我國智慧圖書館體系下的知識資源建設：內涵、路徑和策略分析

周笑盈（國家圖書館）

在智慧圖書館的運行和發展過程中，知識資源是智慧圖書館建設的基礎，具有數字化、網絡化、智能化、多維融合、泛在互聯、情境感知、高效協同、精準增值、以人為本等特點。隨著智慧圖書館時代的到來，知識資源的闡釋與挖掘面臨著新的課題。

從整體看，智慧圖書館具有場所泛在化、空間虛擬化、手段智能化、內容知識化、體驗滿意化等特點。本文基于全國智慧圖書館體系的視角探究知識資源建設的內涵與要素，提出以解構抽取、融合重構、人文呈現為主線的知識資源建設方法論模型，從數據層、組織層和消費層探索全國智慧圖書館體系下知識資源的建設策略。

1 智慧圖書館相關研究

1.1 智慧圖書館理論研究

關于智慧圖書館的理論研究，一般從新基建、數字孿生、全程智能、用戶體驗、數據驅動、泛在網絡環境、協同理論、信息生態理論等視角論述。智慧圖書館的定義主要從哲學、技術、服務、空間、學科五個角度展開。劉煒等提出了智慧圖書館是“無人+ 自助+自動感知+精準高質量”的科技型圖書館［1］，唐燕等認為智慧圖書館是“數字人文咨詢+ 數據管理+ 社交協作+ 創意制作+ 勞動力孵化+ 數字人文素養培養”的綜合服務體［2］。關于智慧圖書館的構成要素，有學者認為是“人+物”［3］，有學者認為是“技術+資源+服務+館員+用戶”的協同體［4］。可見，智慧圖書館的關注熱點在宏觀層面表現為戰略規劃與體系管理，在微觀層面表現為知識服務、用戶服務與技術應用。

1.2 智慧圖書館技術應用研究

智慧圖書館技術應用研究主要從技術發展趨勢和建設項目探索兩個方面展開。相關技術包括：3R（AR、VR、MR）技術、標識技術、協同計算技術、模擬仿真技術、深度學習技術、神經網絡、人臉識別、深度學習、RFID、微服務平臺建設、人工智能、數據挖掘、區塊鏈等。建設內容涉及：用戶場景庫、用戶畫像庫、知識資源庫，主要目標是為讀者提供無感借閱、直播互動、智慧場館、精準推送、智慧書房等服務。吳丹等認為，智慧圖書館服務有數據來源更加廣泛、數據融合更加全面、服務更加精準化、更加注重數據隱私和安全等 4 個發展趨勢［5］。

1.3 智慧圖書館的實踐探索

國家圖書館“十四五”發展規劃提出建設“全國智慧圖書館體系”［6］，將總體架構歸納為“1+3+N”：“1”指智慧圖書館的云基礎設施，“3”指搭載于其上的全國智慧圖書館管理系統、全網知識內容集成倉儲和多維融合知識服務平臺，“N”指在全國各級圖書館及其基層服務點普遍建立線下智慧服務空間。我國圖書館中已有應用現代信息技術積極推動資源、服務、設施、管理等領域轉型創新的案例，為智能技術在圖書館的一些業務環節、服務領域的落地應用提供解決方案。如：在大數據領域，上海交通大學建設了覆蓋圖書館主要業務的一站式統計平臺；在人工智能領域，武漢大學圖書館建設了“百度大腦”應用；在物聯網領域，深圳圖書館支持圖書智能盤點、定位、防盜及街區自助圖書館；在情境感知領域，國家圖書館、福州圖書館、上海交通大學圖書館建設了 VR、AR 閱讀體驗區［7］。

2 知識資源建設內涵與要素

伴隨知識化處理技術的提升與圖書館用戶服務水平的發展，下一代智慧圖書館的知識資源建設將充分融合圖書館的資源數據、用戶數據、機構數據和空間數據，利用智能標引、文本挖掘、多源異構融合、泛在互聯、量化分析、多維可視化展示等技術，促進細顆粒度資源挖掘、跨領域數據關聯、多維度計量分析和可視化故事表達，實現科學性數據決策、場景化閱讀感知和交互式知識發現，進而促進知識資源的智慧流轉和知識服務的價值再造。智慧圖書館知識資源建設涉及的要素很多，本文從數據要素、技術要素、場景要素和功能要素四個維度入手進行分析。其中，數據要素是基礎，技術要素是關鍵，場景要素是目標，功能要素是價值體現。

