基于知識(shí)圖譜的館藏?cái)?shù)字資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

趙夕姝

（南京圖書館 江蘇南京 210018）

隨著云計(jì)算和人工智能技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷推廣，人們的生產(chǎn)生活方式得到了極大的改變，與此同時(shí)，圍繞服務(wù)人們生產(chǎn)生活的各類數(shù)據(jù)資源量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，大量數(shù)據(jù)資源得到積累[1]。就圖書館館藏資源而言，也面臨著大量的數(shù)字資源堆積問題，這些數(shù)字資源由于存在數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、物理存儲(chǔ)位置等差異和不同，導(dǎo)致數(shù)字資源間關(guān)聯(lián)性較弱，不利于圖書館館藏資源管理和資源檢索[2]。本文將知識(shí)圖譜引入圖書館館藏?cái)?shù)字資源管理與檢索系統(tǒng)，建立了不同類型、結(jié)構(gòu)數(shù)字資源的關(guān)聯(lián)關(guān)系，理順了數(shù)字資源間的邏輯層次，在方便圖書館館藏?cái)?shù)字資源存儲(chǔ)的同時(shí)，提升了圖書館館藏?cái)?shù)字資源系統(tǒng)檢索能力。

1 知識(shí)圖譜在館藏?cái)?shù)字資源管理中應(yīng)用的意義

當(dāng)前，圖書館館藏?cái)?shù)字資源涵蓋的領(lǐng)域較廣，不僅包括書籍類資源，還包括名家講座、期刊雜志、新媒體等數(shù)字資源，資源類型眾多，資源結(jié)構(gòu)不盡相同[3-4]。因此，對(duì)圖書館館藏?cái)?shù)字資源管理及資源檢索提出挑戰(zhàn)。通過利用知識(shí)圖譜，可以將不同數(shù)字資源知識(shí)單元串聯(lián)起來，形成清晰的知識(shí)脈絡(luò)，有效解決了不同數(shù)字資源的無序化存儲(chǔ)，提高了圖書館用戶資源檢索的精準(zhǔn)性，同時(shí)還滿足了不同用戶的個(gè)性化、多樣化需求。

1.1 提升館藏?cái)?shù)字資源管理能力

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，大量應(yīng)用系統(tǒng)被引入到圖書館領(lǐng)域，在方便圖書館日常管理服務(wù)的同時(shí)，積累了大量數(shù)據(jù)資源[5]。這些資源的存儲(chǔ)方式相對(duì)單一，大量占用了圖書館物理存儲(chǔ)空間，同時(shí)對(duì)圖書館館藏?cái)?shù)字資源檢索效率提升提出挑戰(zhàn)。知識(shí)圖譜打破了數(shù)字資源傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)特征，通過深度挖掘不同數(shù)字資源描述特征信息，建立了數(shù)字資源知識(shí)單元邏輯關(guān)聯(lián)，形成了不同數(shù)字資源清晰的知識(shí)脈絡(luò)。這種知識(shí)脈絡(luò)使數(shù)字資源間聯(lián)系更為緊密，便于圖書館按照相應(yīng)關(guān)聯(lián)管理對(duì)數(shù)字資源進(jìn)行存儲(chǔ)，并且提高了館藏?cái)?shù)字資源的科學(xué)管理能力和水平。

1.2 提升圖書館個(gè)性化知識(shí)服務(wù)水平

隨著用戶多樣化、個(gè)性化需求的日益增多，圖書館在適應(yīng)這一轉(zhuǎn)變的過程中，積累了大量用戶個(gè)性化需求數(shù)據(jù)信息。這些數(shù)據(jù)信息反映了不同用戶的需求習(xí)慣特征，只有深入研究這些特征信息，才能從根本上掌握用戶個(gè)性化需求習(xí)慣[6-8]。知識(shí)圖譜可以從用戶海量需求特征信息中發(fā)掘出用戶的愛好、興趣、主要關(guān)注領(lǐng)域等信息，同時(shí)建立這些特征信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成圖書館用戶信息圖譜[9]。用戶知識(shí)圖譜的建立是圖書館提供個(gè)性化服務(wù)的關(guān)鍵，圖書館通過用戶信息圖譜可以精準(zhǔn)掌握用戶真實(shí)需求，并將相應(yīng)的館藏?cái)?shù)字資源推薦給用戶，在滿足用戶需求的同時(shí)，切實(shí)提升了圖書館個(gè)性化知識(shí)服務(wù)水平。

