基于GIS的圖書館共享平臺(tái)設(shè)計(jì)

裴梓鑒

摘要：為了推進(jìn)國(guó)家文化信息資源的共享工程建設(shè)，進(jìn)一步提高圖書館資源共享共建水平，分析和解決當(dāng)前圖書館共享服務(wù)中面臨的信息化難題，文章研究了基于GIS技術(shù)的空間可視化功能，結(jié)合HTML等開源技術(shù)，初步設(shè)計(jì)和開發(fā)了圖書館資源共享平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)，用戶可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書館空間位置的查詢、館藏文獻(xiàn)的檢索以及當(dāng)日?qǐng)D書館流量信息的統(tǒng)計(jì)，并可以通過(guò)三維漫游窗口實(shí)現(xiàn)館內(nèi)任意視角的場(chǎng)景瀏覽，極大地提高了文獻(xiàn)資源的獲取效率和圖書館的共享服務(wù)水平，可以為區(qū)域性的圖書館共享平臺(tái)建設(shè)提供決策支持。

關(guān)鍵詞：圖書館；GIS；信息數(shù)據(jù)；共享平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TD672? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

圖書館共享起源于圖書館的文獻(xiàn)共享，指在一定區(qū)域內(nèi)將文獻(xiàn)以一定的手段分享給不同的用戶、組織或機(jī)構(gòu)，以滿足人們對(duì)文獻(xiàn)資源獲取的需求［1-3］。

自國(guó)務(wù)院頒布《全國(guó)圖書協(xié)調(diào)方案》開始［4］，我國(guó)的圖書館資源共享模式從初期紙質(zhì)版的館藏聯(lián)合目錄、館際互借模式，隨之演變?yōu)橐来嬗诨ヂ?lián)網(wǎng)衍生的數(shù)字文獻(xiàn)資源共建共享發(fā)展時(shí)代［5］。近年來(lái)，GIS技術(shù)憑借其強(qiáng)大的空間可視化能力在國(guó)內(nèi)外圖書館資源共享研究領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用［6-8］。（1）通過(guò)中心館數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式的建立以及館藏資料屬性信息與空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)等設(shè)計(jì)，提高了蕪湖市圖書館資源共享共建的水平。（2）將GIS技術(shù)與分布式的圖書館檢索系統(tǒng)結(jié)合，從圖書館空間資源開發(fā)的角度研究了圖書館之間文獻(xiàn)資源的共享方式。（3）從計(jì)算機(jī)軟件工程的思想出發(fā)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于WebGIS的圖書館共享平臺(tái)系統(tǒng)。GIS技術(shù)的發(fā)展從根本上改變了數(shù)據(jù)的獲取、整理和檢索方式，在滿足人民日益增長(zhǎng)的對(duì)空間位置數(shù)據(jù)需求的同時(shí)，為圖書館資源共享提供了新的技術(shù)手段。

本文以ArcGIS為軟件開發(fā)平臺(tái)，C#為主要編程語(yǔ)言，按照4層結(jié)構(gòu)模式，綜合應(yīng)用了ArcEngine二次開發(fā)、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)以及ArcSDE數(shù)據(jù)引擎和HTML等開源技術(shù)，初步開發(fā)了圖書館共享平臺(tái)。平臺(tái)提供了統(tǒng)一共享圖書館資源的一整套解決方案，實(shí)現(xiàn)了從地圖服務(wù)、流量統(tǒng)計(jì)、三維漫游、數(shù)據(jù)建庫(kù)到平臺(tái)管理的功能，從整體上提升了圖書館的建設(shè)水平。

1 平臺(tái)的設(shè)計(jì)

1.1 總體架構(gòu)