2.1 數據要素

知識資源建設的基礎是圖書館豐富的數據要素。圖書館是資源的集散地，長期致力于資源采集加工、知識組織和傳播傳承，傳統圖書館的數據通常包括資源數據、用戶數據和機構數據，這些數據廣泛存在于管理系統中。資源數據規模大，具有跨領域、多種類、來源不同、粒度不一、格式迥異、缺乏關聯的特點，跨機構的共建與資源共享為知識資源建設奠定了一定的數據基礎。智慧圖書館語境下知識資源的數據要素應從全方位、立體化、資產化的角度考慮建設綜合性的數據生態，在傳統的以文獻為基礎的對象數據和元數據建設的基礎上，還應新增本體數據、三維立體資源和數據集資源。用戶數據不僅包括用戶的基本信息數據，還應增加用戶行為數據、行業監測數據。機構數據在充分梳理各成員機構的管理數據和服務數據的基礎上，應向時空角度延伸，新增空間數據和業務流程數據。

2.2 技術要素

知識資源建設的條件是可被廣泛應用的新型智能技術，如智能標引、文本挖掘、量化分析、關聯數據、知識圖譜和區塊鏈等技術，它們為知識資源建設提供了路徑和解決方案。如：利用本體技術從高層視角實現對隱性知識的顯性表示，將異構資源納入統一的知識模型中；利用知識圖譜技術建立抽象的知識共享模型，達到統一的知識建模和知識表示，進而提供語義分析和個性化的知識發現服務。

2.3 場景要素

智慧圖書館背景下的知識資源服務場景可總結為空間體驗服務、泛在閱讀服務、情境閱讀服務、虛擬參考咨詢服務、虛擬在線教育服務、用戶互動與反饋服務。從總體來看，知識服務是知識資源建設的根本目標，智慧圖書館的建設應該更好地整合、組織和定位資源，以幫助用戶更容易、更快速、更高效地利用圖書館的資源，支持用戶自主知識發現。如：為研究者提供大數據分析工具和語義檢索、關系發現、自主專題生成等個性化的知識定制服務，幫助用戶自主知識發現；通過智慧服務設備和智慧服務空間（如RFID、智能書架、智能門禁與人臉識別、智能展覽、智能監控、智能機器人等）實現智慧服務場景的嵌入與融合；基于已有平臺優勢為用戶提供增值服務，包括用戶的個人活動管理、用戶評價、閱讀報告、學科分析、自動查新與科技報告等。

2.4 功能要素

知識資源建設的價值是依靠功能要素實現的，傳統圖書館的功能包括社會記憶功能、知識管理功能、文化教育功能和文明傳承與發展功能。智慧圖書館在新時代也承擔了新的智慧服務理念和價值觀，強調在具體的服務過程中，全面捕捉、記錄和分析讀者行為和偏好，從而融通資源優勢，建立多維的服務體系和形式，其目標是促進資源挖掘從“事實—信息—智力—知識—智慧”的功能進階（見圖1）。

圖1 知識獲取模型框架

3 知識資源建設的方法論模型

根據數據生命周期和圖書館資源開發利用的基本模式及其理論基礎，結合智慧圖書館數據類型和特點，本研究構建了“解構抽取—融合重構—人文呈現”的知識資源建設方法論模型（見圖 2）。

圖2 知識資源建設方法論模型

3.1 解構抽取：澄顯細顆粒度知識單元

傳統的書目著錄往往以資源種類或篇章作為最小單元，無法充分揭示資源內容特征和發揮文獻整合利用的功能，在知識元、關聯數據等概念提出后，傳統的文獻著錄單元讓位于知識單元。

