地理信息系統在公共圖書館的應用研究*

朱純琳

（南京圖書館　江蘇　南京　210002）

地理信息系統在公共圖書館的應用研究*

朱純琳

（南京圖書館江蘇南京210002）

地理信息系統已經被用于研究圖書館服務領域，如規劃圖書館服務，管理圖書館信息服務，幫助讀者查找圖書館及其數字化服務。移動搜索法技術用來研究定制的應用工具及公共圖書館設施的地理信息系統軟件包開發。地理信息系統可以在公共圖書館的數字化服務和個性化服務方面得到廣泛的應用，有助于為沒有獲得相關技術的人群提供一系列的數字化服務。

地理信息系統移動搜索法公共圖書館

在2011年歐洲大會上，圖書館在數字化轉變中的作用得到了廣泛關注，威爾士圖書館指出，通過提高數字參與水平，圖書館使用策略來發揮其潛在的數字服務，可以幫助政府實現數字化目標［1］。圖書館在填補信息與通訊技術交流的空白方面具有挖掘潛力。本研究通過網絡無障礙模型的研究，旨在說明地理信息系統（Geographical Information Systems，簡稱GIS）能夠用于研究公共圖書館中數字資源與人口需求之間的變化，而公共圖書館提供的免費上網及培訓支持為個人提供了體驗這種技術優勢的機會。隨著地理信息系統在科研中的廣泛應用， 越來越多的圖書館研究人員嘗試把其作為研究的輔助工具。地理信息系統可以在圖書館中作為調查空間局限性的方法被使用，如調查圖書館提供服務中距離因素的作用。

1　應用內容

1.1利用地理信息系統查找圖書館及其數字化服務

近年來，以計算機技術、數據庫技術和地圖的可視化以及空間分析為基礎的地理信息系統技術在全球得到了空前的發展。因其較強的技術優勢，國內外圖書館將能否提供地理信息管理和服務視為衡量發展前景好壞的一個重要標志。因此，地理信息系統將作為國內外圖書館整體服務計劃中必不可少的有機組成部分。由于地理信息系統對于政府信息管理具有一定的優越性，人們看到了其廣泛的應用前景， 尤其是它在圖書館運作中存在的潛力。在地理信息系統眾多的應用前景中，公共圖書館提供的基于地理信息系統的數字化服務倍受人們的青睞。2010年，英國威爾士政府在320家公共圖書館中安排了2 600臺電腦用于公眾免費上網［2］。同時，公共圖書館提供了一系列數字化文獻設施服務的規定，包括個人訪問圖書館公共電腦的數字化文獻，使用ICT（Information and Communication Technology，信息和通訊技術）設施提供免費技術支持，自由訪問互聯網和計算機設施以及筆記本電腦的無線接入，一些公共圖書館還提供方便殘疾人使用的信息通訊技術。一方面，通過使用地理信息系統，公共圖書館將搜集到的信息用數字化的方式組織起來，為讀者提供查閱和檢索，極大地方便了人們的閱讀及圖書館自身的信息管理。另一方面，地理信息系統的使用也在查找圖書館位置上發揮了很大的作用。有研究表明，網絡模型可以提高通過地理信息系統尋找到圖書館的精密度，這種方法是用潛在的路線和傳播時間計算地理可達性來取代單純測量直線的距離的方法［3］，從而實現圖書館的定位。大多數商業地理信息系統軟件都包含網絡功能，因此，公眾可以通過詳細的道路和公共交通地理信息數據，更容易地獲得出發地和目的地的位置。然而，目前很少有調查探索和使用這種網絡模型方法研究、訪問處于不同地理位置的各種類型圖書館及其數字服務。本研究將試圖探討利用具有空間可訪問性的地理信息系統，來提供查找圖書館及其數字化文獻信息資源和設施的服務。

