基于web3.0的高校數(shù)字圖書館信息服務(wù)平臺構(gòu)建研究

許建林， 毛 燁

（江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

數(shù)字圖書館的發(fā)展，對高校圖書館提供的服務(wù)要求也越來越高，圖書館海量資源的數(shù)字化、服務(wù)手段的網(wǎng)絡(luò)化，使圖書館由傳統(tǒng)的資源管理、資源服務(wù)向知識化、個(gè)性化管理和服務(wù)轉(zhuǎn)變。知識化、個(gè)性化業(yè)已成為現(xiàn)代高校數(shù)字圖書館信息服務(wù)工作的重要內(nèi)涵，那么提供怎樣的知識化、個(gè)性化的信息服務(wù)，這需要構(gòu)建與之相適應(yīng)的信息服務(wù)平臺。傳統(tǒng)的信息服務(wù)平臺大多是基于web1.0和web2.0技術(shù)，而實(shí)現(xiàn)知識化、個(gè)性化信息服務(wù)，則需借助于web3.0技術(shù)。構(gòu)建基于web3.0的數(shù)字圖書館信息服務(wù)平臺，可以實(shí)現(xiàn)圖書館信息服務(wù)的個(gè)性化、智能化、精準(zhǔn)化和高效化。

1 web1.0、web2.0、web3.0的發(fā)展

web1.0是一個(gè)靜態(tài)的、以資源為中心并單向傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)，讀者需主動訪問基于web1.0的網(wǎng)站，才會獲取相關(guān)信息，否則不會產(chǎn)生信息的流動，此時(shí)讀者只是單純的信息接受者。即在高校圖書館信息服務(wù)中，高校圖書館提供什么樣的信息，讀者只能被動的、單方面的接受什么樣的信息，這種基于web1.0的信息服務(wù)是信息服務(wù)的機(jī)械化階段。

web2.0是一個(gè)動態(tài)的、以讀者為中心并雙向互動的網(wǎng)絡(luò)，讀者在這里不僅可以接受服務(wù)，也可以參與到圖書館提供服務(wù)的過程中。基于web2.0的信息服務(wù)網(wǎng)站不僅具有信息推送、訂閱、篩選等功能，它還允許讀者上傳信息、建立個(gè)人空間。在這里，讀者既是信息的接受者，也是信息的生產(chǎn)者。這種信息服務(wù)模式，體現(xiàn)了人機(jī)的雙向互動，實(shí)現(xiàn)了信息服務(wù)的半智能化。

web3.0是繼 web1.0、web2.0后的進(jìn)一步提升，它具有更好的互動性，可以為讀者提供一個(gè)智能化、知識化、個(gè)性化的信息服務(wù)平臺，是更加智能化的人機(jī)雙向互動的網(wǎng)絡(luò)模式。這種基于web3.0的信息服務(wù)平臺具有強(qiáng)大的語義概念，使計(jì)算機(jī)能夠智能化的滿足讀者的需求。讀者只需要登錄平臺就可以獲得個(gè)性化的服務(wù)，通過輸入自然語言就可以迅速檢索到一整套范圍廣、準(zhǔn)確率高的信息。

2 構(gòu)建基于web3.0信息服務(wù)平臺的關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)的信息獲取方式是基于關(guān)鍵詞的匹配技術(shù)，對被檢索的語義并不需要了解，因此檢索結(jié)果就會因歧義、多義等因素而出現(xiàn)偏差。基于web 3.0信息平臺的信息獲取方式不再是單純的關(guān)鍵詞匹配模式，它理解檢索者的需求，自動分析、篩選出符合要求的信息，使檢索到的信息更為精確。下面是兩種不同獲取信息方式，如圖1、圖2所示：