知識資源的聚合是解構抽取的基礎，即通過文獻整合、聯盟性整合及跨學科互操作等方式建立大型的知識庫群，匯聚海量網絡信息資源、各類數字文獻資源和特色館藏自建資源，將資源的聚合視角從傳統的載體形式擴展到內容、時空和知識體系。在智慧圖書館建設背景下，知識資源建設的關注點從單件文獻的數字化保存與著錄轉向對知識內容的解構和知識單元的建設，利用語義網、知識圖譜、大數據、智能計算等技術，開展對知識資源的細顆粒度內容標識、關鍵知識點的標簽和標引建設，在對文獻的形式結構和邏輯結構分析的基礎上，構建細顆粒著錄的數據框架［8］，并根據不同層級的細顆粒度知識單元設置著錄字段，最終的著錄成果為XML 格式的數據信息，為資源的精細化揭示和知識化、專題化服務奠定基礎。

本研究提出知識資源解構抽取的兩個維度：基于知識結構的文獻著錄和基于文獻內容的知識標引。基于知識結構的文獻著錄以文獻的最小單元為加工單位，拆分各組成要素，得到由文獻層、節段單元層和知識單元層組成的細粒度描述單元。在此基礎上開展知識內容標引，標引對象一般從文獻內容出發，以人物、機構、地理名稱、事件或其他具有標目意義的關鍵詞為標引單元，各個知識實體均具有屬性值。如：人的屬性包括姓名、性別、出生日期、國籍、所屬機構、親屬關系、作品等；事件的屬性包括事件名稱、重要人物、主要地點、過程、結果等；地理名稱的屬性包括地名、年代、沿革、隸屬、地理位置等；書目資源的屬性包括標題、名稱、出版社、責任者、語言、版權、標識號、來源等。

3.2 融合重構：泛在互聯下的多維組織

針對解構抽取環節提煉出了細顆粒度的知識單位，利用知識本體、語義知識圖譜等技術，按照特定的邏輯進行關聯，以形成特定主題下規范有序的知識網絡。泛在互聯下的多維度組織通過自上而下的知識組織形式抽象出獨立于領域且與資源的載體和格式無關的高層互操作層，是對知識的整理、加工、揭示、控制及有序化操作。

融合重構的核心是構建知識組織本體和搭建知識圖譜。構建知識組織本體一方面包括需要復用已有的領域本體，并在此基礎上補充相關元素加以改進，另一方面則需要自建本體，篩選本領域相關的元數據標準，構建術語詞表，定義類和屬性，完成本體模型的設計和轉換。知識圖譜是充分利用和有效呈現細粒度標引資源的關鍵方法，為深層次的資源知識發現提供了可能，知識圖譜的構建主要通過語義關聯和系統構建兩個步驟。語義關聯是指基于細顆粒度標引的知識實體屬性信息，構建知識實體之間、屬性之間、知識實體與屬性之間的關系，通過元數據框架完成書目關系和字段的映射擴展；系統構建是通過知識獲取、知識存儲、知識建模和知識發布與服務四個流程完成知識圖譜的運維和操作。知識圖譜技術可以利用先進的挖掘算法分析圖譜關聯路徑，對資源相關的人、事、地、時等基礎要素潛藏關系進行挖掘［9］，并以可視化的方式完成展示，如針對“人”的社會網絡關系構建和時空軌跡構建，針對“事”的歷史線索串聯等。

圖3 知識資源融合重構架構

3.3 人文呈現：數據可視化與故事表達

人文呈現是大數據時代的新課題，傳統圖書館往往更關注數據建模、數據整合等數據處理業務，但有一項關鍵技能經常被忽視：清晰有效地表達數據結果的能力，即數據的人文呈現能力。數據的人文呈現是數據科學的“最后一公里”問題［10］，其重點是將數據中的價值內容傳遞出去，智慧圖書館的知識資源呈現更需要將數據洞察力轉換為數據行動力，完成數據可視化產品和數據故事化產品的開發。

本研究認為，知識資源的人文呈現主要涉及兩方面內容：數據可視化與故事化表達。數據可視化強調易于理解、易于感知和易于洞察，而故事化表達則強調易于記憶、易于認知和易于體驗。知識資源的人文呈現分為兩個基本步驟：從數據到可視化模型（通過可視化建模）以及從可視化模型到故事化表達（通過故事化敘事）。數據呈現涉及時空維度、目的維度、場景維度：時空維度以帶有空間坐標或時間信息的數據的可視化為重點；目的維度包括說明型數據呈現、解釋型數據呈現、陳述型數據呈現和預測型數據呈現；場景維度包括虛擬教育服務、專題特色資源推介、立體資源整合、文化遺產實物數字化延展、空間智能導航、用戶信息分析等角度。

