基于GIS的圖書館共享平臺設計

裴梓鑒

摘要：為了推進國家文化信息資源的共享工程建設，進一步提高圖書館資源共享共建水平，分析和解決當前圖書館共享服務中面臨的信息化難題，文章研究了基于GIS技術的空間可視化功能，結合HTML等開源技術，初步設計和開發了圖書館資源共享平臺。通過該平臺，用戶可以實現對圖書館空間位置的查詢、館藏文獻的檢索以及當日圖書館流量信息的統計，并可以通過三維漫游窗口實現館內任意視角的場景瀏覽，極大地提高了文獻資源的獲取效率和圖書館的共享服務水平，可以為區域性的圖書館共享平臺建設提供決策支持。

關鍵詞：圖書館；GIS；信息數據；共享平臺

中圖分類號：TD672? 文獻標志碼：A

0 引言

圖書館共享起源于圖書館的文獻共享，指在一定區域內將文獻以一定的手段分享給不同的用戶、組織或機構，以滿足人們對文獻資源獲取的需求［1-3］。

自國務院頒布《全國圖書協調方案》開始［4］，我國的圖書館資源共享模式從初期紙質版的館藏聯合目錄、館際互借模式，隨之演變為依存于互聯網衍生的數字文獻資源共建共享發展時代［5］。近年來，GIS技術憑借其強大的空間可視化能力在國內外圖書館資源共享研究領域得到越來越多的應用［6-8］。（1）通過中心館數據存儲模式的建立以及館藏資料屬性信息與空間數據的關聯等設計，提高了蕪湖市圖書館資源共享共建的水平。（2）將GIS技術與分布式的圖書館檢索系統結合，從圖書館空間資源開發的角度研究了圖書館之間文獻資源的共享方式。（3）從計算機軟件工程的思想出發，設計并開發了基于WebGIS的圖書館共享平臺系統。GIS技術的發展從根本上改變了數據的獲取、整理和檢索方式，在滿足人民日益增長的對空間位置數據需求的同時，為圖書館資源共享提供了新的技術手段。

本文以ArcGIS為軟件開發平臺，C#為主要編程語言，按照4層結構模式，綜合應用了ArcEngine二次開發、Oracle數據庫以及ArcSDE數據引擎和HTML等開源技術，初步開發了圖書館共享平臺。平臺提供了統一共享圖書館資源的一整套解決方案，實現了從地圖服務、流量統計、三維漫游、數據建庫到平臺管理的功能，從整體上提升了圖書館的建設水平。

1 平臺的設計

1.1 總體架構

圖書館共享平臺的結構按照系統分層的思路進行設計，管理架構包括不同層級的四個部分。其中，基礎設施層是圖書館共享平臺的軟硬件支撐，包括服務器、網絡通信設施、安全設施、ArcGIS軟件（桌面端、服務端）、其他可視化軟件等，并將服務器進行虛擬化，有效地提高了服務器的運行效率；數據層包括空間數據庫和非空間數據庫，如圖書館周邊的地理空間信息數據庫、城市的遙感影像數據庫等各種圖形圖像數據庫及圖書館館藏的屬性信息數據庫，為平臺提供數據支持。共享平臺的數據層主要通過中間件的ArcSDE數據引擎對空間數據進行查詢、共享，并采用Oracle大型數據庫技術對圖書館資源數據庫進行操作支持；服務層采用API用戶接口的COM動態組件技術，在ArcEngine二次開發平臺上實現圖書館共享平臺的各項功能模塊構建，如地圖服務、流量統計、三維漫游等；終端設備層是圖書館項目管理和平臺功能的展示窗口，C/S（客戶端/服務器）系統安置在客戶端，B/S（瀏覽器/服務器）系統安置在服務器中，用于支持和響應用戶需求實現圖書館共享平臺的各項功能。平臺整體實現的體系架構如圖1所示。

1.2 功能模塊

平臺設計的主要功能通過模塊化分解設計，包括地圖服務、流量統計、三維漫游和平臺管理等功能模塊。

1.2.1 地圖服務

該模塊設計目的為實現對多源多格式的基礎地理信息、控制點、DLG等空間數據在圖書館共享平臺上的疊加顯示，實現圖層管理、信息查詢、基礎服務等功能。其中，圖層管理是將各種地類要素置于統一的空間坐標下，并可以利用基礎功能中的距離量算工具測量出所處位置與各圖書館間的距離，并設計出最短路徑。