信息服務(wù)平臺能夠理解檢索者的需求，這需要借助于 web3.0中的語義網(wǎng)（Semantic Web）技術(shù)，它是一種能理解人類語言的智能網(wǎng)絡(luò)，不同于因特網(wǎng)，它是因特網(wǎng)的擴(kuò)展與延伸，而且因特網(wǎng)是面向文檔的，而語義網(wǎng)的對象是文檔所表示的數(shù)據(jù)，語義網(wǎng)相對于因特網(wǎng)更利于計(jì)算機(jī)理解讀者的真實(shí)想法。在web3.0時(shí)代構(gòu)建基于語義網(wǎng)的高校數(shù)字圖書館信息服務(wù)平臺，讓計(jì)算機(jī)為讀者實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、智能化的信息服務(wù)。這需要解決兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)，即 本 體 （Ontology）和 概 念 圖 （Conceptual Graph）。

（1）本體一詞起源于哲學(xué)，是研究客觀事物存在及其本質(zhì)的通用理論，本義為對世界上客觀存在物的系統(tǒng)地描述、解釋或說明，在圖書館信息服務(wù)平臺中，它是對某一專業(yè)領(lǐng)域知識的共同理解。通過對某一領(lǐng)域知識定義其領(lǐng)域術(shù)語，用相同的術(shù)語對資源進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確的描述，從而在具體應(yīng)用中可以通過共享語言達(dá)到相互的理解，進(jìn)而對其進(jìn)行語義標(biāo)注，使其具有語義功能，就能在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中表征和交換知識，并能夠被自動解析和識別。所以本體的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)語義網(wǎng)的根本，即要實(shí)現(xiàn)語義網(wǎng)首先要構(gòu)建領(lǐng)域本體。

一個(gè)本體的構(gòu)建一般也是針對現(xiàn)實(shí)生活中的某一特定的領(lǐng)域，構(gòu)建時(shí)首先是掌握本體應(yīng)用的背景、需求，以確定好本體應(yīng)用的領(lǐng)域；其次是查詢正在構(gòu)建的領(lǐng)域本體與已存在的本體庫是否重復(fù)，如有重復(fù)則直接可以套用；第三是盡量列舉出該領(lǐng)域內(nèi)所有的重要術(shù)語，經(jīng)過領(lǐng)域?qū)＜业姆治觥⒄恚崛〕鲈擃I(lǐng)域重要的、精準(zhǔn)無二義性的術(shù)語并編輯形成概念匯總表；第四是對收集來的術(shù)語進(jìn)行定義成類及各類之間的關(guān)系；第五是對領(lǐng)域本體進(jìn)行編碼，以便于計(jì)算機(jī)理解和處理，目前本體描述語言使用較多的是 OWL（Web Ontology Language）語言；最后就是需要進(jìn)行檢驗(yàn)和評價(jià)，以便發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行完善。

（2）概念圖是一種圖形化的表示工具，是自然語言和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域之間的橋梁，作為自然語言和計(jì)算機(jī)之間的語言，它為計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理語句，理解語句的語義作了很好的鋪墊。概念圖的構(gòu)造是由結(jié)點(diǎn)經(jīng)有向弧連接而成的，其結(jié)點(diǎn)有兩類，分別是概念結(jié)點(diǎn)和關(guān)系結(jié)點(diǎn)。概念結(jié)點(diǎn)一般由兩實(shí)體構(gòu)成，包括概念類型及實(shí)體對象，一般采用矩形來表示，用來表示實(shí)體、屬性、狀態(tài)或事件，關(guān)系結(jié)點(diǎn)一般用橢圓表示，用來表示概念間的交互關(guān)系。它們之間通過有向弧連接起來，這是三元組結(jié)構(gòu)。

本體論從一定程度上來說其實(shí)就是一種特殊的概念圖，將本體其中的類、實(shí)例及屬性值與概念圖中的結(jié)點(diǎn)相對應(yīng)，類間的關(guān)系與概念圖中的弧相對應(yīng)。這樣，本體的概念就可以通過概念圖進(jìn)行表達(dá)。從兩者之間的關(guān)系，就可以使用基于概念圖的匹配算法來計(jì)算本體論中用戶查詢請求和事實(shí)數(shù)據(jù)的相關(guān)度。所以，概念圖在信息服務(wù)平臺中起著承前啟后的作用，如何準(zhǔn)確判斷出概念圖中概念之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系對于計(jì)算機(jī)能否理解語義，實(shí)現(xiàn)語義的推理和計(jì)算有著關(guān)鍵的意義。

