多模態數據賦能的智慧圖書館技術架構和服務模式研究

付嬈

摘 要：隨著大數據技術與智能技術的迅猛發展，多模態數據賦能的智慧化服務模式是圖書館轉型升級的重要路徑。文章將智慧圖書館的多模態數據分為館藏數據、開放數據和用戶數據，從數據采集層、處理層、融合層、服務應用層四個層面構建了多模態數據賦能的智慧圖書館技術架構，從知識服務整體性角度探討了智慧圖書館的服務模式，以期促進圖書館的轉型升級。

關鍵詞：多模態數據；智慧圖書館；技術架構；智慧服務

中圖分類號：G250 文獻標識碼：A 文章編號：1003-1588（2024）05-0092-04

1 背景

大數據時代，如何把數據與圖書館業務結合起來，充分挖掘數據價值，已成為圖書館開展智慧服務的重點任務[1]。多模態數據的出現為圖書館優化智慧服務模式提供了可能[2]，一方面圖書館通過數據融合、數據關聯技術對多模態數據進行整合，建立資源與資源間、用戶與資源間的關聯關系，為用戶提供價值高、精準化、個性化的知識服務內容；另一方面圖書館通過分析多模態數據，深入挖掘用戶特征，加強與用戶的交流互動，不斷優化服務模式，提高服務效能。

目前，關于多模態數據賦能智慧圖書館的研究主要集中在閱讀推廣服務、個性化推薦服務、智慧空間服務等方面，部分學者從整體性角度分析了多模態數據賦能下智慧圖書館的服務內容[3]，如：林翠萍探討了數據賦能下閱讀推廣的應用場景、系統架構、服務體系[4]，金佳麗等認為智能、高效的個性化推薦服務是智慧圖書館轉型升級的關鍵[5]，安源等重點闡述了大數據和信息技術協同賦能下圖書館智慧空間的架構及其各層次功能[6]。因此，筆者在分析智慧圖書館多模態數據類型的基礎上，構建了多模態數據賦能的智慧圖書館技術架構，從整體性知識服務的角度探析了多模態數據賦能的智慧圖書館服務模式，以期為智慧圖書館高效開展知識服務提供參考和借鑒。

2 相關概念概述

2.1 智慧圖書館

目前，學者們從不同角度對智慧圖書館進行定義：一是從技術角度，智慧圖書館是指利用大數據、5G、數字孿生等技術開展智能信息服務的圖書館；二是從業務管理角度，智慧圖書館是指先對館藏資源進行加工、清洗、聚合，再將知識轉化為智慧信息并傳遞給用戶的圖書館[7]；三是從服務理念角度，智慧圖書館是指通過一種高效、智能的服務模式，充分滿足用戶需求的圖書館[8]。

智慧圖書館包含智能技術、專業館員和管理系統三大元素[9]，其中智能技術是開展智慧服務的工具，專業館員是智慧圖書館的重要組成部分，管理系統是開展智慧服務的基礎條件。智慧圖書館具有泛在、共享、高效、綠色發展等特點[10]。目前，關于智慧圖書館的研究主要集中在建設路徑、案例分析、評價體系等方面，如：陳麗冰從技術、人員、數據和隱私安全等角度提出了未來智慧圖書館的優化路徑[11]；劉哲以深圳圖書館北館為例，探討了圖書館文獻智能倉儲系統[12]；馬祥濤將“全評價”體系融入智慧圖書館建設評價中，從形式、內容、效用三個維度建立了評價體系[13]。

2.2 多模態數據

多模態數據是指將兩種或兩種以上模態的數據通過一定的工具和方法組合在一起的數據[14]。多模態數據融合方式包括基于模型的融合方法（如神經網絡方法等）和非模型的融合方法（如特征融合、決策層融合、混合融合等）[15]。多模態數據在圖情領域的應用研究主要集中在評論有用性識別、熱點發現、維權系統等方面，如：馬超等根據在線評論多模態數據，構建了評論有用性識別模型[16]；崔金棟等對主流融媒體多模態數據進行融合，借助NLP技術和算法模型實現了多模態數據歸集和熱點發現的目標[17]；司徒凌云等基于多模態知識圖譜，構建了南海疆維權證據鏈系統，為維權實踐工作提供了幫助[18]。

