③提高知識(shí)架構(gòu)能力，把跨領(lǐng)域的研究人員、信息內(nèi)容和分析過程有機(jī)融匯起來，形成新的知識(shí)基礎(chǔ)設(shè)施，并根據(jù)用戶的需求即時(shí)有效地組織和整理知識(shí)結(jié)構(gòu)。

4.深化知識(shí)服務(wù)。要維護(hù)自身地位，圖書館必須在信息資源的知識(shí)化組織與集成化關(guān)聯(lián)上突破，為讀者開拓以下智能服務(wù)：①借助本體和引用鏈接等，提取實(shí)體、概念和相關(guān)要素，在出版物間建立豐富的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)與用戶需求的語(yǔ)義匹配，借助知識(shí)推理按照知識(shí)單元進(jìn)行語(yǔ)義查詢，提高查準(zhǔn)率；②借助Web挖掘、推薦算法及自然語(yǔ)言處理技術(shù)，對(duì)用戶查詢常用的關(guān)鍵詞、瀏覽的頁(yè)面、主題以及添加的標(biāo)簽和用戶評(píng)論等進(jìn)行分析，揭示其興趣領(lǐng)域并分析其行為特征，據(jù)此開展個(gè)性化推薦服務(wù)。

總而言之，要應(yīng)對(duì)學(xué)術(shù)交流模式的變化，圖書館必須改變?cè)匈Y源建設(shè)的內(nèi)容及方式，關(guān)注知識(shí)呈現(xiàn)、傳播和服務(wù)方式的變革以及環(huán)境和讀者需求的變化，開放創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型發(fā)展，在新的知識(shí)創(chuàng)造模式和新的學(xué)術(shù)社區(qū)環(huán)境中重新定位。

圖書館參與數(shù)字出版，可重點(diǎn)從資源內(nèi)容及出版流程上分擔(dān)用戶的精力、促進(jìn)資源開放共享，而參與語(yǔ)義出版，則更需要技術(shù)上突破，提升資源描述、組織與呈現(xiàn)深度，通過對(duì)內(nèi)容的揭示以及外部資源的知識(shí)關(guān)聯(lián)提升學(xué)術(shù)出版功能。二者相輔相成，只有有機(jī)結(jié)合，才能從整體上改善用戶信息利用環(huán)境，促進(jìn)知識(shí)創(chuàng)新。

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[23] Biodiversity Data Journal:http://biodiversitydatajournal.com.

[24]郝嘉樹.語(yǔ)義出版對(duì)圖書館文獻(xiàn)資源建設(shè)的影響及對(duì)策[J].圖書館建設(shè),2016（4）.

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河南省教育廳2016年人文社會(huì)科學(xué)青年項(xiàng)目“基于新型書目框架BIBFRAME的面向?qū)W術(shù)交流過程的書目本體構(gòu)建研究”（2016-QN-022）。

宋丹輝，河南科技大學(xué)圖書館館員，研究方向?yàn)橹R(shí)組織、知識(shí)服務(wù)、用戶素養(yǎng)教育。

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2016-12-30