基于GIS的图书馆共享平台设计

裴梓鉴

摘要：为了推进国家文化信息资源的共享工程建设，进一步提高图书馆资源共享共建水平，分析和解决当前图书馆共享服务中面临的信息化难题，文章研究了基于GIS技术的空间可视化功能，结合HTML等开源技术，初步设计和开发了图书馆资源共享平台。通过该平台，用户可以实现对图书馆空间位置的查询、馆藏文献的检索以及当日图书馆流量信息的统计，并可以通过三维漫游窗口实现馆内任意视角的场景浏览，极大地提高了文献资源的获取效率和图书馆的共享服务水平，可以为区域性的图书馆共享平台建设提供决策支持。

關键词：图书馆；GIS；信息数据；共享平台

中图分类号：TD672  文献标志码：A

0 引言

图书馆共享起源于图书馆的文献共享，指在一定区域内将文献以一定的手段分享给不同的用户、组织或机构，以满足人们对文献资源获取的需求［1-3］。

自国务院颁布《全国图书协调方案》开始［4］，我国的图书馆资源共享模式从初期纸质版的馆藏联合目录、馆际互借模式，随之演变为依存于互联网衍生的数字文献资源共建共享发展时代［5］。近年来，GIS技术凭借其强大的空间可视化能力在国内外图书馆资源共享研究领域得到越来越多的应用［6-8］。（1）通过中心馆数据存储模式的建立以及馆藏资料属性信息与空间数据的关联等设计，提高了芜湖市图书馆资源共享共建的水平。（2）将GIS技术与分布式的图书馆检索系统结合，从图书馆空间资源开发的角度研究了图书馆之间文献资源的共享方式。（3）从计算机软件工程的思想出发，设计并开发了基于WebGIS的图书馆共享平台系统。GIS技术的发展从根本上改变了数据的获取、整理和检索方式，在满足人民日益增长的对空间位置数据需求的同时，为图书馆资源共享提供了新的技术手段。

本文以ArcGIS为软件开发平台，C#为主要编程语言，按照4层结构模式，综合应用了ArcEngine二次开发、Oracle数据库以及ArcSDE数据引擎和HTML等开源技术，初步开发了图书馆共享平台。平台提供了统一共享图书馆资源的一整套解决方案，实现了从地图服务、流量统计、三维漫游、数据建库到平台管理的功能，从整体上提升了图书馆的建设水平。

1 平台的设计

1.1 总体架构

图书馆共享平台的结构按照系统分层的思路进行设计，管理架构包括不同层级的四个部分。其中，基础设施层是图书馆共享平台的软硬件支撑，包括服务器、网络通信设施、安全设施、ArcGIS软件（桌面端、服务端）、其他可视化软件等，并将服务器进行虚拟化，有效地提高了服务器的运行效率；数据层包括空间数据库和非空间数据库，如图书馆周边的地理空间信息数据库、城市的遥感影像数据库等各种图形图像数据库及图书馆馆藏的属性信息数据库，为平台提供数据支持。共享平台的数据层主要通过中间件的ArcSDE数据引擎对空间数据进行查询、共享，并采用Oracle大型数据库技术对图书馆资源数据库进行操作支持；服务层采用API用户接口的COM动态组件技术，在ArcEngine二次开发平台上实现图书馆共享平台的各项功能模块构建，如地图服务、流量统计、三维漫游等；终端设备层是图书馆项目管理和平台功能的展示窗口，C/S（客户端/服务器）系统安置在客户端，B/S（浏览器/服务器）系统安置在服务器中，用于支持和响应用户需求实现图书馆共享平台的各项功能。平台整体实现的体系架构如图1所示。

1.2 功能模块

平台设计的主要功能通过模块化分解设计，包括地图服务、流量统计、三维漫游和平台管理等功能模块。

1.2.1 地图服务

该模块设计目的为实现对多源多格式的基础地理信息、控制点、DLG等空间数据在图书馆共享平台上的叠加显示，实现图层管理、信息查询、基础服务等功能。其中，图层管理是将各种地类要素置于统一的空间坐标下，并可以利用基础功能中的距离量算工具测量出所处位置与各图书馆间的距离，并设计出最短路径。