3 智慧圖書館的多模態數據類型分析

多模態數據能夠為圖書館開展智慧服務提供豐富的數據支撐，目前運用于智慧圖書館建設的多模態數據主要包括館藏數據、開放數據和用戶數據。館藏數據是指智慧圖書館收集、購買及儲存的各類文獻資料的總和，類型多樣，具有分布異構性。圖書館需要綜合利用這些館藏數據，為用戶提供精準化、個性化的知識服務。除圖書館自建和購買的數據庫外，開放數據也是圖書館的重要數據來源。開放數據是指可以被任何人自由獲取、不受版權等機制限制的數據，具有數據量大、內容復雜等特點。圖書館多模態開放數據主要包括普通開放型數據和授權開放型數據，圖書館可將這些開放型數據集成到目錄檢索系統中，為科研成員提供更高效的數據服務。圖書館開展智慧服務的目的是為用戶提供智能化、精準化的信息服務，因此用戶數據是圖書館的關鍵數據。用戶數據包括用戶基本信息、行為數據和偏好數據，圖書館可通過后臺監測、日志、問卷調查等方式獲取用戶數據。

4 多模態數據賦能的智慧圖書館技術架構構建

筆者從四個層面構建了多模態數據賦能的智慧圖書館技術架構（見圖1），其中數據采集層的作用是采集不同數據庫數據平臺的多模態數據，如館藏數據、開放數據和用戶數據；數據處理層的作用是轉換、清洗多模態數據，并將這些數據存儲到數據倉庫；數據融合層通過數據關聯、可視化工具等建立數據間的聯系，挖掘用戶的顯性和隱性需求，為智慧圖書館服務開展奠定基礎；服務應用層主要為用戶提供智能推送、知識可視化、智能檢索、智慧空間等應用服務。

4.1 數據采集層

自建數據庫、借閱數據庫、商業數據庫、開放數據平臺等是智慧圖書館多模態數據的重要來源，智慧圖書館主要從這些數據庫中采集文本、音頻、影像等格式的數據。由于數據采集層的數據量龐大，智慧圖書館在數據采集過程中要注意用戶隱私保護和館藏資源安全保護，加強數據監管，及時發現安全漏洞，防止數據泄露。

4.2 數據處理層

數據處理層的作用是對多模態數據進行抽取、轉換、清洗，統一數據內容和結構，為后續數據應用奠定基礎。數據處理是智慧圖書館提高服務效能的關鍵步驟，智慧圖書館可從多模態數據集中抽取數據，建立數據統一標準，并對數據格式進行轉換、清洗，去除重復、冗雜內容，將處理好的數據存儲到數據倉庫。

4.3 數據融合層

圖書館借助數據分析、關聯工具對數據進行融合、關聯、匹配。一方面，智慧圖書館可借助數據挖掘、深度學習和認知計算等技術對館藏資源和開放數據資源進行信息融合、演繹推論，為用戶提供智能化、精準化、個性化的信息服務；另一方面，智慧圖書館可繪制用戶畫像，深入挖掘用戶特征和感知用戶需求，借助數據關聯、匹配工具建立信息資源與用戶需求間的關聯關系，為后續服務開展奠定基礎。

4.4 服務應用層

服務應用層是多模態數據賦能的智慧圖書館技術架構的頂層交互層，智慧圖書館聚焦智慧服務，集中體現在交互互聯、可視化服務、知識增值、沉浸式體驗等方面，即為用戶提供智能推送、知識可視化、智能檢索和智慧空間服務。多模態數據賦能智慧圖書館的實現需要依賴信息技術應用，信息技術的先進性、穩定性、安全性、可靠性，專業館員的專業知識、對多模態數據的處理能力及對新興技術的熟練和敏感程度均會影響智慧圖書館的智慧化水平。

