信息可視化技術在學科服務中的應用研究

李亞梅

關鍵詞： 信息可視化;可視化技術;學科服務;知識圖譜

摘 要： 信息可視化是運用計算機圖形學和圖像處理技術，對數據進行整合和多種方式顯示的處理過程。知識圖譜作為一種知識域可視化分析工具，在文獻計量、數據分析中的作用日益凸顯，對圖書館學科服務也有一定的支撐和推動作用。文章分析了信息可視化的理論支撐、信息可視化的研究基礎及信息可視化技術對學科服務的需求支撐，探討了信息可視化技術對學科服務的推動作用，以期通過構建學科、機構、作者等知識圖譜直觀展現知識領域維度，推動學科的協同創新。

中圖分類號：G252 文獻標識碼：A 文章編號：1003-1588（2020）10-0077-04

1 信息可視化的理論支撐

視覺是人類最重要的感覺，是人類接收信息的主要渠道。美國哈佛商學院有關研究人員的分析資料表明，人的大腦每天通過五種感官接收外部信息，接收比例分別為味覺1%、觸覺1.5%、嗅覺3.5%、聽覺11%、視覺83%。從信息傳輸理論看，與人類感觀相對應的每種傳輸通道的信息傳遞接收效率是不同的，通過視覺媒體從純文字到圖像的變化能夠引發信息受眾的新鮮感和興趣，能夠提高視覺對信息的傳遞和接收效率。研究表明，人腦在識別視覺信息時會在視覺皮層把信息分別以內容和空間的方式進行有效處理[1]，信息的圖像化顯示有助于加深大腦對信息的理解。

文本理解的多維理論認為，根據加工水平的不同，對文本的理解可分為文本表征（文本形式和內容）和情境表征（文本情境）[2]，因此，根據各個屬性值，數據也能以多維數據的形式被表示出來。大量的數據集構成數據圖像，有利于讀者對數據進行深入的觀察、分析和揭示。信息可視化是運用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換為圖形或圖像顯示出來，并利用數據分析和開發工具挖掘其中未知信息的處理過程。目前，可視化技術已被廣泛應用于大數據檢索和分析領域。信息檢索的可視化呈現，類似于冰山理論，即如果單純的數據僅能呈現1/3的信息，利用信息可視化技術就能展現隱藏在冰山之下的2/3的信息。在大數據環境下，可視化圖表能將大量信息以直觀的方式呈現出來，既有客觀的數據內容，又有隱含的趨勢信息，成為用戶快速了解和掌握信息的有效手段和技術支撐。

2 信息可視化的研究基礎

雖然計算機用于科學計算和數據處理已有半個世紀的歷史，但在數據的直觀表現方面還存在諸多問題。1987年，“可視化”這一概念在美國國家自然科學基金會的一個研討會上被提出，主要研究方向是科學計算可視化和信息可視化，之后可視化分析逐漸在文獻計量、數據分析中占有一席之地。

隨著大數據時代的到來，圖形生成及圖像處理技術迅猛發展并日益成熟，數據可視化需求增多，有關可視化工具在信息檢索和利用方面的研究也逐漸增多，研究熱度和用戶關注度較高。筆者以“信息可視化”和“可視化技術”為關鍵詞，利用中國知網指數檢索，分析比較了近十年二者的學術關注度（相關文獻發文量趨勢）和學術傳播度（相關文獻被引量趨勢），如下頁表1、2所示。

分析結果顯示，篇名包含“信息可視化”或“可視化技術”的發文量和文獻被引量都呈上升趨勢，共現最多的詞有數據可視化、知識圖譜、大數據等。

筆者利用中國知網學術研究熱點搜索“信息可視化”和“可視化技術”兩個關鍵詞，信息可視化、可視化、可視化技術是目前研究的熱點，相關的熱點主題和主要知識點如下頁表3所示。

信息可視化技術作為一種數據統計分析和開發工具，有助于用戶快速澄清和梳理數據。綜上所述，有關“信息可視化”和“可視化技術”的研究有一定基礎、研究需求和較高的研究熱度。