1.3 提升館藏?cái)?shù)字資源檢索服務(wù)能力

當(dāng)前，人們生產(chǎn)生活節(jié)奏逐漸加快，如何提高用戶獲取資源效率成為圖書館需要研究的重要問題之一。通常，用戶使用圖書館系統(tǒng)獲取檢索資源信息為樹形或者目錄式，包括標(biāo)題、摘要等內(nèi)容，不能體現(xiàn)資源信息間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及關(guān)聯(lián)匹配程度[10]。知識(shí)圖譜可以將圖書館館藏?cái)?shù)字資源按不同主題單元進(jìn)行知識(shí)單元串聯(lián)，所串聯(lián)的知識(shí)單元間內(nèi)在邏輯關(guān)系明顯，圖形化的展現(xiàn)方式使資源脈絡(luò)更為清晰，資源瀏覽更為直觀。也就是說，當(dāng)用戶使用圖書館進(jìn)行資源檢索時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將檢索內(nèi)容以知識(shí)全景圖的方式向用戶進(jìn)行展示，切實(shí)提高了圖書館館藏?cái)?shù)字資源的檢索服務(wù)能力和效率。

2 館藏?cái)?shù)字資源知識(shí)圖譜的構(gòu)成

圖書館館藏?cái)?shù)字資源內(nèi)容豐富、種類較多，通常來講，館藏?cái)?shù)字資源包括用戶信息、圖書文獻(xiàn)資源、學(xué)科知識(shí)信息、資源機(jī)構(gòu)信息、業(yè)務(wù)知識(shí)信息、場(chǎng)景資源等，知識(shí)圖譜可以對(duì)上述數(shù)字資源信息進(jìn)行處理，繪制對(duì)應(yīng)的知識(shí)圖譜，如圖1所示。

圖1 圖書館館藏?cái)?shù)字資源知識(shí)圖譜構(gòu)成圖

2.1 用戶信息圖譜

圖書館是一個(gè)面向大眾的公共服務(wù)場(chǎng)所，用戶對(duì)象數(shù)量龐大，身份層次、工作崗位各不相同，這些用戶可能在某些興趣、愛好、習(xí)慣上相同；每位圖書館用戶都有著屬于自己的工作生活交際圈，這種人與人之間的關(guān)系可以將不同用戶進(jìn)行關(guān)聯(lián)。基于此，以用戶社交關(guān)系和興趣愛好為主題可以建立用戶信息圖譜，直觀系統(tǒng)展示用戶間的關(guān)系特征，提高圖書館對(duì)用戶的深層次認(rèn)知。

2.2 圖書文獻(xiàn)資源圖譜

圖書館館藏圖書文獻(xiàn)資源種類繁多、類型各異，傳統(tǒng)資源存儲(chǔ)方式是建立在領(lǐng)域關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上。也就是說，將同領(lǐng)域的圖書文獻(xiàn)資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)并集中存儲(chǔ)。然而，圖書文獻(xiàn)資源特征信息還有很多，比如關(guān)鍵詞、作者、出版社等。單一關(guān)聯(lián)主題并不能真實(shí)反映圖書文獻(xiàn)資源的關(guān)聯(lián)關(guān)系，只有更多地考慮資源特征信息，才能更加精確地展示資源信息。通過建立圖書文獻(xiàn)關(guān)鍵詞圖譜、作者圖譜、領(lǐng)域圖譜、出版社圖譜，進(jìn)而繪制邏輯清晰的圖書文獻(xiàn)資源圖譜，使圖書館館藏圖書文獻(xiàn)資源系統(tǒng)化、有序化。

