地質博物館檔案管理的數字化建設研究

［摘 要］地質博物館的檔案中蘊含豐富的地質遺產信息和科研價值，但檔案數字化管理面臨異構數據集成、長期保存、語義描述等方面的諸多挑戰。基于此，文章首先分析博物館檔案類型與特點，其次剖析地質博物館檔案管理數字化建設面臨的挑戰，最后提出地質博物館檔案管理的數字化建設策略，如構建統一的數字資源管理平臺，實施云存儲戰略，制定元數據和本體標準，加強人才培養等，為推進地質博物館檔案數字化管理提供參考。

［關鍵詞］地質博物館；檔案管理；數字化建設；元數據標準

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2024.16.059

［中圖分類號］G261；G271 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2024）16-0-03

0 " " 引 言

隨著信息技術的飛速發展，數字化轉型已成為各行業高質量發展的重要手段。作為地質遺產和科研資料的重要載體，地質博物館的檔案資源亟須通過數字化手段實現高效管理與利用［1］。地質檔案是指地質工作活動的記錄和成果，它是在地質調查研究、礦產勘探等活動中形成的資料。地質博物館的地質檔案多種多樣，管理好、利用好檔案是博物館工作的核心所在，因此，博物館要利用信息技術對檔案進行高效管理。

1 " " 地質博物館檔案類型與特點

地質博物館的檔案具有類型多樣、內容豐富、價值獨特等特點。以貴州省地質資料館為例，其館藏檔案涵蓋了地質報告、地質圖件、鉆孔資料、實物巖芯等多種類型。截至2022年，該館累計完成了8 401種圖文檔案、56 599個地質鉆孔圖表、21 847個鉆孔結構化數據庫的數字化，數據總量達27 TB。其中，巖芯表面圖像數字化掃描工作于2021年開展，截至2023年6月完成20檔51個鉆孔共31 645米巖芯圖像采集。地質檔案內容涉及地質演化歷史、礦產資源賦存狀況、古生物化石信息等多個領域。例如，貴州省重要地質鉆孔數據庫匯集了全省4.1萬余個鉆孔數據，涵蓋區域地質、礦產勘查、水文地質、工程地質等專業。此外，珍稀檔案如地質學家手稿、重大地質事件影像等，具有很高的歷史科研價值。例如，貴州省地質資料館在檔案數字化過程中對20檔破損檔案進行了搶救性修復，以保存其歷史科研價值。然而，地質檔案的特點也對數字化管理提出了更高要求，如多源異構數據整合，海量數據存儲檢索，以及珍貴檔案原真性保護與開放獲取等。

2 " " 地質博物館檔案管理的數字化建設面臨的挑戰

2.1 " 異構數據集成困難與互操作性差

地質博物館檔案管理的數字化建設面臨著異構數據集成困難與互操作性差的重大挑戰。由于地質檔案來源廣泛，涉及多個學科領域，數據格式、編碼方式、語義表達等方面存在顯著差異，導致數據集成困難。例如，在整合地質礦產調查報告、鉆孔巖芯照片、地球物理探測數據等不同類型檔案時，需要解決不同數據模型、坐標系統、術語體系之間的語義映射與轉換問題，而這些問題的解決難度較大。同時，地質檔案數字化過程中缺乏統一的元數據標準和規范，不同博物館、科研機構采用的描述性元數據各不相同，導致數據互操作性差，難以實現跨平臺、跨系統的無縫集成與共享。此外，部分古老地質檔案的色標、符號、注記等要素與現代標準存在較大差異，如20世紀手工繪制的地質圖件，其在數字化轉換過程中語義信息丟失的問題突出，影響了數據集成質量［2］。由此可見，異構數據的語義整合與互操作是制約地質博物館檔案管理數字化建設的瓶頸問題。

2.2 " 數據長期保存與安全性問題凸顯

地質博物館檔案數字化后的長期保存與安全性問題日益凸顯。數字檔案易受介質損壞、格式過時、人為操作失誤等因素的影響，其生命周期管理面臨諸多風險。以磁帶存儲的地震監測數據為例，其保存年限一般是10～15年，且易受溫濕度、電磁干擾等外界因素影響而導致數據丟失或損壞。而對于一些重要地質資料，如已發表的科研論文、野外考察原始記錄等，需要確保其長期可用性和可追溯性，這對數字檔案的存儲介質、備份機制、遷移策略等提出了更高的要求。此外，在互聯網環境下，數字檔案面臨黑客攻擊、非法訪問、數據篡改等多種安全威脅，特別是一些敏感性地質信息，如油氣資源儲量數據、重大工程地質勘查報告等，一旦泄露，可能會造成嚴重經濟損失和社會影響［3］。