圖書館共享平臺(tái)的結(jié)構(gòu)按照系統(tǒng)分層的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，管理架構(gòu)包括不同層級(jí)的四個(gè)部分。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層是圖書館共享平臺(tái)的軟硬件支撐，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施、安全設(shè)施、ArcGIS軟件（桌面端、服務(wù)端）、其他可視化軟件等，并將服務(wù)器進(jìn)行虛擬化，有效地提高了服務(wù)器的運(yùn)行效率；數(shù)據(jù)層包括空間數(shù)據(jù)庫(kù)和非空間數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖書館周邊的地理空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)、城市的遙感影像數(shù)據(jù)庫(kù)等各種圖形圖像數(shù)據(jù)庫(kù)及圖書館館藏的屬性信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支持。共享平臺(tái)的數(shù)據(jù)層主要通過(guò)中間件的ArcSDE數(shù)據(jù)引擎對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、共享，并采用Oracle大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)圖書館資源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作支持；服務(wù)層采用API用戶接口的COM動(dòng)態(tài)組件技術(shù)，在ArcEngine二次開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)圖書館共享平臺(tái)的各項(xiàng)功能模塊構(gòu)建，如地圖服務(wù)、流量統(tǒng)計(jì)、三維漫游等；終端設(shè)備層是圖書館項(xiàng)目管理和平臺(tái)功能的展示窗口，C/S（客戶端/服務(wù)器）系統(tǒng)安置在客戶端，B/S（瀏覽器/服務(wù)器）系統(tǒng)安置在服務(wù)器中，用于支持和響應(yīng)用戶需求實(shí)現(xiàn)圖書館共享平臺(tái)的各項(xiàng)功能。平臺(tái)整體實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)如圖1所示。

1.2 功能模塊

平臺(tái)設(shè)計(jì)的主要功能通過(guò)模塊化分解設(shè)計(jì)，包括地圖服務(wù)、流量統(tǒng)計(jì)、三維漫游和平臺(tái)管理等功能模塊。

1.2.1 地圖服務(wù)

該模塊設(shè)計(jì)目的為實(shí)現(xiàn)對(duì)多源多格式的基礎(chǔ)地理信息、控制點(diǎn)、DLG等空間數(shù)據(jù)在圖書館共享平臺(tái)上的疊加顯示，實(shí)現(xiàn)圖層管理、信息查詢、基礎(chǔ)服務(wù)等功能。其中，圖層管理是將各種地類要素置于統(tǒng)一的空間坐標(biāo)下，并可以利用基礎(chǔ)功能中的距離量算工具測(cè)量出所處位置與各圖書館間的距離，并設(shè)計(jì)出最短路徑。

由于城市人流量大、建筑物密集，與目標(biāo)圖書館之間形成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)較多，對(duì)最短路徑算法的響應(yīng)速度和時(shí)間效率要求較高，因而采用Dijkstra算法實(shí)現(xiàn)最短路徑。其核心理論是把網(wǎng)絡(luò)的端頭區(qū)別為S，T兩類，若計(jì)算出了起點(diǎn)u到某端點(diǎn)x的極近路徑，那么x納入S，另外的納入T，那么S中從只有u，在計(jì)算求取后，T中適合S的會(huì)交換過(guò)去，當(dāng)所求期望點(diǎn)v交換后終止。

1.2.2 流量統(tǒng)計(jì)

流量統(tǒng)計(jì)模塊是根據(jù)圖書館共享平臺(tái)的記錄對(duì)當(dāng)日?qǐng)D書借還情況、在館人數(shù)隨時(shí)間變化趨勢(shì)、相關(guān)圖書檢索熱度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)圖書館借還情況、書籍借閱情況、讀者借閱數(shù)目偏好統(tǒng)計(jì)、在館人員統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)的可視化。具體的流量包邊實(shí)現(xiàn)流程，如圖2所示。流量統(tǒng)計(jì)功能很好地解決了傳統(tǒng)的圖書館服務(wù)中人流量過(guò)度集中、館藏書目更新不及時(shí)、工作人員與讀者溝通不便捷、書目時(shí)效低、數(shù)據(jù)處理不便捷等突出問(wèn)題。

1.2.3 三維漫游

針對(duì)二維地圖難以使讀者精確捕捉自身位置，不可清晰直觀地幫助讀者達(dá)到預(yù)期目從而造成不佳圖書館體驗(yàn)等問(wèn)題，本文將三維漫游技術(shù)融入圖書館共享平臺(tái)設(shè)計(jì)，力求構(gòu)造高效便捷的沉浸式讀書環(huán)境。