1.2利用地理信息系統規劃圖書館服務

在圖書館建設的規劃過程中，使用地理信息系統的好處之一是可以制作地圖，用以可視化服務，或者方便當地社區重新配置服務區。影響公共圖書館的建設位置的因素有很多，其中最重要的一個因素就是距離。使用地理信息系統可以綜合讀者的不同需求，并在滿足讀者需求的前提下選出圖書館到讀者需求點之間最短的平均距離［4］，從而在一定范圍內確定公共圖書館的選址。一座豪華壯觀的圖書館，即便館藏資源豐富，如果建立在偏遠的城市非中心區，讀者的閱讀雖然不會受到周邊環境的影響，但其每次到館都舟車勞頓，那么圖書館奉行的定律之一“節約讀者的時間”也就失去了意義［5］。從這點也可以看出地理信息系統在圖書館建設選址方面的重要性。另外，地理信息系統還可以提供許多個人和家庭使用社會服務方面的數據，如借款人的居住地址、郵政編碼等，這些也有助于研究圖書館辦證讀者分布空間模式，從而使圖書館設施規劃更合理。有研究表明，透過地理信息系統，可以探究圖書館與不同人群的需求方面的情況，如人口總數或各個文化階層人口總計［6］。Cole研究團隊利用重力模型，通過計算具有圖書館屬性的設施和采用距離衰減參數，將測量的距離設置為可用數據最小普查區的中心（例如，某區域有1 981個人口基數）和最大距離半徑在約2公里的范圍。將這些測量結果進行總結就可以發現，所有圖書館都可以用它來比較不同地方人口的分布規劃，以及發現它在更換和關閉生產設施中的潛在影響［7］。最近，Cole研究團隊使用這些數據源和有關道路網絡的詳細數據檢查發現，如果距離衰減效應對于圖書館用戶和他們的特點（如讀者的性別、年齡、民族和家庭）是可以復制的話，那么，使用地理信息系統同樣可以輔助分析中小學生的衛生保健。正如Park所說，知道家的位置和圖書館用戶的特點以及訪問圖書館的原因，可以幫助規劃者和決策者決定在哪里可以找到一個新的圖書館，它可以提供什么服務項目，以及圖書館的開放時間是如何規定的［8］。地理信息系統有這方面的潛力，尤其是圖書館用戶日常出行活動的數據，可以用來了解人們如何在多目的地旅行中訪問圖書館服務，這些數據能夠預估人們在旅行中訪問圖書館所用時間的相對重要性。然而，目前地理信息系統中時間和空間庫使用模式的研究仍處于起步階段，還需要進一步研究來檢驗。

1.3利用地理信息系統管理圖書館信息服務

眾所周知，隨著信息社會的發展，圖書館的內部建筑結構也非常復雜，信息資源的分布更是縱橫交錯。更重要的是，圖書館是一個信息不斷變化的動態系統，所以對于讀者來說，信息檢索和文獻獲取的效率是最重要的。作為信息資源收藏的實體，圖書館各樓層、各部門的結構也不盡相同，而館內收藏的紛繁復雜的信息資源也各有其特性。由于圖書館資源的動態特性，圖書館每一次的資源調度都會導致信息管理和資源獲取的不便利。然而，使用地理信息系統的圖書館空間信息管理系統，可以很好地實現所有與空間位置有關的信息資源和設施的信息管理。對于讀者和管理者而言，也能很好地達到可視化的效果和服務。另外，地理信息系統的使用還可以幫助讀者進行信息資料的空間位置查詢，并提供定位信息或者導航信息。不僅如此，讀者在用戶界面就可以檢索到有效的信息資源。隨著出版信息數量的劇增以及信息技術的發展，在圖書館的信息管理中引入地理信息系統技術，將極大地提高圖書館信息管理的效率，也將極大地改善讀者檢索信息以及閱讀的現狀。

2　關鍵技術的應用領域

2.1兩步移動搜索法在圖書館數字服務中的應用原理

早期的移動搜索法是一種擴展的引力模型輔助措施，能夠彌補許多傳統措施的不足。但是，早期的移動搜索法考慮了供給與需求可以跨越行政邊界的潛在相互作用，但又假設了搜索域內的服務對域內所有需求者是可用的。對于圖書館服務來說，很可能搜索域內的圖書館和讀者的距離超過了讀者方便到達圖書館的極限距離；另外，搜索區域內的圖書館可能并不完全服務于它所在區域的讀者，也可能向鄰近區域的讀者服務。為了克服上述方法的缺點，兩步移動搜索法被提出來。

以兩步移動搜索法應用于圖書館數字服務為例，第一步，以圖書館位置為中心，以讀者來源位置（如在30分鐘內可到達圖書館的區域）為半徑，建立搜索域；計算搜索域內的圖書館的服務流量（如圖書數量，電腦終端機，圖書館工作人員）和預計讀者數量的比例。第二步，以讀者位置（普查單元的中心）為中心，以讀者出行的極限距離（如在30分鐘內可到達圖書館）為半徑，建立搜索域。在搜索域內，計算讀者總數以及其可使用的圖書館服務流量的比例。采用兩步移動搜索法的方式，最終可以實現圖書館的服務性和讀者的可選擇性之間的平衡，克服了早期的移動搜索法的缺點，使圖書館服務的可達性更高。