圖4 知識資源的人文呈現模型

綜上所述，智慧圖書館知識資源建設的本質是立體化的數據收集、智能化的數據解構、泛在化的知識組織和全方位的知識呈現，通過知識解構、知識組織和知識呈現，達到知識融通的目的。

4 我國智慧圖書館體系下的知識資源建設策略

智慧圖書館中知識資源建設對公共圖書館館藏資源的挖掘、展示、重構與傳承具有重要的意義。本文在提出“解構抽取—融合重構—人文呈現”的知識資源建設路徑的基礎上，從數據層、組織層和消費層總結了知識資源建設的策略選擇。

4.1 數據層：兼顧資源廣度與深度的細顆粒度加工

知識資源解構的核心是構建單元層級的細顆粒度加工框架，細顆粒度加工框架是文獻資源全部數據描述信息的集合，分為文獻層、片段單元層、知識單元層等三個層級。

4.1.1 文獻層

文獻層描述文獻的基本元數據信息，書目數據內容包含題名、責任者、出版信息、主題詞、分類號等字段。

4.1.2 片段單元層

片段單元層依據加工對象的文獻形態、邏輯結構、服務需求等確定知識資源的加工粒度，標引的對象一般按照文獻結構的最小單元劃分，如：圖書類資源的文獻結構單元一般包括：封面、題詞頁、書名頁、出版說明、版權頁、序、前言、凡例、目次、正文篇章、圖表、參考文獻、附錄、索引、插頁、后記（跋）、封底等；報紙一般以單篇文章（單個廣告）作為著錄單元；古籍文獻結構單元一般包括：封面、版權頁、題名頁、牌記、序、凡例、正文各卷、跋、簽條、封底等。片段單元層的著錄內容包括基本信息著錄、內容著錄和連接著錄。基本信息層包括標識符、結構類型、語種、名稱、創建者、著錄對象的起止頁、總頁數、摘要等；內容著錄涉及內容層面的信息標引，包括分類號、關鍵詞、個人名稱、機構名稱、地理名稱、事件名稱等，標引詞盡量復用受控詞表，在無特定受控詞表的情況下，可選擇自由詞或依據主題設計分類標簽體系；連接著錄通過唯一標識符信息關聯文獻層和圖表層，著錄來源文獻ID、參考文獻、圖表ID 等。

4.1.3 知識單元層

知識單元層在語篇和句群結構分析的基礎上對知識內容的語義功能進行描述，知識單元的體量與維度并非固定的，可能存在于同一個語句中，也可能是多個語段、篇章的集合。

在劃分不同層級的細粒度片段單元后，針對片段單元中抽取的人物、機構、事件、地理名稱等其他具有標目意義的關鍵詞作為標目開展知識標引，參照文獻著錄規則完成知識單元著錄。如：針對人物知識單元的標引，除了對人物名稱、性別、時代、生卒年、籍貫、職官等進行著錄外，同時標引關系人物、關系事件和關系機構；針對特色知識單位的專題標引，例如對古籍鈐印的印文、印章、印主等內容進行標引。

最終借助知識定位技術及單元層關聯技術，在文獻層、片段單元層、知識單元層之間按照聚合單元層級組織相互關聯的數據ID 形成知識體系。

圖5 不同層級的信息組織框架

4.2 組織層：自上而下的知識組織與專題揭示

本研究在總結知識資源融合重構的方法論模型的基礎上，從學科建設、文獻內容建設和知識圖譜服務三個角度提出了知識資源組織與揭示的建設方向。

4.2.1 基于圖書情報學的領域本體模型

在學科建設方面，本文以圖書情報學為例展開論述，利用已有的學術專著梳理出圖書情報學的學科體系結構，以此為基礎對領域本體的概念集進行第一次分類，然后對每一個大類進行二次分類，再選擇部分二級類目進行更細致的分類，所得類目即為核心概念集。根據權威圖書情報學教材《圖書館學概論》《圖書情報學發展導覽》《圖書館學研究概論》將圖書情報學的領域知識劃分為4 個大類，分別為圖書情報學、圖書情報學研究代表人物、圖書館以及文獻。

