新型LMIS在優化圖書管理服務中的設計及應用

李家璇

（吉林師范大學，吉林四平 136000)

1 引言

隨著社會生產力不斷發展，人們越來越趨向于利用圖書館來提高自己對精神世界的追求。大批讀者進館借閱學習的同時，對圖書館管理信息系統強度的要求也相應提高，嚴重的占座和讀者借閱問題，圖書信息的錄入查詢也日益成為傳統LMIS的顯著弊端之一[1-2]。近年來地理信息系統(Geographic Information System；簡稱GIS)正呈現蓬勃向上的發展趨勢，在處理解決日常問題時的優勢越來越明顯。因此結合GIS技術和互聯網技術對傳統圖書館管理信息系統進行深入研究和更新就變得十分必要。

基于上述問題，本文在Oracle Database的基礎上，以GIS作為前端顯示工具提出可以對用戶登錄模塊、圖書管理模塊和座位預約模塊進行有機結合的圖書館信息綜合管理系統[3]。該系統結合Oracle的數據管理功能和GIS的空間查詢功能，直接對圖書進行初始化信息錄入，海量圖書數據大規模批量管理，大大降低了圖書管理員的工作量和工作難度。此外，系統還可以利用WebGIS信息快速共享的運行模式實現館內座位預約查詢、選座退座等一站式操作，方便廣大讀者在電腦客戶端甚至是移動設備端對館內情況有一個直觀且清晰的了解，并與用戶登錄門禁系統結合，有效緩解了座位資源浪費的現象，營造了一個更為公平舒適的閱讀環境[4]。

2 系統技術特點

在系統為圖書館服務的背景下，每天訪問的用戶數量數以千計。由于理論上任何數據庫都不允許刪除數據，只能由系統管理員對某條記錄進行作廢操作。這就意味著從系統投入使用的第一天開始，數據量將會呈幾何倍數持續增長。傳統的LMIS無論是在磁盤存儲方面還是數據調用方面都不足以勝任目前吉林省圖書館日均人流量的管理工作。而基于Oracle的新型LMIS擁有極其強大的數據壓縮能力，能夠確保節省至少三倍的磁盤存儲空間，從而在對數據進行有效管理的同時大大減少政府的開銷。

Oracle之所以能夠成為復雜運算的首選數據庫，是因為系統在利用一種名為數據高速緩存的存儲機制來實現對數據的高速運算操作的。數據高速緩存與操作系統緩存類似：讀者在LMIS前端界面查詢圖書或座位信息時，數據庫會將使用Select語句讀取到的磁盤內部數據文件存儲到數據高速緩存中，并以數據塊的形式保留到高速緩存消耗完畢后才會釋放存儲空間。而這期間當下一位讀者再次從數據庫查詢相同的信息時，就不需要重新讀取內部磁盤數據，而是從高速緩存中直接調用，從而提高數據庫的訪問速度。這對于每天成千上萬名用戶訪問的新型LMIS具有至關重要的意義，可以極大程度上緩解圖書館大流量對數據庫產生的壓力。

傳統LMIS在日常使用中被不合法地使用導致系統宕機的情況在所難免，例如服務器磁盤老化、人為操作不當、非授權數據庫存取等，進而造成的數據丟失基本上是無法挽回的。因其采用C/S(Client/Server-客戶端/服務器）結構，這就意味著不僅需要承載數據的服務器體量會越來越大，能夠隨時隨地讓用戶訪問數據庫這一需求更不可能在需要使用物理硬件支撐的客戶端當中完成；除此之外，傳統LMIS也無法滿足當前國際互聯網開放、萬物互聯與信息共享的新需求。但隨著近些年來Internet和WWW(World Wide Web)的飛速發展，催生了一個采用三層結構的新軟件系統構建技術——B/S(Browser/Server)結構。這項新技術的誕生大大提升了傳統LIMS在數據共享、動態監控以及移動設備客戶端實時預覽方面的能力，與Oracle數據庫視圖更新準則（相應視圖中的數據會隨著表中數據的變化而變化）相結合，使得廣大讀者可以打破時間地點的限制，更方便更高效地查詢到圖書館中各項信息的變化情況[5]。

圖1 Oracle數據庫并行修改流程

圖2 三層B/S結構體系

3 系統結構及模塊功能設計

新型LMIS主體的設計方向是要將地理信息系統強大的空間分析能力與后臺Oracle數據庫相結合，通過B/S架構服務器與客戶端的實時信息傳輸功能，完美實現以下模塊的全部功能[6-8]。

