摘要 总结地理信息系统在文献信息管理中的应用，国内外的许多图书馆正寻求利用GIS提供信息服务的途径，因而成为图书馆界探讨和研究新热点。介绍地理信息系统在图书馆的应用，该技术在图书馆管理中的应用，GIS的服务策略以及基于GIS技术的文献信息管理设计与实践，并提出应用GIS技术在文献层面实现可视化管理的设想。
关键词 地理信息系统 GIS技术 GIS应用 图书馆管理
分类号 G202
GIS(Geographic Information System)是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层的去管理与地理位置有关的信息，而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分析等，实现查询、检索、修改、输出、更新等功能。目前GIS研究和应用已经远远超出地理学科的范畴，形成了一个新的信息技术分支，逐渐渗透到人类生活的各个方面，并成为图书馆界探讨研究的新热点。
1 GIS技术简介
1.1 什么是GIS技术
GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心仍然是计算机技术、数据库技术和地图的可视化及空间分析。从技术和应用的角度，GIS是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、现示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS具有一定结构和功能，是一个完整的系统。
1.2 GIS技术的组成要素
从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法5部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境，硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的外围设备等，软件主要包括操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS软件等等；数据是GIS的重要内容，是GIS系统的灵魂和生命；方法为GIS建设提供解决方案，指系统需要采用何种技术路线，采用何种解决方案来实现系统目标；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分，人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。
2 GIS在图书馆的应用现状
提供GIS信息和GIS服务已成为国外很多图书馆的战略性目标，并作为其整体服务计划中的有机组成部分。GIS有着广泛应用前景，尤其是对于政府信息的管理，使人们看到了它的潜力，从而使得GIS的应用越来越受图书馆界的重视。
2.1 GIS资源建设上的应用
对GIS的应用由很多因素引起，首先是使用新技术的热情，例如GIS可以支持教育、研究并提供有效的信息资源访问方式；其次，图书馆的社会定位就是收集、存储、保留和为空间资源提供访途径，使图书馆能够用GIS的新方法实现大部分传统图书馆的功能。第三，网络服务的迅速扩张和使用，尤其在学术部门，提供满足客户对信息的需求新渠道。
美国人口普查局在一项所谓联邦后备图书馆计划中，要求与其合作的图书馆向公众提供拓扑完备的地理编码和参考系统，以及每十年一次的人口普查关键公众数据。正是这项需求激发了图书馆开始和试验GIS服务尝试。该局采用CD－ROM和网络服务的方式成为国内外其他政府部门的范例。对数字资源的依赖不仅限于政府的数据，从数据库商和相关机构获到的GIS相关数据也是图书馆不可缺少的收藏元素，尤其是在学院图书馆和特殊用途的图书馆。
圣路易公共图书馆的经验也验证了基于社区组织建立合作关系的价值。圣路易公共图书馆与位于爱德华斯威尔的南伊利诺斯州立大学的区域研究和发展服务部门合作，制作电子地图集。另外还通过与圣路易和区域经济及发展联合会的合作，作了一系列社区特别感兴趣的人口普查数据图。
图书馆如何选择和收集资料，如何管理这些馆藏，尤其是用户如何获取这些资源，是图书馆提供数字化服务所面临的问题之一。亚历山大数字图书馆项目(ADL)是数字图书馆建设的一个试验项目，也是通过分散渠道获取馆藏的成功范例。ADL的目标是为以下资源提供访问途径：大量的相关馆藏地理信息，包括地图、遥感图像、文本资料和其他资料。
2.2 在GIs信息服务上的应用
利用GIS管理和检索馆藏的电子地图信息，是GIS最基础和最直接的应用，图像扫描技术和网络通讯技术的发展，使地图资源收藏馆开始研究向研究者和收藏者提供数字地图的可行性。国外的许多数字图书馆已经装备了能在线检索收藏在世界各地图书馆和档案馆珍贵历史地图的设施，如美国国会图书馆。
美国蒙大拿州图书馆的国家资源信息系统(NRIS)，提供了一系列GIS服务，从网上免费在线访问，到GIS数据库，再到开发复杂的空间分析标准。NRIS作为蒙大拿州的情报交换中心，还是一个有关国家空间数据的建设中心。有些学校的图书馆建立了基于GIS技术的实验室。例如，弗吉尼亚大学图书馆和宾夕法尼亚州立大学图书馆创建了这样的实验室，装备电脑、打印机、多种GIS程序和数字化仪等。北卡罗莱纳州立大学图书馆GIS服务主要包括三项任务：开展GIS相关资料和空间信息的收集；提供空间信息的获取渠道和软件工具；使获取GIS资料和应用的渠道更智能化。