2.3 學(xué)科知識(shí)信息圖譜

通常來講，圖書館是一個(gè)綜合性的資源服務(wù)平臺(tái)，這一平臺(tái)數(shù)據(jù)資源豐富，涵蓋了工科、理科、醫(yī)學(xué)、法學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的資源信息。學(xué)科不同，資源信息特征也不同。以學(xué)科特征為主題，建立圖書館學(xué)科知識(shí)信息圖譜，可以幫助圖書館深入系統(tǒng)地挖掘不同學(xué)科的知識(shí)特點(diǎn)，在方便圖書館館藏資源存儲(chǔ)的同時(shí)，為向用戶提供便捷的學(xué)科知識(shí)服務(wù)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)這將在很大程度上提升圖書館特色學(xué)科資源服務(wù)能力和水平。

2.4 資源機(jī)構(gòu)信息圖譜

資源機(jī)構(gòu)是圖書館館藏資源的重要來源，這些機(jī)構(gòu)有些是面向大眾的、具有公益性特征的機(jī)構(gòu)，如城市檔案館等；有些是面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的、經(jīng)營(yíng)性機(jī)構(gòu)，如高校圖書館、科研單位、雜志社等。不同機(jī)構(gòu)資源應(yīng)用也不同，有些側(cè)重于科研研究，有些側(cè)重于理論教學(xué)，還有些側(cè)重于智庫(kù)服務(wù)。資源機(jī)構(gòu)信息圖譜將不同資源機(jī)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使其內(nèi)部資源信息間建立某種關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)不僅包含了機(jī)構(gòu)特征信息，而且還包含了資源需求、使用特征，這將為圖書館開展有針對(duì)性的服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

2.5 業(yè)務(wù)知識(shí)信息圖譜

業(yè)務(wù)知識(shí)能力是圖書館服務(wù)能力和服務(wù)水平的決定因素，只有較高的業(yè)務(wù)知識(shí)能力才能適應(yīng)當(dāng)前用戶多樣化、個(gè)性化的檢索服務(wù)。圖書館業(yè)務(wù)工作主要包括資源信息采編、收錄資源宣傳、信息咨詢、知識(shí)推薦等，每項(xiàng)業(yè)務(wù)工作都需要精深的業(yè)務(wù)知識(shí)來支撐。建立業(yè)務(wù)知識(shí)信息圖譜主要目的是將經(jīng)驗(yàn)化、碎片化的業(yè)務(wù)知識(shí)進(jìn)行整合，形成具有條理性、系統(tǒng)性特征的圖書館業(yè)務(wù)知識(shí)信息，方便業(yè)務(wù)知識(shí)信息的共享，進(jìn)而提升圖書館業(yè)務(wù)工作能力和工作效率。

2.6 場(chǎng)景資源圖譜

場(chǎng)景資源是一種包含圖書館內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、位置信息的資源信息。隨著智能化技術(shù)應(yīng)用的不斷推廣，智慧圖書館成為圖書館未來發(fā)展的方向。在智慧圖書館建設(shè)過程中，場(chǎng)景資源能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供用戶的位置信息、物理狀況等，方便系統(tǒng)及時(shí)捕捉用戶需求變化。場(chǎng)景資源圖譜是將場(chǎng)景概念引入知識(shí)圖譜，細(xì)化圖書館場(chǎng)景信息，辨識(shí)用戶在不同場(chǎng)景下的資源需求，進(jìn)而梳理出與用戶場(chǎng)景信息相匹配的資源需求信息。

3 知識(shí)圖譜在圖書館館藏?cái)?shù)字資源中的應(yīng)用

知識(shí)圖譜是對(duì)圖書館館藏?cái)?shù)字資源的再加工，其在圖書館中的應(yīng)用可以分為知識(shí)提取、知識(shí)表示、知識(shí)聚合和知識(shí)推理這四個(gè)方面。