3.1 用戶管理模塊

登錄系統的角色身份共分為三種：系統管理員、圖書管理員和讀者。

系統管理員的主要職能是數據的備份與恢復、記錄的作廢以及賦予新用戶權限。系統管理員具有LMIS中的一切權限，便于對LIMIS龐大的數據庫進行底層邏輯管理以及預防宕機風險的數據備份；當LMIS出現新用戶時，系統管理員可以根據其是圖書館新入職員工還是普通讀者進行身份以及權限的賦予；并且當館內藏書遺失或讀者借還操作完成后，系統管理員可以進行圖書信息或者用戶借還記錄的作廢操作，保證圖書管理員在查找時不會被無效信息降低工作效率。

圖書管理員的權限主要為增加、修改和查詢三項。此類身份的用戶可以訪問Oracle數據庫中存儲的各項圖書數據。當館內新增藏書時，圖書管理員需要將圖書信息進行人工分類及錄入并上傳至云端服務器，系統管理員根據圖書信息的變動再對數據庫進行一系列修改與備份；當藏書由一種類別的書架轉移到另一種類別的書架時，圖書管理員需要將圖書信息與書架信息相結合并在LMIS中進行修改，從而可以使讀者和其他圖書管理員快速直觀地了解到信息的更新。

讀者身份是所有用戶中訪問權限最低的，分別為登錄、預約、查詢、借還。當讀者計劃去圖書館進行借閱學習時，可以訪問基于B/S架構的圖書館官方網站，將姓名、身份證號、電話號碼和密碼等可以證明本人身份的信息輸入登錄頁面，系統會自動查詢該用戶是否為新用戶。如果新用戶身份屬實，則會直接將用戶信息通過云端發送給系統管理員并為其賦予新用戶身份及相應訪問權限。若非新用戶則直接核實登錄信息并跳轉至圖書館座位預約模塊與圖書借還模塊。

3.2 圖書管理與查詢模塊

1)圖書管理模塊：在新型LMIS中，最重要的數據便是圖書與書架的各項信息。為了能與GIS高效結合，在圖書管理員分類并錄入信息時，需要將其分為圖書屬性信息和書架空間信息。圖書屬性可以由類別、ID與條碼組成一串只有LMIS數據庫才可以識別的字符代碼，并與該圖書的名稱字段相融合。而書架空間信息則可以分為房間號、位置以及長寬高。這些信息的記錄可以讓書籍管理員在整理新進書籍時，由信息系統依據書籍厚度和書柜長寬高等物理信息，自動生成各層書柜可放置的書籍總量，降低書籍管理員工作量的同時，也大大提高了工作效率。

2)圖書查詢模塊：當圖書屬性信息與書架空間信息錄入進新型LMIS中后，用戶查詢圖書的位置和借還狀態就會變得更加方便快捷。進入系統前端頁面后可以先通過輸入書名或作者等書籍屬性信息來查詢該圖書是否已經借出，如已借出則輸出圖書未在館內的結果，并根據圖書的主要內容或該用戶基于大數據調查出的借閱偏好，來推薦一些適配結果。如未借出則直接調用上次該圖書最后更新的位置信息并以3D電子地圖的方式顯示給讀者。與移動端導航軟件集成更是可以實現精確到館內樓層以及房間信息的實時導航，大大優化了用戶的查找操作。

3.3 座位預約與圖書借還模塊

1)座位預約模塊：當讀者計劃去圖書館借閱學習的時候，可以通過基于B/S架構的新型LMIS，訪問Browser的云端數據來對圖書館的座位信息和圖書借還狀態進行實時查看。讀者在按照網頁的提示進行選座操作后，各座位的使用狀況就會從空閑狀態變成預約狀態，并顯示最晚到館的倒計時。倒計時結束前如果讀者身份信息在門禁系統中出現，將會自動從預約狀態轉換為使用狀態；而如果在倒計時結束后5分鐘讀者還未進館，系統將自動在該讀者身份下增加一條違規記錄并釋放該座位供其他讀者選擇。違規記錄滿三條后，系統將執行對該用戶為期五天的禁止座位預約的處罰。

圖3 預約流程圖

2)圖書借還模塊：登錄讀者身份后，在允許的條件下，系統管理員將根據讀者的各項借還信用來設定最大圖書借閱數量以及借閱時長。在讀者綁定自己的移動設備以及身份信息后，云端數據庫將自動與用戶移動端的各項設備進行互聯，例如：與日歷備忘錄等組件的集成互聯，系統將自動在還書當天創建待辦事項并以手機橫幅通知的形式提醒讀者；與通信運營商互聯，系統將在歸還圖書期限三天前通過運營商發送短信的方式提醒讀者，并附帶應還的所有圖書名稱，借前在書架中的位置信息與圖書館的所在地址，以便讀者一次性方便快捷地完成圖書借還操作。而對于逾期歸還圖書的用戶，系統管理員將為所有讀者用戶設置違規次數記錄功能。逾期滿三次的用戶將承擔為期一個月的禁止借閱處罰結果，并繳納一定數額的圖書管理費用。對于借還信用記錄良好的讀者用戶，可以通過移動客戶端或Browser云端數據庫訪問LMIS并申請適當延長續借時間，或逾期后的三天內歸還圖書可不受到相關處罰等。