2.2兩步移動搜索法在圖書館數字服務中的應用方法

對威爾士所有公共圖書館的分析（見圖1），說明了移動搜索法工具在一個地方區域的應用。一種增強的兩步移動搜索法分析被應用于人口輸出區（OA）的加權數據庫和數據庫供應點，包括相關的屬性數據，如一周某幾天圖書館的開放時間等。在未來，這些方法可能被用于研究有關圖書館的一些問題，如分析那些只在周末或者晚上開放的圖書館。目前，圖書館在整合數字服務方面的數據分析一直沒有整理出來。如果這些數據可用，那些其他類型圖書館的屬性則可以很容易地被納入分析。需求參數也可以在這些模型中被采用，如讀者的年齡、職業、教育程度、收入水平等可能影響數字服務的因素。隨著越來越多讀者開始使用圖書館的數據，可以考慮對特定的讀者人群進行調查，使其發現圖書館服務的優越性，這樣讀者也會更多地依賴圖書館服務。這些模型已經在使用Visual Studio 2010和使用ArcGISTM10軟件包開發兩步移動搜索法工具中實現。

圖1　威爾士公共圖書館位置分布（2011 年）

2.3兩步移動搜索法在圖書館數字服務中的應用結果

Cardiff大學是以地理位置為依據而進行的讀者普查（人口加權中心見圖2）。雖然研究者已經編寫了能夠允許他們計算的附加程序，但是移動搜索法目前仍然沒有被納入到商用地理信息系統。為了更好地闡明移動搜索法，使公共圖書館的服務范圍惠及到絕大多數人，在本研究中，一種預定的VB.NET/ArcObjects應用程序已經在ArcGISTM中被制作出來。這種程序提供了一種便捷的用戶操作界面，它可以在兩步移動搜索法中使用，將輸入的參數以及輸出的儲存位置具體化。VB.NET/ArcObjects應用程序的使用證明，用戶無需專業知識也可以進行所有必要的網絡數據分析。

圖2　Cardiff地區公共圖書館以及相鄰的管理部門

本研究以Cardiff地區公共圖書館為例來分析：在整個城市中每個輸出的圖書館地址在兩步移動搜索法的得分是變化的（見圖3）。在這個過程中，總讀者數被用作需求參數，地形調查的ITN（Independent Television News）數據設置用來計算讀者與公共圖書館的距離，而供應參數則是公共圖書館的實際位置。Cole設定的2km在這里被假定為讀者到達距離最遠的圖書館的臨界值。在用戶界面對話框中，通過選擇不同的時間域值，可以直接改變距離參數。這樣可以變化的參數設置展示了該應用程序可以很好地應用于不同的分析當中?；赩B.NET/ArcObjects應用程序的兩步移動搜索法實現了Cardiff地區公共圖書館的服務性和讀者的可選擇性之間的平衡，提高了Cardiff地區公共圖書館服務的可達性。

圖3　Cardiff地區公共圖書館的兩步移動搜索法分數的變化

3　地理信息系統在公共圖書館服務多樣性方面的應用

3.1在數字化服務方面

對于公共圖書館的數字化服務來說，地理信息系統的應用是多方面的。從圖書館的管理角度而言，圖書館在日常的數字化維護和管理上使用地理信息系統技術可以提高管理效率，從而提供更好的數字化服務。利用地理信息系統可視化、網絡化、智能化的特點，在圖書館建設中引入地理信息系統技術，可以使圖書館實現可視化環境下的信息管理、信息查詢與定位分析，為讀者及圖書館工作人員提供明確的信息地理位置和空間分布狀況及其規律，從不同層次、不同角度全方位地揭示圖書館的信息。而從讀者的角度而言，其可直接在空間數據庫或屬性庫中檢索、查詢所需的有關信息，如圖書資料、館舍情況、部門設置等信息；也可進行空間數據與屬性數據的雙向查詢，如根據圖書資料的相關信息查詢對應的樓層、科室及書架等具體的地理位置，還可在平面圖上點擊感興趣的區域進行圖書資料的漫游查詢，以獲得圖書資料的相關信息。

