新型LMIS在优化图书管理服务中的设计及应用

李家璇

（吉林师范大学，吉林四平 136000)

1 引言

随着社会生产力不断发展，人们越来越趋向于利用图书馆来提高自己对精神世界的追求。大批读者进馆借阅学习的同时，对图书馆管理信息系统强度的要求也相应提高，严重的占座和读者借阅问题，图书信息的录入查询也日益成为传统LMIS的显著弊端之一[1-2]。近年来地理信息系统(Geographic Information System；简称GIS)正呈现蓬勃向上的发展趋势，在处理解决日常问题时的优势越来越明显。因此结合GIS技术和互联网技术对传统图书馆管理信息系统进行深入研究和更新就变得十分必要。

基于上述问题，本文在Oracle Database的基础上，以GIS作为前端显示工具提出可以对用户登录模块、图书管理模块和座位预约模块进行有机结合的图书馆信息综合管理系统[3]。该系统结合Oracle的数据管理功能和GIS的空间查询功能，直接对图书进行初始化信息录入，海量图书数据大规模批量管理，大大降低了图书管理员的工作量和工作难度。此外，系统还可以利用WebGIS信息快速共享的运行模式实现馆内座位预约查询、选座退座等一站式操作，方便广大读者在电脑客户端甚至是移动设备端对馆内情况有一个直观且清晰的了解，并与用户登录门禁系统结合，有效缓解了座位资源浪费的现象，营造了一个更为公平舒适的阅读环境[4]。

2 系统技术特点

在系统为图书馆服务的背景下，每天访问的用户数量数以千计。由于理论上任何数据库都不允许删除数据，只能由系统管理员对某条记录进行作废操作。这就意味着从系统投入使用的第一天开始，数据量将会呈几何倍数持续增长。传统的LMIS无论是在磁盘存储方面还是数据调用方面都不足以胜任目前吉林省图书馆日均人流量的管理工作。而基于Oracle的新型LMIS拥有极其强大的数据压缩能力，能够确保节省至少三倍的磁盘存储空间，从而在对数据进行有效管理的同时大大减少政府的开销。

Oracle之所以能够成为复杂运算的首选数据库，是因为系统在利用一种名为数据高速缓存的存储机制来实现对数据的高速运算操作的。数据高速缓存与操作系统缓存类似：读者在LMIS前端界面查询图书或座位信息时，数据库会将使用Select语句读取到的磁盘内部数据文件存储到数据高速缓存中，并以数据块的形式保留到高速缓存消耗完毕后才会释放存储空间。而这期间当下一位读者再次从数据库查询相同的信息时，就不需要重新读取内部磁盘数据，而是从高速缓存中直接调用，从而提高数据库的访问速度。这对于每天成千上万名用户访问的新型LMIS具有至关重要的意义，可以极大程度上缓解图书馆大流量对数据库产生的压力。

传统LMIS在日常使用中被不合法地使用导致系统宕机的情况在所难免，例如服务器磁盘老化、人为操作不当、非授权数据库存取等，进而造成的数据丢失基本上是无法挽回的。因其采用C/S(Client/Server-客户端/服务器）结构，这就意味着不仅需要承载数据的服务器体量会越来越大，能够随时随地让用户访问数据库这一需求更不可能在需要使用物理硬件支撑的客户端当中完成；除此之外，传统LMIS也无法满足当前国际互联网开放、万物互联与信息共享的新需求。但随着近些年来Internet和WWW(World Wide Web)的飞速发展，催生了一个采用三层结构的新软件系统构建技术——B/S(Browser/Server)结构。这项新技术的诞生大大提升了传统LIMS在数据共享、动态监控以及移动设备客户端实时预览方面的能力，与Oracle数据库视图更新准则（相应视图中的数据会随着表中数据的变化而变化）相结合，使得广大读者可以打破时间地点的限制，更方便更高效地查询到图书馆中各项信息的变化情况[5]。

图1 Oracle数据库并行修改流程

图2 三层B/S结构体系

3 系统结构及模块功能设计

新型LMIS主体的设计方向是要将地理信息系统强大的空间分析能力与后台Oracle数据库相结合，通过B/S架构服务器与客户端的实时信息传输功能，完美实现以下模块的全部功能[6-8]。