由于城市人流量大、建筑物密集，與目標圖書館之間形成的網絡節點數較多，對最短路徑算法的響應速度和時間效率要求較高，因而采用Dijkstra算法實現最短路徑。其核心理論是把網絡的端頭區別為S，T兩類，若計算出了起點u到某端點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，在計算求取后，T中適合S的會交換過去，當所求期望點v交換后終止。

1.2.2 流量統計

流量統計模塊是根據圖書館共享平臺的記錄對當日圖書借還情況、在館人數隨時間變化趨勢、相關圖書檢索熱度等進行統計，實現圖書館借還情況、書籍借閱情況、讀者借閱數目偏好統計、在館人員統計等數據的可視化。具體的流量包邊實現流程，如圖2所示。流量統計功能很好地解決了傳統的圖書館服務中人流量過度集中、館藏書目更新不及時、工作人員與讀者溝通不便捷、書目時效低、數據處理不便捷等突出問題。

1.2.3 三維漫游

針對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到預期目從而造成不佳圖書館體驗等問題，本文將三維漫游技術融入圖書館共享平臺設計，力求構造高效便捷的沉浸式讀書環境。

為更好地增加三維漫游的體驗感，圖書館建模中將3D渲染技術運用于三維地圖的設計內，使各類傳感器信息與計算攝像機的位置和圖像內環境三維結構信息相融合，從而提供更自然、更強大的人機交互能力，合成影像呈現給使用者。三維漫游模塊的開發如圖3所示。

2 平臺的數據庫建設

2.1 數據庫設計

根據本平臺設計目標和各類數據的特征，針對實際應用中數據體量大、種類多的特點，將平臺數據分為空間數據與非空間數據，采用Oracle關系數據庫進行存儲、管理。其中，基礎控制數據、遙感影像數據、周邊地理信息等空間數據利用ArcSDE空間數據通路結合Oracle數據庫實現可視化顯示計算支持，圖書館館藏資料信息、讀者借閱信息等非空間數據采用屬性表的形式關聯入空間數據庫，屬性表的設計樣例，如表1所示。

2.2 數據庫建庫

數據庫建庫一般包括建庫準備、資源清查、館藏資料掛接以及成果數據入庫4個部分。數據庫作為圖書館中極為重要的環節，主要分為館藏資料數據庫與用戶服務數據庫兩大部分。其中，館藏資料數據庫依據館內各類圖書資源的類型、語種以及詳簡程度而設立不同分區；用戶服務數據庫為便于向讀者提供地圖查詢、流量統計、三維漫游以及入館登記等服務，及時調用存儲而單獨設立。

3 結語

本文根據我國圖書館資源共享現狀和實際應用，以圖書館共享服務為主要研究對象，基于GIS技術設計并初步開發了圖書館共享平臺，當然也存在部分問題需要做進一步的研究。目前，尚不存在統一的圖書館資源建庫標準，實驗的數據庫也僅能支持區域性的圖書館共享平臺建設，距離真正的大范圍圖書館共享? 平臺建立還有一定的差距。三維漫游模塊需要準備大量的與圖書館資源設施位置相匹配的高清矢量圖片進行建模，對軟硬件的要求高，投入成本也需要在三維漫游模塊中對AR技術與圖像處理模塊進行進一步的優化，從而提高系統精度，為廣大讀者提供更為便捷的閱讀服務與沉浸式的閱讀體驗。流量報表僅是由平臺后臺記錄的數據生成，若能與相應的圖書館設備設施之間建立自動化的智慧管理系統會大大提高感知能力和精度。

參考文獻

［1］喻麗.圖書館資源共享研究現狀分析及思考［J］.圖書館工作與研究，2015（3）：4-8.

［2］張新鶴.我國圖書館參與學術信息資源開放獲取的調查研究［J］.圖書與情報，2014（5）：83-88.

［3］張新鶴，肖希明.我國圖書館信息資源共享機制現狀調查與分析［J］.中國圖書館學報，2011（3）：66-78.

［4］李可欣.圖書館學研究發展歷程與中國夢［J］.新西部，2017（24）：92，111.

［5］喻麗.我國高校特色文獻資源建設與共享：現狀、問題及對策［J］.圖書情報工作，2014（14）：63-70.

［6］程靜，張毅.基于GIS的圖書館異構資源整合可視化設計［J］.圖書館論壇，2018（10）：47-54.

［7］余傳明.基于GIS的數字圖書館：原理及應用［J］.情報理論與實踐，2004（6）：651-653.

［8］王舒，王紅，劉詩童，等.基于GIS技術的高校圖書館空間使用評估研究［J］.大學圖書館學報，2020（1）：42-50.

（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