網絡信息資源融合機理研究*

劉月學（信陽農林學院圖書館　河南信陽　464000）

網絡信息資源融合機理研究*

劉月學
（信陽農林學院圖書館河南信陽464000）

〔摘要〕文章從網絡信息資源、信息融合、網絡信息資源融合的基本概念入手，從原理、體系結構、關鍵技術三個方面闡述了網絡信息資源的融合機理，指出網絡信息資源融合是實現網絡信息資源科學化管理的一種有效方式，其在信息資源管理中發揮著重要作用。

〔關鍵詞〕網絡信息資源融合機理體系結構關鍵技術

近年來，網絡信息資源的融合利用問題已經成為學術界和實踐領域關注的熱點，因此，文章對網絡信息資源的融合機理進行探討，以引起業界的關注。

1　基本概念概述

1.1網絡信息資源

網絡信息資源是指通過計算機網絡可以利用的各種信息資源的總和[1]。換句話說，是指把以符號、文字、圖像、聲音、動畫等多種形式的信息存儲在光、磁等非紙介質的載體中，并通過網絡通信、計算機或終端等方式再現出來的各種資源。網絡信息資源融合的對象就是在網絡上傳播的各種不同介質、不同種類的資源。

1.2信息融合

信息融合的概念是在20世紀70年代提出的, 又稱為數據融合, 起源于1973年美國國防部資助開發的聲納信號處理系統[2]。學者陳中荃[3]認為，信息融合的基本原理是利用不同時序與空間的多個信息源, 采用計算機技術對觀測到的信息進行合理的支配和使用,把在空間上的冗余或互補信息按照一定的準則加以自動分析、綜合、支配和使用, 以獲取對被測目標的一致性認識, 以完成所需的決策和估計任務, 以期得到比單一信息源更精確、更可靠的估計或推理決策。信息融合是網絡信息資源融合利用的基礎和關鍵。

1.3網絡信息資源融合

關于網絡信息資源的融合利用問題，張登軍[4]指出，網絡信息資源融合就是為了滿足和適應當代信息發展需求，給用戶提供更高級的信息服務，將各種各樣的互聯網信息、轉化的電子信息以及處理后的加工信息進行有序、有機、全面、系統、有效地揭示和關聯。

筆者綜合上述觀點認為，網絡信息資源融合是指利用數據轉換、數據關聯等關鍵技術，將在互聯網傳播的不同介質、不同種類的資源進行揭示和關聯，形成有機聯系的過程。網絡信息資源的融合是利用計算機網絡系統將分散的、雜亂無章的網絡信息資源以統一的方式集中揭示，實現了網絡信息資源的合理組織和快速定位，并呈現給用戶。網絡信息資源的融合并不等同于網絡信息資源的整合。網絡信息資源的整合是指在外力的作用下將不同的網絡信息資源集中到一起，將原來參差不齊的網絡資源趨向一致，將原來不協調的網絡資源協調一致，便于利用，而一旦失去外力作用，各種網絡信息資源將恢復到不協調的狀態。而網絡信息資源的融合是指各種網絡信息資源在本質上就是可融的，不存在外力的作用。

2　網絡信息資源融合的原理

從認識論的角度來看，網絡信息資源融合就是對組成這些網絡信息資源的各種數據進行認知、綜合、判斷的過程，人類先通過視覺、聽覺、觸覺等感官器官獲取多種信息，接著人類對客觀事物進行全方位的感知獲得大量的其他信息，然后大腦對信息進行組合處理，先根據人類積累的經驗常識去判斷正在發生的事件，由于人的感官器官能獲得不同特征的網絡信息資源，因而可以從不同角度獲取對同一對象的各種信息。在網絡信息資源融合過程中，要模仿人類的大腦對復雜信息進行處理判斷。網絡信息資源主要包括網絡即時信息、周期規律的網絡信息、確定的信息和模棱兩可的信息等。網絡信息資源融合實現的原理就是模擬人類大腦對接收到的各種信息資源進行處理，然后根據人類已有的經驗或相關理論知識對數據進行分析、處理，做出最終的判斷的過程。通過融合，可以對多方面的*本文系2014年度河南省社科聯、河南省經團聯調研課題“網絡信息資源的融合利用與質量保障問題研究”（項目編號：SKL—2014—730）研究成果之一。信息重新進行有規則的組合，從而獲得更多有價值的信息，這個過程不是簡單的信息輸入和輸出過程，而是各類網絡信息資源相互作用的結果（如圖1所示）。

圖1　網絡信息資源融合過程

從解釋學的角度來看，網絡信息資源的融合就是由人類（融合主體）對組成網絡信息資源的文本、圖像、聲音等要素（融合客體）進行理解和解釋的過程。解釋是解釋者與文本之間互動產生意義的理解過程[5],就是對網絡信息資源融合現象進行理解和解釋的過程。人類通過大腦對從傳感器獲得的各種信息進行理解和解釋，經過分析、處理后進行重新組合，形成有價值的信息資源。