3.1 圖書館館藏?cái)?shù)字資源的知識(shí)提取

圖書館館藏?cái)?shù)字資源的知識(shí)提取主要包括資源數(shù)據(jù)信息提取、資源關(guān)系特征提取和資源屬性特征提取三個(gè)部分。資源數(shù)據(jù)信息提取主要是提取資源來源機(jī)構(gòu)信息、資源名稱、資源關(guān)鍵詞信息、資源發(fā)布時(shí)間等；資源關(guān)系特征提取主要是提取資源信息間的內(nèi)在關(guān)系、邏輯聯(lián)系，如同一作者發(fā)表的不同文章間的關(guān)系特征，一篇文章中題目名稱、作者、出版社、關(guān)鍵詞等之間的關(guān)系特征；資源屬性特征提取主要是提取資源本身所包含的資源大小、資源類型等信息。這三個(gè)部門不是獨(dú)立存在的，而是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。基于知識(shí)圖譜的圖書館館藏?cái)?shù)字資源是對(duì)不同來源資源、不同結(jié)構(gòu)資源進(jìn)行數(shù)據(jù)特征提取，形成具有特定邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)知識(shí)，并存儲(chǔ)到圖書館知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.2 圖書館館藏?cái)?shù)字資源的知識(shí)表示

數(shù)據(jù)資源的表示方式有多種，通常來講主要包括三元組表示法、分布式表示法和復(fù)雜關(guān)聯(lián)表示法。針對(duì)圖書館館藏?cái)?shù)字資源無序化、離散化特征，本文采用分布式表示法對(duì)圖書館館藏?cái)?shù)字資源進(jìn)行知識(shí)表示。該方法不僅能夠?qū)Y源內(nèi)容進(jìn)行表示，而且可以準(zhǔn)確的將資源內(nèi)在關(guān)系特征進(jìn)行展示，例如可以表示資源作者與用戶、作者與資源、用戶與資源、資源與資源等關(guān)聯(lián)關(guān)系。資源內(nèi)在關(guān)系特征往往不是單一存在的，通常有多個(gè)關(guān)系特征，甚至不同關(guān)系特征存在交叉關(guān)聯(lián)。通過知識(shí)圖譜的知識(shí)表示功能，可以將圖書館館藏?cái)?shù)字資源信息內(nèi)容、內(nèi)在關(guān)系系統(tǒng)清晰地向用戶、管理者展示，方便對(duì)資源有深層次的理解。

3.3 圖書館館藏?cái)?shù)字資源的知識(shí)聚合

知識(shí)聚合是對(duì)知識(shí)提取數(shù)據(jù)信息的再處理。知識(shí)提取后的數(shù)據(jù)信息往往具有多樣性、重復(fù)性特征，知識(shí)聚合可以通過執(zhí)行統(tǒng)一規(guī)范，剔除多樣性、重復(fù)性數(shù)據(jù)信息，并開展資源數(shù)據(jù)對(duì)齊、提取數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系推演等操作，將處理后的提取數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合，形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)體。在知識(shí)聚合過程中，預(yù)處理是關(guān)鍵步驟，它是利用函數(shù)關(guān)系將目標(biāo)數(shù)據(jù)做分塊預(yù)處理，剔除無用、重復(fù)信息。負(fù)載處理是將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算兩者間的相似程度，并建立相應(yīng)鏈接。關(guān)系推演是驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否失真的重要環(huán)節(jié)，推演結(jié)果對(duì)知識(shí)聚合起決定性作用。知識(shí)聚合可以將關(guān)系特征復(fù)雜的圖書館館藏?cái)?shù)字資源進(jìn)行深度聚合處理，從而反映圖書館館藏?cái)?shù)字資源內(nèi)在的關(guān)系特征規(guī)律，為資源更好利用提供重要參考依據(jù)。