3.1 用户管理模块

登录系统的角色身份共分为三种：系统管理员、图书管理员和读者。

系统管理员的主要职能是数据的备份与恢复、记录的作废以及赋予新用户权限。系统管理员具有LMIS中的一切权限，便于对LIMIS庞大的数据库进行底层逻辑管理以及预防宕机风险的数据备份；当LMIS出现新用户时，系统管理员可以根据其是图书馆新入职员工还是普通读者进行身份以及权限的赋予；并且当馆内藏书遗失或读者借还操作完成后，系统管理员可以进行图书信息或者用户借还记录的作废操作，保证图书管理员在查找时不会被无效信息降低工作效率。

图书管理员的权限主要为增加、修改和查询三项。此类身份的用户可以访问Oracle数据库中存储的各项图书数据。当馆内新增藏书时，图书管理员需要将图书信息进行人工分类及录入并上传至云端服务器，系统管理员根据图书信息的变动再对数据库进行一系列修改与备份；当藏书由一种类别的书架转移到另一种类别的书架时，图书管理员需要将图书信息与书架信息相结合并在LMIS中进行修改，从而可以使读者和其他图书管理员快速直观地了解到信息的更新。

读者身份是所有用户中访问权限最低的，分别为登录、预约、查询、借还。当读者计划去图书馆进行借阅学习时，可以访问基于B/S架构的图书馆官方网站，将姓名、身份证号、电话号码和密码等可以证明本人身份的信息输入登录页面，系统会自动查询该用户是否为新用户。如果新用户身份属实，则会直接将用户信息通过云端发送给系统管理员并为其赋予新用户身份及相应访问权限。若非新用户则直接核实登录信息并跳转至图书馆座位预约模块与图书借还模块。

3.2 图书管理与查询模块

1)图书管理模块：在新型LMIS中，最重要的数据便是图书与书架的各项信息。为了能与GIS高效结合，在图书管理员分类并录入信息时，需要将其分为图书属性信息和书架空间信息。图书属性可以由类别、ID与条码组成一串只有LMIS数据库才可以识别的字符代码，并与该图书的名称字段相融合。而书架空间信息则可以分为房间号、位置以及长宽高。这些信息的记录可以让书籍管理员在整理新进书籍时，由信息系统依据书籍厚度和书柜长宽高等物理信息，自动生成各层书柜可放置的书籍总量，降低书籍管理员工作量的同时，也大大提高了工作效率。

2)图书查询模块：当图书属性信息与书架空间信息录入进新型LMIS中后，用户查询图书的位置和借还状态就会变得更加方便快捷。进入系统前端页面后可以先通过输入书名或作者等书籍属性信息来查询该图书是否已经借出，如已借出则输出图书未在馆内的结果，并根据图书的主要内容或该用户基于大数据调查出的借阅偏好，来推荐一些适配结果。如未借出则直接调用上次该图书最后更新的位置信息并以3D电子地图的方式显示给读者。与移动端导航软件集成更是可以实现精确到馆内楼层以及房间信息的实时导航，大大优化了用户的查找操作。

3.3 座位预约与图书借还模块

1)座位预约模块：当读者计划去图书馆借阅学习的时候，可以通过基于B/S架构的新型LMIS，访问Browser的云端数据来对图书馆的座位信息和图书借还状态进行实时查看。读者在按照网页的提示进行选座操作后，各座位的使用状况就会从空闲状态变成预约状态，并显示最晚到馆的倒计时。倒计时结束前如果读者身份信息在门禁系统中出现，将会自动从预约状态转换为使用状态；而如果在倒计时结束后5分钟读者还未进馆，系统将自动在该读者身份下增加一条违规记录并释放该座位供其他读者选择。违规记录满三条后，系统将执行对该用户为期五天的禁止座位预约的处罚。

图3 预约流程图

2)图书借还模块：登录读者身份后，在允许的条件下，系统管理员将根据读者的各项借还信用来设定最大图书借阅数量以及借阅时长。在读者绑定自己的移动设备以及身份信息后，云端数据库将自动与用户移动端的各项设备进行互联，例如：与日历备忘录等组件的集成互联，系统将自动在还书当天创建待办事项并以手机横幅通知的形式提醒读者；与通信运营商互联，系统将在归还图书期限三天前通过运营商发送短信的方式提醒读者，并附带应还的所有图书名称，借前在书架中的位置信息与图书馆的所在地址，以便读者一次性方便快捷地完成图书借还操作。而对于逾期归还图书的用户，系统管理员将为所有读者用户设置违规次数记录功能。逾期满三次的用户将承担为期一个月的禁止借阅处罚结果，并缴纳一定数额的图书管理费用。对于借还信用记录良好的读者用户，可以通过移动客户端或Browser云端数据库访问LMIS并申请适当延长续借时间，或逾期后的三天内归还图书可不受到相关处罚等。