3　網絡信息資源融合的體系結構

網絡信息資源融合的體系結構可以分為集中式結構、分布式結構和分級式結構。

3.1集中式結構

圖2　網絡信息資源融合的集中式結構

網絡信息資源融合的集中式結構中，所有的網絡資源通過一個融合中心來進行融合（如圖2）。首先，用來形成網絡資源的各種數據被送到融合中心；然后，融合中心對接收到的這些數據進行有效的分析，經過處理之后，形成新信息。這種方法的優點是實時性好、獲得的信息完整、數據處理精度高。缺點是所有數據都由融合中心來處理，這就造成了融合中心的負荷過大，而且數據傳輸量大，可靠性也較低。在網絡信息資源的融合中，對信息的獲取是通過傳感器進行的。在集中式結構中，各個傳感器是獨立的，而通過傳感器獲取到的信息數據需要通過互聯網迅速的傳遞，這要求系統務必提供較寬的傳輸總線以滿足高速傳輸的要求，融合中心也需要安裝高性能的中央處理器來處理各種數據。因此，這些要求都增加了網絡信息資源融合的成本。

3.2分布式結構

在分布式結構中，每一種網絡信息資源會通過傳感器傳遞給用戶，用戶會為每個傳感器建立一個獨立的決策處理系統，每種網絡信息資源經過決策處理系統局部處理后將處理結果輸入融合中心，融合中心把這些局部處理結果進行融合后生成新的網絡信息資源（如圖3）。在分布式結構下，融合中心幾乎不需要原始信息數據，因此對信道容量的要求大大降低。局部的傳感器失效不會導致整個系統的崩潰，具有很強的生命力。這種結構的缺點是融合中心獲得的不是第一手信息，一旦有某個傳感器的決策系統出現錯誤，將會導致整個系統最終結果錯誤，也就是說增加了網絡信息資源融合處理的不確定性。

圖3　網絡信息資源融合的分布式結構

3.3分級式結構

網絡信息資源融合的分級式結構是集中式結構和分布式結構的組合，這種結構綜合了兩種方式的優缺點。在分級式結構中，有一個融合中心，多個融合節點，每一個融合節點融合了兩種或兩種以上的網絡信息資源。融合中心的主要任務是將送入其中的各個融合節點的融合結果進行分析和處理，得到最后的決策結果。這種結構中網絡信息資源的融合是分層次進行的，并從低層向高層逐層進行。分級式結構分為兩種，一種為無反饋分級式結構（如圖4）；另一種為有反饋分級式結構，其結構和無反饋融合結構基本相同，只是增加了反饋環節（如圖5）。

圖4　網絡信息資源融合的無反饋分級式結構

圖5　網絡信息資源融合的有反饋分級式結構

4　網絡信息資源融合的關鍵技術

網絡信息資源融合中要用到的關鍵技術主要包括數據轉換、數據關聯和融合算法等技術。

4.1數據轉換技術

信息資源融合過程中要使用不同類型的傳感器對需要融合的網絡信息資源進行多方面的監測，所獲得的數據類型也是多種多樣，對這些數據進行融合計算之前，需要將這些不同來源的數據轉換成相同的格式，然后對這些數據進行相關處理操作。在這個過程中，數據的轉換是不可少的，另外，對監測目標的描述可能存在差異，也需要進行數據轉換。

網絡信息資源的數據轉換主要包括數據庫之間的數據轉換、數據文件的轉換、消息的轉換、數據模型之間的轉換和特定模型內的轉換[6]。網絡信息資源的數據轉換要用到的關鍵技術就是XML技術，XML被稱為可擴展標記語言，是一種用于標記電子文件使其具有結構性的標記語言[7]。XML可以以一種統一的數據模式描述來自不同數據源的數據，XML已經成為信息交換事實上的標準。可以用XML標記的數據主要包括：普通文檔、結構化記錄、具有數據和方法的對象、數據庫查詢記錄、圖形顯示、所有Web上的信息之間的聯接等[8]。因此，網絡上絕大多數的信息資源都可以用XML來標記。

XML數據轉換的原理是在數據的轉換過程中以XML格式作為中介，將不同數據源的數據轉換成XML模式，將XML模式進行處理之后,再將其轉換為目標數據。（如圖6）

圖6　基于XML的數據轉換

XML與網絡信息資源的數據源之間的數據轉換包括數據源到XML文檔和XML文檔到數據源之間的轉換。在網絡數據交換中,XML作為數據交換的標準已經廣泛應用于網絡信息資源的融合中,XML作為網絡數據轉換的標準和工具,具有更強的通用性和更高的轉換效率。

4.2數據關聯技術

所謂數據關聯,就是在數據集合與數據集合之間建立關系或者聯接。從這個角度上來看,數據關聯應該是作用于兩個或多個集合之上的[9]。對于網絡信息資源融合而言，由于傳感器對網絡信息資源進行監測時會受到工作環境和自身誤差的影響，其監測的數據可能會不準確、不完整，也有可能是虛假的信息。數據關聯技術主要用來解決傳感器監測的數據對環境或監測目標做出不一致甚至沖突的描述或解釋的情況，這樣就能夠使數據保持一致，保證融合結果能夠真實的反映客觀事實。數據關聯技術在網絡信息資源的融合過程中發揮著重要作用，數據關聯技術能夠將離散的、無規律的網絡信息資源和數據按特定的規律和原則形成相應的知識，便于對網絡信息資源的融合。