3.2在個性化服務方面

當前圖書館數字化服務的水平可以從當地的環境、廣泛的就業機會、公司啟動、技能水平等各個層面進行評估。但是公共圖書館的個性化服務還要從能夠服務于潛在讀者的不同需求方面去進行發展。這其中，圖書館地理上的可訪問性就是很重要的一個因素。Palmer強調交通工具對于公共圖書館服務使用程度的重要性，尤其是對于老年群體來說。因此，基于地理信息系統技術的圖書館使用的可行性分析是必不可少的。可行性分析應該包括公共交通工具的可用性與使用頻率［9］。還有，描述圖書館開放時間的數據，以及個體用戶在時間與空間上使用圖書館服務的數據應該也被包括在可行性研究中［10］。Kinikin建議：“了解圖書使用者的地址和特點以及他們訪問圖書館的理由，可以為規劃人員決定在哪里去建立圖書館，選擇何種資源，提供什么樣的服務以及圖書館開放的時間提供依據?！保?1］例如，在比利時根特市對其公共圖書館使用性的研究中，上述改進的方法能夠對圖書館數字化服務水平低的地區進行詳細的分析，為那些具有潛在需求的、生活在農村地區的、具有低水平公共交通的群體提供利用圖書館的可行性。這些數據（包含了使用的差異性和非數字服務點圖書館空間格局的關聯性）可以與地圖聯合使用，以便及時提供數字建模的進展情況。而且，這些地圖還關系到策劃圖書館數字服務條款中用戶的切身利益，利用它也可以去追蹤那些突出強調國家文化政策的影響。由此可見，地理信息系統技術的使用可以提高公共圖書館的可使用性，為圖書館的潛在使用者提供更好的個性化服務。

4　結　語

28年前的一些研究稱，地理學家幾乎很少對公共圖書館的地理位置或者類似機構的分布影響進行分析。在大都市中這些圖書館的使用由于距離而受到限制，并且與特殊群體有關。數字技術與有潛力的公共圖書館相結合能夠促進這個領域的完善，一些研究已經開始探究地域因素對圖書館利用的重要性。政策已經關注到圖書館在提供設施來推進數字文化的發展中的重要作用。同時，公共圖書館面臨支出的問題，需要通過促進數字服務來支持和推動用戶的數字化素養，而圖書館提供免費寬帶使用會加快數字服務的實現。此外，公共圖書館在提供計算機網絡服務接入、提供技術和用戶培養方面也發揮著重要作用。因此，一些機構建議將圖書館定位成社區的固定體系，來為公眾提供一個獲得數字化文獻資源幫助及電子政務服務的平臺。在蘇格蘭約有40%的16～24歲青年使用圖書館電腦及網絡，而免費上網時間也以每年25%的速度遞增［12］。本研究議題的意義在于幫助圖書館進行角色定位，以及如何為那些沒有獲得這些技術的人群提供一系列的數字服務。

［1］European Commission. European Congress on E-Inclusion Transforming Access to Digital Europe in Public Libraries' （ECEI11）， 6-7 September 2011， Brussels［EB/OL］.［2014-12-25］. http：//ec.europa.eu/ information_society/newsroom/cf/itemdetail. cfm？item_id=7264&utm_campaign=isp&ut m_medium= rss&utm_source=newsroom&utm_content=tpa-9.

［2］Welsh Government. Heritage Minister Welcomes CIPFA Library Statistics［EB/OL］. ［2014-12-25］.http：//wales.gov.uk/ newsroom/ cultureandsport/2011/111111librarystatistics/？lang=en.

［3］Boscoe F P， Henry K A， Zdeb M S. A Nationwide Comparison of Driving Distance Versus Straight-Line Distance to Hospitals［J］. The Professional Geographer， 2012，64（20）：188-196.

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Research on Public Library Using Geographic Information Systems

Geographic Information Systems（GIS） have been used to study library services such as library service planning， library information service management， and helping readers to find the library and its digitization services. Floating Catchment Area techniques are used to study commercial GIS software packages to develop customized applications tools and the public library facilities. GIS could be widely used in digital services and personalized services in the public library， which help to provide digital services to those people lacking professional techniques.

Geographic Information Systems； Floating Catchment Area； Public Library

G258.2

A

*本文系江蘇省圖書館學會2014年度學術研究課題“圖書館為科技創新服務”的研究成果之一，項目編號：14YB13。

朱純琳男，1981年生，碩士研究生，現工作于南京圖書館，館員，研究方向為讀者服務與參考咨詢。

2015-03-04 ］