5 多模態數據賦能的智慧圖書館服務模式探析

5.1 多模態數據賦能的智慧圖書館服務流程

多模態數據賦能的智慧圖書館服務流程包括以下四個步驟：一是分析用戶需求，智慧圖書館對用戶數據進行分析，建立用戶畫像分析模型，挖掘用戶的顯性和隱性信息需求。二是需求、資源的融合與匹配，智慧圖書館利用數據關聯等工具建立起開放數據資源、館藏數據資源與用戶需求間的聯系。三是方案制訂，智慧圖書館根據數據融合匹配結果，制訂服務方案與具體實施措施。四是智慧服務，智慧圖書館為用戶提供個性化推送、技術前沿預測、熱點跟蹤、培訓講座等信息服務內容，以支持用戶的學習與工作實踐。

5.2 多模態數據賦能的智慧圖書館服務內容

多模態數據賦能的智慧圖書館服務內容分為智能推送、知識可視化、智能檢索、智慧空間服務，智能推送包括精準推送、情境推送、個性化推送等服務，知識可視化包括文獻分析、學科評價、公共情報等服務，智能檢索包括語義檢索、聯想輸入、智能問答等服務，智慧空間服務包括智慧課堂、創客空間、學術交流等服務。

5.2.1 智能推送。智慧圖書館可根據用戶數據，深度分析用戶特征，挖掘用戶需求，識別和預測用戶可能感興趣的信息，從而針對性地向用戶推送閱讀資源，開展精準推送、情境推送和個性化推送服務。一方面，智慧圖書館可根據用戶的下載、評論和收藏行為，分析用戶的信息需求特征，利用數據關聯技術建立用戶需求與館藏資源的匹配關系，主動向用戶推送科普信息、專業知識；另一方面，智慧圖書館可通過智能感知系統獲取用戶的位置和登錄時間等信息，根據用戶所處的情境為其推送不同的信息知識，以提高用戶的體驗感。

5.2.2 知識可視化。智慧圖書館可利用SPSS等數據統計分析軟件和CiteSpace等可視化分析軟件，為用戶提供文獻分析、學科評價、公共情報等服務。其中，文獻分析包括關鍵詞共現網絡、作者合作網絡、文獻互引網絡、專利地圖等內容；學科評價包括學科影響力評價、學科發展態勢、學科貢獻度、學科人才質量評價等報告；公共情報包括科技簡報、政策總結、城市研究、焦點跟蹤等報告。

5.2.3 智能檢索。智能檢索是指智慧圖書館綜合利用自然語言處理、深度學習等技術，以實現信息與需求的語義層面的匹配，包括語義檢索、聯想輸入、智能問答等。語義檢索是指結合用戶特征數據準確捕捉到用戶的真實意圖，為用戶提供匹配的檢索結果。聯想輸入是指結合用戶行為數據自動推薦候選的字或詞，提高用戶的檢索效率。智能問答是指一對一的問答模式，包括專業館員基于專業知識的實時解答模式、圖書館系統的智能問答模式。

5.2.4 智慧空間。多模態數據賦能的智慧圖書館可不受時空限制，借助元宇宙等新興技術構建虛實結合的服務模式，開展特色空間服務，如智慧課堂、創客空間、學術交流等服務。智慧圖書館可根據用戶在智慧空間的互動數據進一步完善用戶畫像，調整館藏資源結構，從而為用戶提供精準的知識服務。智慧課堂是智慧圖書館為用戶量身打造的課程服務，用戶既可隨時隨地進行課程學習，也可參與直播課堂，與教師進行實時互動。創客空間是智慧圖書館為用戶打造的集創意交流、技術體驗、創新實踐于一體的服務空間，用戶可在此空間進行情境化閱讀、3D打印服務體驗、機器人搭建等實操、模擬活動。學術交流是智慧圖書館為用戶打造的交流平臺，目的是拓寬用戶的社交渠道。

參考文獻：

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