由于城市人流量大、建筑物密集，与目标图书馆之间形成的网络节点数较多，对最短路径算法的响应速度和时间效率要求较高，因而采用Dijkstra算法实现最短路径。其核心理论是把网络的端头区别为S，T两类，若计算出了起点u到某端点x的极近路径，那么x纳入S，另外的纳入T，那么S中从只有u，在计算求取后，T中适合S的会交换过去，当所求期望点v交换后终止。

1.2.2 流量统计

流量统计模块是根据图书馆共享平台的记录对当日图书借还情况、在馆人数随时间变化趋势、相关图书检索热度等进行统计，实现图书馆借还情况、书籍借阅情况、读者借阅数目偏好统计、在馆人员统计等数据的可视化。具体的流量包边实现流程，如图2所示。流量统计功能很好地解决了传统的图书馆服务中人流量过度集中、馆藏书目更新不及时、工作人员与读者沟通不便捷、书目时效低、数据处理不便捷等突出问题。

1.2.3 三维漫游

针对二维地图难以使读者精确捕捉自身位置，不可清晰直观地帮助读者达到预期目从而造成不佳图书馆体验等问题，本文将三维漫游技术融入图书馆共享平台设计，力求构造高效便捷的沉浸式读书环境。

为更好地增加三维漫游的体验感，图书馆建模中将3D渲染技术运用于三维地图的设计内，使各类传感器信息与计算摄像机的位置和图像内环境三维结构信息相融合，从而提供更自然、更强大的人机交互能力，合成影像呈现给使用者。三维漫游模块的开发如图3所示。

2 平台的数据库建设

2.1 数据库设计

根据本平台设计目标和各类数据的特征，针对实际应用中数据体量大、种类多的特点，将平台数据分为空间数据与非空间数据，采用Oracle关系数据库进行存储、管理。其中，基础控制数据、遥感影像数据、周边地理信息等空间数据利用ArcSDE空间数据通路结合Oracle数据库实现可视化显示计算支持，图书馆馆藏资料信息、读者借阅信息等非空间数据采用属性表的形式关联入空间数据库，属性表的设计样例，如表1所示。

2.2 数据库建库

数据库建库一般包括建库准备、资源清查、馆藏资料挂接以及成果数据入库4个部分。数据库作为图书馆中极为重要的环节，主要分为馆藏资料数据库与用户服务数据库两大部分。其中，馆藏资料数据库依据馆内各类图书资源的类型、语种以及详简程度而设立不同分区；用户服务数据库为便于向读者提供地图查询、流量统计、三维漫游以及入馆登记等服务，及时调用存储而单独设立。

3 结語

本文根据我国图书馆资源共享现状和实际应用，以图书馆共享服务为主要研究对象，基于GIS技术设计并初步开发了图书馆共享平台，当然也存在部分问题需要做进一步的研究。目前，尚不存在统一的图书馆资源建库标准，实验的数据库也仅能支持区域性的图书馆共享平台建设，距离真正的大范围图书馆共享  平台建立还有一定的差距。三维漫游模块需要准备大量的与图书馆资源设施位置相匹配的高清矢量图片进行建模，对软硬件的要求高，投入成本也需要在三维漫游模块中对AR技术与图像处理模块进行进一步的优化，从而提高系统精度，为广大读者提供更为便捷的阅读服务与沉浸式的阅读体验。流量报表仅是由平台后台记录的数据生成，若能与相应的图书馆设备设施之间建立自动化的智慧管理系统会大大提高感知能力和精度。

参考文献

［1］喻丽.图书馆资源共享研究现状分析及思考［J］.图书馆工作与研究，2015（3）：4-8.

［2］张新鹤.我国图书馆参与学术信息资源开放获取的调查研究［J］.图书与情报，2014（5）：83-88.

［3］张新鹤，肖希明.我国图书馆信息资源共享机制现状调查与分析［J］.中国图书馆学报，2011（3）：66-78.

［4］李可欣.图书馆学研究发展历程与中国梦［J］.新西部，2017（24）：92，111.

［5］喻丽.我国高校特色文献资源建设与共享：现状、问题及对策［J］.图书情报工作，2014（14）：63-70.

［6］程静，张毅.基于GIS的图书馆异构资源整合可视化设计［J］.图书馆论坛，2018（10）：47-54.

［7］余传明.基于GIS的数字图书馆：原理及应用［J］.情报理论与实践，2004（6）：651-653.

［8］王舒，王红，刘诗童，等.基于GIS技术的高校图书馆空间使用评估研究［J］.大学图书馆学报，2020（1）：42-50.

（编辑 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