為更好地增加三維漫游的體驗(yàn)感，圖書館建模中將3D渲染技術(shù)運(yùn)用于三維地圖的設(shè)計(jì)內(nèi)，使各類傳感器信息與計(jì)算攝像機(jī)的位置和圖像內(nèi)環(huán)境三維結(jié)構(gòu)信息相融合，從而提供更自然、更強(qiáng)大的人機(jī)交互能力，合成影像呈現(xiàn)給使用者。三維漫游模塊的開發(fā)如圖3所示。

2 平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)本平臺(tái)設(shè)計(jì)目標(biāo)和各類數(shù)據(jù)的特征，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)體量大、種類多的特點(diǎn)，將平臺(tái)數(shù)據(jù)分為空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)，采用Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理。其中，基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、周邊地理信息等空間數(shù)據(jù)利用ArcSDE空間數(shù)據(jù)通路結(jié)合Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)可視化顯示計(jì)算支持，圖書館館藏資料信息、讀者借閱信息等非空間數(shù)據(jù)采用屬性表的形式關(guān)聯(lián)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)，屬性表的設(shè)計(jì)樣例，如表1所示。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)一般包括建庫(kù)準(zhǔn)備、資源清查、館藏資料掛接以及成果數(shù)據(jù)入庫(kù)4個(gè)部分。數(shù)據(jù)庫(kù)作為圖書館中極為重要的環(huán)節(jié)，主要分為館藏資料數(shù)據(jù)庫(kù)與用戶服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)兩大部分。其中，館藏資料數(shù)據(jù)庫(kù)依據(jù)館內(nèi)各類圖書資源的類型、語(yǔ)種以及詳簡(jiǎn)程度而設(shè)立不同分區(qū)；用戶服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)為便于向讀者提供地圖查詢、流量統(tǒng)計(jì)、三維漫游以及入館登記等服務(wù)，及時(shí)調(diào)用存儲(chǔ)而單獨(dú)設(shè)立。

3 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)我國(guó)圖書館資源共享現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用，以圖書館共享服務(wù)為主要研究對(duì)象，基于GIS技術(shù)設(shè)計(jì)并初步開發(fā)了圖書館共享平臺(tái)，當(dāng)然也存在部分問(wèn)題需要做進(jìn)一步的研究。目前，尚不存在統(tǒng)一的圖書館資源建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)也僅能支持區(qū)域性的圖書館共享平臺(tái)建設(shè)，距離真正的大范圍圖書館共享? 平臺(tái)建立還有一定的差距。三維漫游模塊需要準(zhǔn)備大量的與圖書館資源設(shè)施位置相匹配的高清矢量圖片進(jìn)行建模，對(duì)軟硬件的要求高，投入成本也需要在三維漫游模塊中對(duì)AR技術(shù)與圖像處理模塊進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，從而提高系統(tǒng)精度，為廣大讀者提供更為便捷的閱讀服務(wù)與沉浸式的閱讀體驗(yàn)。流量報(bào)表僅是由平臺(tái)后臺(tái)記錄的數(shù)據(jù)生成，若能與相應(yīng)的圖書館設(shè)備設(shè)施之間建立自動(dòng)化的智慧管理系統(tǒng)會(huì)大大提高感知能力和精度。

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（編輯 姚 鑫）

Design of library sharing platform based on GIS

Pei? Zijian

（College of Fine Arts， Jilin University of the Arts， Changchun 130021， China）

Abstract：? In order to further improve the level of library resource sharing and co-construction， and promote the construction of national cultural information resource sharing projects， based on the spatial visualization function of GIS technology， combined with HTML and other open source technologies， a library resource sharing platform was initially designed and developed. Through this platform， users can query the librarys spatial location， retrieve the collection of documents， and collect the statistics of the library flow information of the day， and can browse the scene from any perspective in the library through the three-dimensional roaming window， which greatly improves the literature resources The acquisition efficiency and the shared service level of the library can provide decision support for the construction of a regional library sharing platform.

Key words： library; GIS; information data; sharing platform