（1） 圖書情報學類。該類下設3 個子類：① 圖書情報學基礎理論，主要研究和闡明圖書情報學的研究對象、學科性質、社會職能等；② 圖書情報學研究方法，主要研究圖書情報學常用的研究方法，如文獻研究法、訪問研究法、調查研究法、實驗研究法、統計分析法、歷史研究法、文獻計量法等；③ 圖書情報學應用技術，主要研究文獻保護、縮微、計算機管理等新技術如何應用于圖書館學研究。

（2）圖書情報學研究代表人物類。該類下設子類：國內圖書情報學者、國外圖書情報學者。

（3）圖書館類。該類下設4 個子類：① 圖書館事業，主要研究圖書館歷史、圖書館事業結構、圖書館聯盟和圖書館法；② 圖書館業務，主要研究圖書館業務機構設置，包括文獻資源建設、用戶服務、特色館藏建設、自動化管理等；③ 圖書館管理，主要研究圖書館規章制度設計、圖書館統計、圖書館工作評價與圖書館評估等；④ 數字圖書館，主要研究虛擬圖書館、智慧圖書館等。

（4）文獻類。文獻的子類則分別按時間、內容和載體等進行劃分，在完成圖書情報學領域本體框架構建后，基于對每個類的分析，可為每個類設定屬性集，定義類目概念之間的相互關系，并創建若干類的實例。

4.2.2 基于文獻內容的本體關系模型

采用本體建模方法，構建人物類、時間類、地點類、事件類、機構類、實物類、作品類，并設計類間關系描述模型。

人物類可細分為責任者和內容人物，同時可按性別、職業、家庭關系、社會地位等進行屬性描述；機構類可細分為內容組織、責任者單位和出版單位；事件類可按軍事活動、文化活動、政治活動、宗教活動、經濟活動、心理活動、自然活動細分；時間類可細分為創作時間和出版時間；地點類可細分為創作地點和內容地點。

在各類知識實體細分的基礎上，以文獻的知識單元為父節點，定義不同知識單元間的關系，關系屬性可以通過繼承機制進行擴展和衍生，從而勾畫出文獻資源中的重要人物、組織機構和事件之間的關系，建立起知識單元網絡。關系類別一般從內容特征角度進行描述，如表1 列出了部分人物、機構、時間、空間、作品等知識單元之間的關聯關系。

表1 知識單元間語義關系定義

4.2.3 強化數據感知的知識圖譜

知識圖譜能夠將知識及知識間的關系轉化為可理解的視覺表達形式，特別是在瀏覽、研究大規模數據時，有助于發現隱藏特征和規律。本研究提出知識圖譜服務的兩種應用場景：關聯關系知識圖譜和發展變化知識圖譜。

（1）關聯關系知識圖譜的建設對象一般為文獻資源、敘詞表或知識條目信息，建設內容包括資源語義網絡、主題敘詞表思維導圖或知識條目關聯圖譜，一般采用旭日圖、元堆圖、樹狀圖、氣泡圖、結構圖、熱力圖、標簽云、網絡圖等可視化呈現形態將知識及知識間的關系轉化為可理解的視覺表達，對數據中的人、事、物等構建社會網絡，理清社會關系，將用戶與資源密切關聯，重點關注高頻出現的資源與用戶信息，實現知識資源的多重關系發現。

（2）發展變化知識圖譜建立在知識計算的基礎上，通過文本分析、社會網絡分析、知識挖掘等技術方法，揭示資源集合中內在結構特征，發現海量數字化對象中隱藏的知識脈絡與演化規律。如：通過詞頻統計、詞匯共現、時空演化技術分析資源內容特征與演化趨勢；通過跨文本比對、知識片段比對的方式展示知識流變歷程；通過提供文本分析工具和開放數據形式幫助用戶自主完成知識發現，實現跨領域共建共治共享；通過時空敘事圖譜、地圖、時間軸等方式展示資源內容或社會記憶的發展變遷。

4.3 消費層：強化沉浸體驗的新型數字資源建設

新型數字資源是指運用VR、AR、MR 多種數字創意技術，將原始紙質文獻的物理形態在三維立體空間中形象地還原初始風貌，并進行故事化解讀，為讀者提供交互性、立體化和沉浸式的多維度閱讀體驗。新型數字資源具有虛擬性、交互性、臨場感、沉浸性特征，強調為讀者創設一種視覺、聽覺、觸覺的三維立體感受，營造虛實場景深度融合效果，產生身臨其境之感。其加工對象既包括文化遺產等重要實物資源，又包括古籍特藏等傳統文獻內容。