3 基于web3.0的信息服務(wù)平臺模型構(gòu)建

在高校數(shù)字圖書館中，由于web3.0技術(shù)的引入，使檢索服務(wù)由傳統(tǒng)的基于關(guān)鍵詞匹配的模式上升到了語義知識的層次。讀者在使用數(shù)字圖書館的過程中，使計(jì)算機(jī)能夠理解讀者的真實(shí)想法，與讀者進(jìn)行良好的人機(jī)交互，從而能夠達(dá)到更好的共建共享、信息交流的服務(wù)。

圖3 基于web3.0的數(shù)字圖書館個(gè)性化信息服務(wù)Fig.3 Web3.0based digital library personalized information service

構(gòu)建基于web3.0的高校數(shù)字圖書館信息服務(wù)平臺模型（圖3），其操作流程是先由讀者登陸平臺界面開始，平臺根據(jù)讀者賬號調(diào)動讀者偏好庫里相關(guān)數(shù)據(jù)自動構(gòu)建個(gè)性化界面；讀者在該平臺界面里提出信息檢索需求，平臺系統(tǒng)根據(jù)對其進(jìn)行語義分析處理，生成概念圖形式；根據(jù)生成的概念圖，平臺一方面將其與個(gè)人偏好庫進(jìn)行匹配，若偏好庫中包含與之相同的數(shù)據(jù)則增加其權(quán)重，否則對讀者行為庫進(jìn)行更新，另一方面平臺在領(lǐng)域本體庫中采用概念圖匹配算法進(jìn)行匹配及相似度計(jì)算，然后對檢索結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性排序后輸出，最后平臺還需將讀者對檢索出結(jié)果的評價(jià)、使用情況等信息反饋給個(gè)性偏好庫，以更新并完善個(gè)性偏好庫。

信息服務(wù)平臺模型主要由語義分析處理、個(gè)性化、信息資源整合處理三個(gè)主要模塊組成。

3.1 語義分析處理模塊

本體可通過類、實(shí)例及其屬性組成的三元組來表示，概念圖中的結(jié)點(diǎn)可以與本體中的類、實(shí)例及其屬性相對應(yīng)，概念圖中的弧可表示為類間的關(guān)系，所以本體可看做是一種特殊的概念圖，而概念圖也可看做是一種特殊的本體表現(xiàn)形式。于是，語義分析處理模塊通過對讀者的檢索需求進(jìn)行分析處理，通過對檢索式進(jìn)行抽詞、詞性標(biāo)注、句法分析、概念識別等操作抽取出檢索式中的詞語，并向概念圖進(jìn)行映射，表示成概念圖的模式，以便進(jìn)行語義檢索。

讀者采用自然語言的方式來進(jìn)行檢索，語義分析處理模塊在對讀者信息需求進(jìn)行抽詞處理時(shí)，利用領(lǐng)域知識本體庫所含有的專業(yè)詞典，對檢索式中包含的專有詞匯進(jìn)行一一映射、挖掘，提煉出檢索表達(dá)式中有意義的詞。抽詞之后，將抽詞結(jié)果進(jìn)行詞性標(biāo)注處理，并進(jìn)一步進(jìn)行語法分析，然后通過概念識別，從而了解讀者檢索的類型，并最終可將讀者需求表達(dá)為概念圖模式，通過概念圖匹配算法來計(jì)算讀者查詢請求與事實(shí)之間的相關(guān)度，反映出讀者的真實(shí)需求。

3.2 個(gè)性化模塊

個(gè)性化模塊主要根據(jù)讀者專業(yè)的側(cè)重、檢索的歷史行為等，實(shí)現(xiàn)為不同的讀者提供全面的、準(zhǔn)確的個(gè)性化需求的信息。實(shí)現(xiàn)該功能需要對讀者進(jìn)行長期行為的跟蹤，當(dāng)讀者登錄信息服務(wù)平臺時(shí)，平臺會自動生成適合讀者的個(gè)性化頁面和內(nèi)容。同樣，在檢索時(shí)，平臺也會根據(jù)讀者的個(gè)性偏好，即使不同讀者提出相同要求，平臺也會輸出不同的檢索結(jié)果。