4 GIS在圖書管理工作中的應用

4.1 Oracle與Arc SDE

在ArcGIS中的空間/位置數據庫系統中，所有個人和文件地理數據庫系統均是單機或單用戶。但由于新型LMIS是標準的關系型數據庫，通過C/S或B/S架構來實現多用戶同時操作。基于Oracle本體為DBMS并非數據庫，不能對企業級地理數據庫進行直接管理的客觀事實，引入Arc SDE(Spatial Database Engine)與Oracle Spatial功能。空間數據在關系型數據庫中的存儲問題本質上是對空間數據的組織與解釋。Oracle Spatial是對關系型的擴展，將地理對象作為一個字段，存儲類型為geometry。空間中的矢量分為點、線、面、多線多面等基本的一些類型。將這些類型對應的數據轉換為字符串，寫入數據庫的一個字段中。例如：一個點數據就是一個字符串(3，700，800)。這個3就表示這是一個點，700，800則是實際的坐標。同時空間數據庫還會提供一個底層支持，負責對其做出解釋并給用戶提供一個api，例如存儲過程和函數。當有需要的時候，則采用SQL語錄從表中將數據取出來，數據庫提供的api負責做出解釋和計算，而Arc SDE扮演的角色就是不斷地對數據庫進行存取。

圖4 系統模塊設計圖

4.2 信息變化監測與模擬預測分析

GIS系統不但能對空間數據實施統一管理，同時還能對館內的建設規模、政府機關設置、設備狀況、館藏情況和圖書資料流通狀況等信息進行數據分析，并通過數據分析結果對未來發展形勢和資源格局的調整做出了模擬和預測。利用空間數據挖掘獲得了最新的信息趨勢與模式[9]。

4.3 3D可視化客戶端顯示

3D可視化前端可由菜單和GIS地圖兩個部分構成。用戶可以從互聯網瀏覽可視化后的電子圖書館，在檢索界面中可選擇為菜單或GIS電子地圖。

1)菜單

通過輸入檢索條件，即屬性信息，可實現名稱檢索、模糊搜索和復合條件檢索；服務器通過與屬性數據庫的交換和多層過濾進行搜索對象；將搜索完成后的對象在網頁上的GIS圖中加以顯示。

2)GIS電子地圖

系統分層式展示圖書館的空間布置圖，讀者可以打開或瀏覽任一圖層；用戶在瀏覽器的電子地圖上選定目標；由服務器從空間屬性信息庫中獲取相關信息，并產生動態顯示的消息結果。

5 結束語

當前社會背景下的圖書館信息系統主要的發展方面是空間化、可視化。采用GIS的圖書信息管理系統研發正是在這方面的初步嘗試，它大大變革了館區原有的管理方法，將信息系統從時間關系數據庫領域進入空間數據庫系統領域，既保持了MIS管理系統的優勢，還把整體書庫信息模擬到了信息可視化的系統環境當中，并具備了強有力的數據分析處理能力。隨著GIS與三維、虛擬現實等技術的融合，系統功能將更加的充實和完善，這將極大地改善讀者與系統的信息交流環境，同時更便于圖書館的管理工作。所以，在GIS技術下開展的圖書館空間信息管理系統研究將為我國目前圖書館實現科學的、動態的空間管理提供可靠的系統規劃。

館內空間數據庫的建設和維護是該系統研究實現的重難點。地理空間數據可以采用對圖紙掃描等數字化轉化方式來實現如建筑圖、布局圖等信息的錄入；也可以利用實地繪圖的方式，利用程序和設備采集目標實際確切位置，以保證館內地域形狀的準確性。對于文獻數據資料空間數據信息，也可以利用直接錄入其所在的地域位置信息或直接輸入代碼來添加、調整或撤銷，以便于及時地維護與管理。另外，在系統開發時，除了完成控件顯示、空間操作等功能之外，還應著力于解決各種應用分析模型的研究和構建等問題，如利用馬爾科夫鏈構造分析預測模型、優化建模和比較模擬等對我國未來的圖書信息管理工作將會起到一定程度上的參考作用。