3.4 圖書館館藏?cái)?shù)字資源的知識(shí)推理

知識(shí)圖譜的知識(shí)推理過程是潛在關(guān)聯(lián)信息發(fā)掘的過程，圖書館開展知識(shí)推理可以發(fā)掘出館藏?cái)?shù)字資源潛在的關(guān)聯(lián)規(guī)律信息、潛在的知識(shí)點(diǎn)，經(jīng)過該過程所得到的知識(shí)將被作為新的資源信息進(jìn)行存儲(chǔ)。知識(shí)圖譜的知識(shí)推理主要包括了邏輯推理和圖形推理兩種，邏輯推理相對(duì)簡(jiǎn)單，它是在現(xiàn)有資源數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，依據(jù)數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系推導(dǎo)出新的數(shù)據(jù)關(guān)系信息；圖形推理是一個(gè)復(fù)雜過程，它將現(xiàn)有資源數(shù)據(jù)表示為不同的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，通過節(jié)點(diǎn)間路徑推理推導(dǎo)新的數(shù)據(jù)關(guān)系信息。知識(shí)推理是基于知識(shí)圖譜的圖書館館藏?cái)?shù)字資源管理與檢索系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，它可以很大程度上提升圖書館對(duì)用戶需求的精準(zhǔn)掌握，進(jìn)而提升圖書館檢索能力。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文將知識(shí)圖譜應(yīng)用在圖書館館藏?cái)?shù)字資源中，不僅可以建立資源間深層次關(guān)聯(lián)和系統(tǒng)化聯(lián)系，有效提升了圖書館館藏?cái)?shù)字資源管理和檢索能力，而且通過知識(shí)推理可以形成新的知識(shí)點(diǎn)或知識(shí)單元，進(jìn)一步提升館藏?cái)?shù)字資源的內(nèi)在價(jià)值。基于知識(shí)圖譜的圖書館館藏?cái)?shù)字資源管理與檢索系統(tǒng)主要由圖書館館藏?cái)?shù)字資源存儲(chǔ)層、圖書館知識(shí)圖譜層和圖書館用戶交互平臺(tái)層三部分組成，如圖2所示。

圖2 基于知識(shí)圖譜的館藏?cái)?shù)字資源管理系統(tǒng)框架

4.1 圖書館館藏?cái)?shù)字資源存儲(chǔ)層

圖書館館藏?cái)?shù)字資源存儲(chǔ)層是圖書館資源管理與檢索系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該層中存儲(chǔ)了大量的數(shù)字資源，這些資源有的來源于城市檔案館、城市書屋等公益性機(jī)構(gòu)，有些來源于高校圖書館、科研單位、雜志社等經(jīng)營(yíng)性機(jī)構(gòu)，包含了大量子數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)機(jī)構(gòu)資源可能由幾個(gè)子數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。

4.2 圖書館知識(shí)圖譜層

該層是圖書館資源管理和檢索系統(tǒng)的核心層，它可以將圖書館館藏?cái)?shù)字資源存儲(chǔ)層中數(shù)字資源進(jìn)行再加工，以系統(tǒng)化、可視化的形式展示資源間的內(nèi)在邏輯。同時(shí)，該層的知識(shí)推理功能還可以在原有數(shù)字資源的基礎(chǔ)上，推理生成新的數(shù)字資源，以便豐富圖書館館藏?cái)?shù)字資源庫(kù)。

4.3 圖書館用戶交互層

用戶交互層是圖書館獲取用戶需求信息的主要平臺(tái)。該平臺(tái)的主要作用是建立圖書館與用戶的數(shù)據(jù)信息互通。圖書館將在該平臺(tái)獲取的用戶需求信息傳輸至圖書館知識(shí)圖譜層進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)信息圖譜檢索，利用多個(gè)主題知識(shí)圖譜來精確用戶需求內(nèi)容，并在圖書館館藏?cái)?shù)字資源層中檢索初始資源，最終通過交互平臺(tái)向用戶展現(xiàn)檢索結(jié)果。該平臺(tái)功能較多，不僅包括資源檢索，還包括資源收藏、索引、下載等功能，方便圖書館用戶日常使用。