讀者在初次登錄該平臺時(shí)，須先進(jìn)行注冊，通過提供個(gè)人興趣方向、專業(yè)背景、研究領(lǐng)域等信息，以便信息平臺系統(tǒng)對讀者進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。當(dāng)然，未免讀者所填信息不全或者后期興趣的轉(zhuǎn)移，還需要求讀者對自己提供的信息進(jìn)行更改外，信息服務(wù)平臺也可以根據(jù)讀者的檢索行為、檢索結(jié)果的反饋、瀏覽記錄等進(jìn)行挖掘，實(shí)現(xiàn)對個(gè)性化偏好庫的更新。

3.3 信息資源整合處理模塊

目前，高校數(shù)字圖書館都擁有了大量的信息資源，傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞檢索方式，需要其檢索對象，也就是這些資源提煉出相應(yīng)的詞語以供檢索匹配。而基于web3.0的信息服務(wù)平臺則需要通過語義方式檢索，所以需要對圖書館中存儲的信息資源創(chuàng)建本體模型，進(jìn)而構(gòu)建領(lǐng)域本體庫。

在創(chuàng)建領(lǐng)域本體庫的過程中，需要創(chuàng)建人員與領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行溝通，在領(lǐng)域?qū)＜业膮f(xié)助下，充分挖掘領(lǐng)域的知識，達(dá)到對領(lǐng)域概念的一致性理解，形成一致認(rèn)可的領(lǐng)域詞匯。同時(shí)，由于元數(shù)據(jù)所描述的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)容易被計(jì)算機(jī)所理解及處理，所以對數(shù)字圖書館信息資源元數(shù)據(jù)信息的挖掘也顯得尤為重要，因?yàn)閿?shù)量龐大，我們可以使用圖書館中成熟的元數(shù)據(jù)（MARC）。領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建并不是一勞永逸的，隨著數(shù)字圖書館的信息資源不斷的積累發(fā)展，讀者的信息需求也在不斷發(fā)展，因此，領(lǐng)域本體庫也需要不停的維護(hù)更新。

4 結(jié)束語

web3.0作為 web1.0與 web2.0的繼承與發(fā)展，使計(jì)算機(jī)的運(yùn)用達(dá)到了語義的級別，計(jì)算機(jī)所識別的不再是簡單的一堆字符標(biāo)志及字符處理，更能夠理解字符中所包含的語義。本文探討基于web3.0時(shí)代的語義網(wǎng)技術(shù)，改善目前高校數(shù)字圖書館信息資源服務(wù)中利用傳統(tǒng)技術(shù)難以查全、查準(zhǔn)相關(guān)資源的狀況，并探索本體構(gòu)建的方法和過程，利用概念圖匹配來表示 語義網(wǎng)的理論和方法，提出開發(fā)基于本體的語義信息服務(wù)平臺的框架，體現(xiàn)信息聚合的個(gè)性化、信息檢索的精準(zhǔn)化和智能化、信息服務(wù)的整合化和高效化。當(dāng)然由于基于web3.0的數(shù)字圖書館個(gè)性化信息服務(wù)平臺是建立在語義網(wǎng)技術(shù)之上的，平臺的建立和完善還需要進(jìn)一步完善領(lǐng)域知識本體的構(gòu)建，這是一個(gè)工作量很大也很復(fù)雜的工程。

［1］朱巧明，李培峰，吳嫻，等.中文信息處理技術(shù)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

［2］陳剛.基于Web3.0的數(shù)字圖書館個(gè)性化信息服務(wù)平臺的研究［D］.南京：南京信息工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院，2011.

［3］吳一平.基于 Web3.0思想的圖書館3.0服務(wù)新模式的研究與應(yīng)用［J］.圖書館，2011（1）：90－92.