4.3.1 新型數字資源的應用場景

一是主題閱讀推廣，遴選適用于閱讀推廣的內容，讓用戶充分了解主題資源的知識背景，完成知識解讀，引導深度閱讀。建設主題包括：教育、科幻、藝術、音樂、旅游、民俗、中華優秀傳統文化。二是文化遺產的數字化保護與傳承，針對稀缺資源，通過虛擬現實等技術創建立體影像，構筑三維立體展示空間，有效保存和傳承文化遺產資源，為圖書館資源開發注入活力。建設主題包括：古籍、善本、手稿、膠片等特殊類型文獻。三是圖書館館藏特色資源推介，通過對館藏特色資源的加工整理，構建三維影像，融合語音、圖片、文字、文獻鏈接等信息，串聯人物、時間、事件、地理人文等要素，將文本、書籍、圖片、人文地理和音視頻等不同資源類型進行立體呈現，為用戶提供系統、全面的主題化資源推介服務。建設主題包括：地域特藏文獻、古籍（民國）特藏、名人大家特藏、專題領域特藏。四是紅色文化資源開發，充分挖掘紅色文化資源的豐富內涵，利用實物史料創作虛擬場景，增強紅色教育的生動性。建設主題包括：紅色文獻、革命傳統資源、警示教育資源、廉政文化資源。五是虛擬教育課程的開發，融合虛擬現實技術和MOOC 優勢，借助多媒體、仿真、虛擬現實等技術，設計教學任務、課程、過程和細節，建設線上新型教育課程，讓學習者產生沉浸式學習體驗。建設主題包括：思政類、醫學類、藝體類、地理類、建筑類、消防安全教育等。除此之外，還可以從立體資源整合、智能導航、游戲體驗服務等角度開展新型數字資源建設。

4.3.2 新型數字資源的建設路徑

一是VR 虛擬現實全景視頻內容制作，利用虛擬現實技術挖掘圖書館特色資源，推動現有館藏特色文本數據向虛擬現實內容轉移，推進古籍等特色資源的深度利用。二是AR 增強現實場景可讀服務，利用AR 掃描、實景拍攝、3D 建模等技術助推文旅融合，串聯線下文旅資源，鏈接館藏檢索系統，動態展示相關的背景知識和館藏狀態。三是MR 混合現實內容制作，將虛擬場景和現實場景相結合，突破傳統空間呈現形態，產生隔空互動的效果。四是虛擬漫游導航系統，對場館進行高精度還原，將圖書館藏品以720°形態呈現在觀眾面前。五是歷史文化時空地圖，將地方重大歷史文化事件與地圖結合，通過時空地圖方式快速瀏覽歷史文化變遷。六是文旅知識圖譜應用，采用圖譜等不同知識可視化形態，將重要歷史人物、文獻、歷史事件等百科內容全景式呈現給讀者。七是其他發展創新服務，從虛擬教育服務、館藏資源推介、立體資源整合、智能導航、文獻評價、遠程服務等角度開展新型數字資源建設，創新服務方式，增強服務效果，實現資料、實物、場景的深度揭示、關聯、展現，乃至沉浸式體驗和應用。

5 結語

知識資源是智慧圖書館建設的核心智慧，智慧圖書館知識資源的構成主要包括數據要素、技術要素、場景要素和功能要素四個部分。本文提出了“解構抽取-融合重構-人文呈現”的知識資源建設的方法論模型，“解構抽取”包括基于知識結構的文獻著錄和基于文獻內容的知識標引，核心是構建單元層級的細顆粒度加工框架，分為文獻層、片段單元層、知識單元層等三個層級；“融合重構”的核心是構建知識組織本體和搭建知識圖譜，本文提出了圖書情報學的領域本體模型、基于文獻內容的本體關系模型和知識圖譜可視化的建設方向；“人文呈現”主要涉及數據可視化與故事化表達兩方面內容，本文提出了智慧圖書館背景下新型數字資源的應用場景和建設路徑，希望這些有關知識資源建設的內涵、路徑和策略方法的研究能對全國智慧圖書館體系構建有所助益。