2.3 " 元數據標準化及語義建模缺失

地質博物館檔案數字化過程中，元數據標準化和語義建模的缺失問題日益凸顯［4］。元數據作為描述檔案資源屬性、內容、結構等信息的關鍵要素，是實現數字檔案智能檢索、關聯分析、知識發現的基礎。然而，當前地質領域缺乏統一、規范的元數據框架和標準規范，不同博物館、科研機構在數字化實踐中采用的元數據規范各不相同，導致出現元數據語義異構、互操作性差等問題。以地質專業術語為例，同一概念在不同元數據方案中可能存在多種表示方式，如“巖性”一詞在某些方案中表示為“巖石學”，而在另一些方案中卻表示為“巖石類型”，缺乏統一的語義映射機制。此外，地質檔案蘊含豐富的時空信息、語義關系等知識要素，但現有的元數據方案大多局限于對檔案的形式特征進行描述，缺乏對檔案內容的深層語義建模，難以充分揭示檔案的知識結構和內在聯系［5］。

2.4 " 傳統習慣與技術培訓短缺

地質博物館在檔案管理數字化轉型過程中，工作人員的傳統習慣和相關技術培訓的短缺也成為阻礙數字化進程的重要因素［6］。長期以來，地質博物館檔案管理人員習慣于采用紙質檔案的收集、整理、保管等方式，對數字化技術的接受度和適應性較差。以地質野外調查記錄為例，許多老一輩地質工作者偏愛使用紙質地形圖、實地測量等傳統方法，對數字化野外數據采集設備的使用熱情不高，如全球定位系統（Global Positioning System，GPS）、激光測距儀、數字野外記錄系統等，影響了初始檔案數字化效率。同時，檔案數字化過程涉及數據庫管理、元數據標引、數字對象識別等多項專業技能，而相關的培訓教育卻相對滯后［7］。例如，在元數據著錄環節，工作人員缺乏對元數據架構、著錄規則、質量控制等方面的系統認識，難以規范、高效地完成數字檔案的描述工作。

3 " " 地質博物館檔案管理數字化建設的策略

3.1 " 構建統一的數字資源管理平臺

針對檔案異構數據集成困難與互操作性差的問題，地質博物館亟須構建一個統一的數字資源管理平臺，實現多源異構檔案的規范化管理和無縫集成。該平臺應基于開放架構進行設計，采用靈活的數據模型和元數據框架，支持多種數據類型和格式的接入與管理。在數據匯聚方面，可引入數據抽取、轉換和加載（Extract，Transform，Load;ETL）技術，實現不同來源、不同格式檔案的自動提取、轉換和加載，形成標準化的數據存儲格式。同時，平臺應具備健全的元數據管理機制，能夠針對地質檔案的特點，設計覆蓋描述性元數據、結構化元數據、管理元數據等多個維度的元數據規范，并提供元數據編輯、映射、轉換等功能，實現元數據的標準化著錄和語義關聯。在數據集成方面，可采用中間件技術，構建統一的數據訪問與交換接口，實現不同檔案管理系統之間的互聯互通和數據共享。例如，通過Web Service、表述性狀態傳遞（Representational State Transfer，REST）等服務架構，將分散在不同業務系統中的鉆孔巖芯數據、地質圖件、礦產資源信息等進行聚合，提供一站式的數據調用與集成服務。此外，平臺還應嵌入語義Web技術，基于地質領域本體庫，對檔案內容進行語義標注和關聯，實現基于知識的檔案組織與發現。地質博物館通過構建統一的數字資源管理平臺，能破除“信息孤島”現象，推進檔案管理數字化建設，促進地質檔案資源的共享與利用。