4 GIS在图书管理工作中的应用

4.1 Oracle与Arc SDE

在ArcGIS中的空间/位置数据库系统中，所有个人和文件地理数据库系统均是单机或单用户。但由于新型LMIS是标准的关系型数据库，通过C/S或B/S架构来实现多用户同时操作。基于Oracle本体为DBMS并非数据库，不能对企业级地理数据库进行直接管理的客观事实，引入Arc SDE(Spatial Database Engine)与Oracle Spatial功能。空间数据在关系型数据库中的存储问题本质上是对空间数据的组织与解释。Oracle Spatial是对关系型的扩展，将地理对象作为一个字段，存储类型为geometry。空间中的矢量分为点、线、面、多线多面等基本的一些类型。将这些类型对应的数据转换为字符串，写入数据库的一个字段中。例如：一个点数据就是一个字符串(3，700，800)。这个3就表示这是一个点，700，800则是实际的坐标。同时空间数据库还会提供一个底层支持，负责对其做出解释并给用户提供一个api，例如存储过程和函数。当有需要的时候，则采用SQL语录从表中将数据取出来，数据库提供的api负责做出解释和计算，而Arc SDE扮演的角色就是不断地对数据库进行存取。

图4 系统模块设计图

4.2 信息变化监测与模拟预测分析

GIS系统不但能对空间数据实施统一管理，同时还能对馆内的建设规模、政府机关设置、设备状况、馆藏情况和图书资料流通状况等信息进行数据分析，并通过数据分析结果对未来发展形势和资源格局的调整做出了模拟和预测。利用空间数据挖掘获得了最新的信息趋势与模式[9]。

4.3 3D可视化客户端显示

3D可视化前端可由菜单和GIS地图两个部分构成。用户可以从互联网浏览可视化后的电子图书馆，在检索界面中可选择为菜单或GIS电子地图。

1)菜单

通过输入检索条件，即属性信息，可实现名称检索、模糊搜索和复合条件检索；服务器通过与属性数据库的交换和多层过滤进行搜索对象；将搜索完成后的对象在网页上的GIS图中加以显示。

2)GIS电子地图

系统分层式展示图书馆的空间布置图，读者可以打开或浏览任一图层；用户在浏览器的电子地图上选定目标；由服务器从空间属性信息库中获取相关信息，并产生动态显示的消息结果。

5 结束语

当前社会背景下的图书馆信息系统主要的发展方面是空间化、可视化。采用GIS的图书信息管理系统研发正是在这方面的初步尝试，它大大变革了馆区原有的管理方法，将信息系统从时间关系数据库领域进入空间数据库系统领域，既保持了MIS管理系统的优势，还把整体书库信息模拟到了信息可视化的系统环境当中，并具备了强有力的数据分析处理能力。随着GIS与三维、虚拟现实等技术的融合，系统功能将更加的充实和完善，这将极大地改善读者与系统的信息交流环境，同时更便于图书馆的管理工作。所以，在GIS技术下开展的图书馆空间信息管理系统研究将为我国目前图书馆实现科学的、动态的空间管理提供可靠的系统规划。

馆内空间数据库的建设和维护是该系统研究实现的重难点。地理空间数据可以采用对图纸扫描等数字化转化方式来实现如建筑图、布局图等信息的录入；也可以利用实地绘图的方式，利用程序和设备采集目标实际确切位置，以保证馆内地域形状的准确性。对于文献数据资料空间数据信息，也可以利用直接录入其所在的地域位置信息或直接输入代码来添加、调整或撤销，以便于及时地维护与管理。另外，在系统开发时，除了完成控件显示、空间操作等功能之外，还应着力于解决各种应用分析模型的研究和构建等问题，如利用马尔科夫链构造分析预测模型、优化建模和比较模拟等对我国未来的图书信息管理工作将会起到一定程度上的参考作用。