3 信息可視化技術對學科服務的需求支撐

一般來說，圖書館學科服務的主要內容包括基礎服務和科研嵌入服務兩個方面。基礎服務主要包括：①圖書館信息資源建設與服務推廣，以提高信息資源利用率為主要目標。②圖書館通過電郵、電話、網 絡平臺等方式提供多形式多渠道的信息咨詢服務。③圖書館設置信息共享空間，以方便師生開展學術交流和教學研討?？蒲星度敕罩饕ǎ孩賵D書館以學科館員為核心，為學科用戶提供資源檢索、信息分析與利用、定題跟蹤、學科發展動態等服務。②圖書館提供基于專業學科的信息素養培訓工作，包括論文寫作、專業數據庫和信息分析工具的利用等內容。③學科服務平臺建設，包括學校建設的專業學科平臺、LibGuides平臺、博客服務平臺和信息導航系統等。

近年來，信息技術的發展提升了圖書館的服務水平。Lib2.0、LibGuides等新技術和服務模式開始受到關注，一些學者積極探討Lib2.0技術在圖書館服務方面的應用，如：圖書館基于“以用戶為中心”的Lib2.0服務理念的網上信息共享空間建設[3];圖書館把Web2.0技術中的Blog、Wiki、RSS等技術應用于參考咨詢系統，在參考館員與用戶之間建立更廣泛的互動關系[4];LibGuides系統融合社會網絡、維基、書簽及博客等眾多Web2.0工具，具有鮮明的Lib2.0特征[5]，圖書館將其運用到特色數字館藏建設中，并根據學校的學科設置創建導引[6]。新型服務模式的應用為用戶提供了豐富的信息資源，因此圖書館也需要先進的數據處理工具將有用的資源挖掘出來?？梢暬夹g能將海量數據通過可視化技術轉換成脈絡清晰的圖形或圖像，進而推動圖書館學科服務在服務架構、服務形式、網絡推廣、信息共享、互動交流等方面的延展。

4 信息可視化技術對學科服務的推動作用

可視化技術能直觀顯示知識之間的相互聯系，已被廣泛應用于學科服務研究領域。圖書館構建學科、機構、學者等知識圖譜，可以查詢、推介、拓展與用戶意圖相關的信息，從而提高搜索速度和搜索質量。知識圖譜（Knowledge Graph/Vault），又稱科學知識圖譜，被圖書情報界稱為知識域可視化或知識領域映射地圖，是顯示知識發展進程與結構關系的一系列不同的圖形[7]。知識圖譜可視化的真正意義在于讓用戶直觀地了解知識推理的過程與結構。隨著知識圖譜繪制軟件工具功能的日益完善，一方面能輸入的數據格式越來越多，且能夠直接從數據庫中導入數據;另一方面可視化效果更好，圖譜更加真實與準確，且能夠根據需要從多個角度對知識形象進行展示，能夠容納其他可視化插件及輸出標準結果數據[8]。知識圖譜的多維度多領域的分析功能，適用于學科服務的多維信息分析任務的實施。

4.1 構建學科知識圖譜

楊思洛將知識圖譜的繪制流程分為以下步驟：數據檢索、數據預處理、知識單元構建、數據分析、可視化與解讀。繪制知識圖譜需要運用多種數據庫和分析軟件，如WOS（Web of Science）和Scopus等數據庫，SPSS、CiteSpace等通用繪制工具，科睿唯安（Clarivate Analytics）公司的InCites、TDA等數據分析工具及Network workbench Tool、VOSViewe等專門文獻可視化軟件，這些數據庫和分析軟件為知識圖譜的豐富展現提供了強大的技術支持。一般來說，知識圖譜與關聯數據相互補充，能有效提升館藏資源利用率和新型服務能力[9]。圖書館可從大型網絡文獻數據庫獲取數據，構建學科知識圖譜，并揭示學科的研究現狀和發展趨勢，其中以“關鍵詞共現分析”顯示最具代表性?！瓣P鍵詞共現分析”是通過兩個或多個關鍵詞在網絡上同一學科區域共現的次數衡量詞間親疏關系，以揭示信息之間的內容關聯和特征項所隱含的知識。圖書館不僅可通過“關鍵詞共現分析”展現某一學科或學科之間的文獻關聯，建立該學科的知識圖譜，為用戶提供學科特色評價及學科內涵與外延知識服務，還可結合學科知識圖譜，加強館藏特色資源建設，滿足學科研究的信息需求。