3.2 " 實施基于云計算的數據存儲戰略

為應對地質博物館數字檔案長期保存與安全性方面的挑戰，實施基于云計算的數據存儲戰略是一項行之有效的舉措。云存儲以其可擴展性強、可靠性強、按需服務等優勢，為數字檔案的長期保存提供了可行的技術路徑。地質博物館可根據數據規模、業務需求等因素，選擇公有云、私有云或混合云模式，構建彈性靈活的存儲架構。對于安全性要求較高的檔案數據，如涉及國家秘密或商業機密的資料，可采用私有云部署，確保數據存儲環境的可控性。同時，云平臺提供的多副本容災、異地備份等機制，可有效增強數字檔案的可靠性和可恢復性，減少數據丟失風險。例如，對于一些珍貴檔案，如古老的地質調查手稿，可采用多云服務商的異地容災方案，在不同區域的數據中心存儲多個副本，確保數據的安全性。在數據遷移方面，云存儲提供了標準化的數據導入與導出接口，支持不同格式檔案的無縫遷移，減少了數據鎖定風險。此外，云平臺還提供了細粒度的身份認證與訪問控制、數據加密、安全審計等多重安全防護措施，全方位保障數字檔案的機密性、完整性和可用性。地質博物館可根據檔案的安全等級，制定差異化的訪問控制策略，并通過數據脫敏、水印技術等手段，防止敏感信息泄露。總之，基于云計算的數據存儲戰略，能為地質博物館數字檔案的長期保存與安全管理提供全新的思路，有助于構建可靠、可信的檔案數字化管理體系。

3.3 " 制定統一的元數據標準及本體庫

針對地質博物館檔案元數據標準化和語義建模缺失問題，制定統一的元數據標準和構建領域本體庫是重要的解決措施。首先，應充分借鑒國內外元數據標準規范，如都柏林核心元數據、國際文獻工作委員會（International Committee for Documentation，CIDOC）的概念參考模型等，結合地質檔案的特點，制定覆蓋描述性元數據、管理元數據、保存元數據等多維度的元數據框架；在此基礎上，進一步細化元數據語義，形成統一的地質檔案元數據應用規范，明確各元素的名稱、定義、著錄規則、數據類型等，確保元數據的規范性和一致性。例如，在描述巖礦鑒定報告時，可定義“鑒定對象”“鑒定方法”“鑒定結果”等元數據元素，并規定其著錄格式和取值范圍，形成標準化的元數據描述。同時，應加強元數據語義控制，借助自然語言處理、數據挖掘等技術，從檔案文本中提取關鍵詞、術語等，構建地質領域控制詞表，實現元數據標引的規范化。在語義建模方面，可采用本體構建方法，形成地質檔案領域本體庫。其次，本體庫應涵蓋地質專業術語、時空要素、檔案實體等多個層面，并定義概念之間的語義關系，如“部分－整體”“因果關系”等，形成語義豐富的知識網絡。例如，在構建地質圖件本體時，可定義“地層單元”“巖性”“地質構造”等核心概念，并描述它們之間的層序關系、成因聯系等，為圖件的語義檢索和關聯分析奠定基礎。

3.4 " 加強檔案數字化專業人才培養和引進

為應對檔案管理人員知識結構老化、數字化技能短缺等問題，地質博物館要加強檔案數字化專業人才培養和引進。首先，應轉變檔案管理人員的思維模式，增強其數字化意識和創新意識。通過組織專題講座、經驗交流等活動，幫助員工認識檔案管理數字化轉型的必要性和緊迫性，使其樹立終身學習理念。其次，應構建完善的數字化人才培養體系，針對不同崗位、不同層次的員工，設計差異化的培訓課程和實踐項目。例如，對于元數據著錄人員，可開設元數據標準、語義標引、質量控制等專題培訓，并搭建元數據編輯平臺，通過實際操作來幫助他們鞏固理論知識。再如，對于數字化項目管理人員，可開展項目管理專業知識培訓，如數字化流程管理、團隊協作、風險控制等，培養其系統思維和管理能力。地質博物館還可與高校、科研機構等開展產學研合作，聯合開發數字檔案管理專業課程，培養復合型人才。在人才引進方面，可面向計算機、圖書情報等相關專業招聘優秀畢業生，為檔案數字化管理隊伍注入新鮮血液。同時，積極引進具有數字人文、語義Web、大數據分析等交叉學科背景的高層次人才。最后，還應建立健全考核激勵機制，將數字化管理業績與職稱評定、績效考核等掛鉤，調動員工參與檔案管理數字化建設的積極性。總之，地質博物館需要從思想認識、能力提升、人才引進、激勵保障等多個維度著手，打造高水平的檔案管理隊伍，為博物館檔案管理數字化建設提供有力的人才支撐。

4 " " 結束語

地質博物館檔案管理數字化建設是一項復雜的系統工程，需要從頂層設計、技術路線、標準規范、人才培養等多個層面統籌推進。只有不斷探索創新，厚植數字化轉型的土壤，地質博物館才能實現地質檔案管理模式的根本性變革，為地質遺產保護、科學研究和社會服務提供有力支撐。

主要參考文獻

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