對于融合的對象（網絡信息資源的數據源）而言，不妨假設存在給定時刻的多個目標融合狀態{Pj,j = 1, 2,..., m},以及多個目標的傳感器測量數據{Zj,j=1,2,...,n}。當然,對于多傳感器的數據監測而言,這兩個集合可能分別對應傳感器A和傳感器B,即存在測量集合{aj, j = 1,2,..., m}和測量集合{bj ,j = 1,2,..., n}。對于這兩個集合而言，他們存在著數據關聯關系，兩者在數學意義上具有等價性。

圖7　數據關聯原理示意圖

如圖7所示，假設融合中心存在四個目標,分別為T1、T2、T3、T4，某個時刻對應的融合狀態分別為p1, p2, p3, p4， 同時,傳感器在該時刻觀測到了五個狀態信息，分別為z1、z2、z3、z4、z5，為了對已有的四個目標狀態進行更新，需要在預測集合{Pj,j=1,2,3,4}和測量集合{Zj,j=1,2,3,4,5}之間建立某種映射關系。從圖7中可預測出，p1和z1來自同一個目標，p2和z2來自同一個目標，p3和z5來自同一個目標，p4和z4來自同一個目標。而對于測量z3則不存在預測與之對應，這是因為，z3在測量的過程中可能存在噪聲的干擾，也就是虛假信號的干擾。網絡信息資源融合中的數據管理最大匹配示意圖（見圖8）。

圖8　數據關聯最大匹配示意圖

4.3融合算法技術

關于網絡信息資源的融合，到現在為止，還沒有形成統一的基本理論框架，融合大多數是針對某一特定領域的問題進行的。因此，在解決具體的問題時，需要充分分析問題的特點，針對融合的目標及數據特性選擇融合算法，這是網絡信息資源融合的基本問題。

目前，對于網絡信息資源的融合而言，其算法均是基于非線性的數學方法,容錯性能好，自適應性強，具有聯想記憶和并行處理的能力,都可以用來作為融合方法。常見的融合算法有：加權平均法、卡爾曼濾波法、貝葉斯估計、統計決策法、聚類分析法、小波變換法、D-S證據推理、模糊聚類理論、專家系統、神經網絡等[10]。

5　結語

網絡信息資源的融合是對組成網絡信息資源的數據對象、功能結構以及這二者之間互動關系的創造性融合，將其融合為新的有機整體。隨著網絡技術和數字化技術的發展，網絡信息資源的融合將成為信息資源組織的一項重要工作，它改變了人類處理和利用信息資源的方式。更重要的是，網絡信息資源的融合克服了網絡信息資源的分布性和異構性問題，消除了用戶使用分布性和異構性網絡信息資源的障礙。因此，網絡信息資源的融合日益重要，通過融合，可以將各種分布的、異構的和多樣化的網絡信息資源重新處理和組織，實現了網絡信息資源的優化管理，提高了人類利用網絡信息資源的效率。

（來稿時間：2015年1月）

參考文獻：

1.網絡信息資源.[2014-10-21].http://baike.baidu.com/view/1356256.htm?fr= Aladdin

2.信息融合.[2014-10-22].http://baike.baidu.com/view/125985.htm?fr=aladdin

3.陳中荃.信息融合技術在圖書館情報系統中的應用.現代情報，2006（5）：56-57

4.張登軍.再論網絡信息資源融合.科技傳播，2014（7）：231,216

5.劉月學.基于解釋學的虛擬社區研究.圖書館學研究，2013（15）：7-9,15

6.王生西,潘永躍.數據轉換技術研究.無線互聯科技，2011（12）：16-18

7.可擴展標記語言.[2014-10-29]. http://baike.baidu.com/view/159832.htm?from_id=86251&type=syn&fromtitle=xml&fr=aladdin

8.張春紅.基于XML的異構數據庫集成技術研究. 廊坊師范學院學報（自然科學版），2014（4）：29-30,43

9.史盟釗.多傳感器數據關聯與狀態跟蹤算法研究.合肥：中國科學技術大學碩士論文，2014：13-14

10.吳太旗.組合導航多源信息融合方法研究及仿真.鄭州：中國人民解放軍信息工程大學碩士論文，2004：2-3

〔分類號〕G203

〔作者簡介〕劉月學（1983-），男，碩士,信陽農林學院圖書館館員，研究方向：信息資源管理。

A Study on the Integration Mechanism of Network Information Resources

Liu Yuexue
( Library of Xinyang Agricultural and Forestry University )

〔Abstract〕This article expounds the integration mechanism of network information resources from three aspects of the principle, the system structure and the key technology and indicates that integration of the network information resources is an effective way to realize the scientific management that plays important role in it.

〔Keywords〕Network information resources Integration Mechanism System structure Key technology