4.2 構建科研機構知識圖譜

科學研究是一項復雜、艱巨的群體勞動，隨著現代科學研究的深入開展，科研活動日益呈現出規?；⒔徊婊?、跨學科等特征，尤其是在當今的大科學時代，開展科研合作已成為促進科技進步和社會發展的重要途徑[10]?？蒲腥藛T及科研機構之間按照計劃協同合作，在完成科研任務和進行科學知識集體創新的過程中會產生大量的合作文獻。此外，機構合作也有利于合理配置優質資源，提高科研效益。圖書館可從合作機構的相關學科背景和參考文獻兩個層面測試知識融合過程中的學科交叉程度，探索不同學科機構的合作是否有助于科研成果的產出[11]。受國別地域、行業范圍、機構組織性質等因素的影響，機構合作主要有以下三個特點：一是合作機構呈現出明顯的地域效應，同一國家的機構之間合作更多，跨國機構合作較少;省內機構合作密切，省外機構合作較少。二是同一學科范圍的機構處于合作集群的中心位置，外圍機構分布分散，同行機構之間的合作更頻繁。三是從機構性質看，科研院所、高校等學術研究機構之間的合作廣泛且密切，企業之間、企業與高校之間的合作較少。圖書館構建科研機構圖譜，能展現不同機構的人員貢獻情況、學科方向、機構性質、核心機構，以及機構合作關聯網絡，進而為有針對性地提供學科服務提供參考。

4.3 構建科研學者知識圖譜

圖書館不僅要為學科研究提供學科服務，還要為科研學者提供個性化的學科服務。科研學者是知識的創造者，對科研成果擁有知識產權。圖書館構建科研學者知識圖譜，能展現科研學者對學科研究的貢獻情況。由于我國作者名字的外文著錄格式是拼音形式，且有全拼和簡拼兩種形式，圖書館在構建科研學者知識圖譜的過程中需要注意作者名字的識別與去重問題（尤其是我國作者的外文發文）。此外，圖書館還要注重挖掘和分析合著作者的信息，如合著作者的研究機構、學科背景、地域國別分布等，從另一個視角揭示交叉學科的活動模式與規律。因此，圖書館在擁有權威數據來源的基礎上以某一主題聚類文獻，不僅有助于分析發文時間、研究前沿、熱門期刊、熱點論文、作者及機構合作情況等信息，還能構建學科主題、科研學者和科研機構等知識圖譜，梳理學科、作者、機構之間的合作情況，進而推動科學研究的持續開展。

參考文獻：

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[4]? 汪洋，蘇建華.Lib2.0理念和技術在圖書館數字參考咨詢工作中的應用[J].現代情報，2008（11）：33-34，38.

[5] 楊麗萍，蔣欣，王俊.運用LibGuides提升圖書館服務：西交利物浦大學案例分析[J].新世紀圖書館，2015（1）：26-30.

[6] 吳慧群.基于LibGuides的高校圖書館特色數字館藏建設[J].農業圖書情報學刊，2015（12）：39-42.

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[8] 楊思洛，韓瑞珍.國外知識圖譜繪制的方法與工具分析[J].圖書情報知識，2012（6）：101-109.

[9] 柳益君，何勝，熊太純，等.知識圖譜在高校圖書館智慧服務中應用研究[J].圖書館工作與研究，2019（11）：5-10.

[10]? 楊善林，呂鵬輝，李晶晶.大科學時代下的科研合作網絡[J].西安交通大學學報（社會科學版），2016（5）：94-100.

[11] 張琳，孫蓓蓓，黃穎.跨學科合作模式下的交叉科學測度研究：以ESI社會科學領域高被引學者為例[J].情報學報，2018（3）：231-242.

（編校：孫新梅）