美国宾夕法尼亚州立大学图书馆地图室内建立了一个全功能GIS中心。这个中心是地理系、计算机中心和图书馆合作的产物。计算机中心提供一些硬件和技术支持，地理系在中心为学生开设课程，图书馆贡献硬件、空间和人员，为用户提供应用软件和获取数据资源的技术指导。这种合作模式被一些机构所采纳，成为跨公司技术合作的成果。
2.3 GIS服务策略
在一个社区、学校、企业或相关机构中图书馆是一个中介角色，是一个信息交流中心。因此，GIS和空间资源管理工作给图书馆一个新的任务――如何实现数字资源和网络技术与传统功能的衔接，虽然人们一般都认为一个没有墙壁的图书馆，用户能获取资源并不需要考虑物理和地理的位置。在这种网络的分布式系统中，图书馆将扮演中心角色，既是资源的收集者又是用户获取资源的通道，后者将逐渐变为电子模式。北美数字图书馆已经开始向用户提供桌面访问和发送能力，这种情况将使研究型图书馆走向资源共享的“实时在线”模式，建立了全球电子资源的共享基础。
不同类型图书馆提供GIS服务水平和种类的决定因素很多，因图书馆类型(公共、专门、学院或研究)、机构的目标、用户、预算和设备的不同服务水平而不同。
目前，检验图书馆GIS服务的效果，有两个方面的问题：①没有一个成熟的模型；②在确定图书馆“GIS服务”模型时还有很重要的分歧。对于很多图书馆来说，提供GIS通道或相关空间信息组成了“GIS服务”，而通道的定义就是传统 GIS图书馆角色的全部流程一收集、维护、保存和构建空间信息。
3 基于GIS技术的文献信息可视化管理设计与实践
目前，GIS在图书馆的应用研究主要集中在提供GIS数据服务方面，GIS技术为图书馆提供了新的技术手段和机会来满足客户对多变信息的需求。总体来说，国外GIS在信息管理领域的研究也处于初步探索阶段，该技术在国内图书馆特别是在文献信息管理上的应用还罕见报道。
3.1 GIS技术在资源建设上的实践探索
武汉大学图书馆詹萌等利用GIS技术建设特色数据库，探讨GIS在处理图书馆地埋空间信息上的优势，并以武汉大学图书馆承担的CALIS特色数据库建设项目为例，对GIS技术在数字图书馆领域的应用，如数字化地图的制作与可视化信息检索、GIS系统与外部数据库的关联等方面作了初步的应用研究。
该项目组在《中国水力发电工程》项目的建设过程中成功地应用了GIS技术，处理流域、河流和水电站信息，并利用电站名称作为地理位置与信息资源之间的关联特征值，使用户可以通过在全国流域图上的点击与拖放等简单操作，获取水电站的地理位置特征和电站资源信息，如水电站所在的流域、河流、水头高低、大坝类型、装机容量、发电量、水库容量等与空间地理位置相关的信息，同时，用户还可以通过选择电子流域图上的电站区域的可视化选择，直接获取与电站关联的信息资源，如科研论文、科研成果、历史资料、图片信息等。
北京大学图书馆在“北京大学古籍数字图书馆”资源建设中应用了GIS作为辅助检索工具，在该系统的时空检索界面上用户可以看到地图，可以通过选择激活图层来显示国界、省界、地形、地貌、河流、省县级地名等，用户还可以在不同朝代的历史地图上按照用户划出的区域进行检索，检索结果可以直接在地图上反映出来。在该系统中，GIS检索位于核心位置，用户可以通过地理信息系统检索古籍拓片，突破了传统的文字检索模式，也使历史文化资源的时空特性得以充分揭示，通过直观地显示数据的分布，弥补了传统检索式检索的不足。但目前该系统基于GIS的检索仍然局限于金石拓片资源，且这种应用在某种程度上仍属于利用GIS检索电子地图和图像信息。
3.2 基于GIS技术的文献信息可视化管理设计思路
基于“GIS”文献信息管理研究是将“GIS”与现代信息管理理念、特别是数字图书馆的发展相结合，旨在探讨在两个不同的学科结合部建立起新的信息管理模型的可行性，并借助计算机及网络环境，为读者的教学和科研工作提供一个可利用数字化文献资源的虚拟馆舍结构的地理环境，实现文献信息资源在虚拟环境下的可视化浏览、检索、查询、阅览及文献的馆藏定位。基于“GIS”文献信息管理可视化研究应实现这样一些功能：
空间数据管理。对图书馆内部建筑结构、组织机构分布以及各种信息资源的地理位置、空间布局等空间信息进行管理、更新、维护及快速查询检索，并以多种方式输出所需的空间信息。利用GIS及其他图形处理软件建立图书馆馆藏的二维或三维结构图，给读者创造一个可在计算机网络环境下访问的可视化图书馆虚拟空间。
空间数据查询。建立馆舍结构、馆藏结构的多极GIS分层目录，供读者进行可视化查询。既可直接在空间数据库或属性库中检索、查询所需的有关信息，如图书资料、馆舍情况、部门设置等信息；也可进行空间数据与属性数据的双向查询，如根据图书资料的相关信息查询对应的楼层、阅览室、书库及书架等具体的地理目标；还可在平面图上点击感兴趣的区域进行图书资料的漫游查询，以获得图书资料的相关信息。
空间图形显示。GIS是一种空间系统，反映出一种空间关系，GIS与MIS管理信息系统－Managing InformationSystem)结合，可在原有功能的基础上增加可视化的直观效果，读者可以通过地图、文本、图像、声音、视频等多媒体信息来认识图书馆环境，清楚地显示图书馆各部门的布局与图书资料的分布规律，引导读者定位资源并获取所查寻的信息或资料。并实现数据库查询、组合条件检索，如作者、书名、ISBN／ISSN、主题词等。
空间信息分析。建立各信息资源间的空间位置关系，揭示读者所关心的知识节点间的相关、相邻等关系，从而在这个虚拟空间中找到与之相关的信息。
建立专题信息系统和部门信息系统。可对图书馆各类信息资源、书架、部门等涉及地理位置的信息实现集中化、可视化管理，为管理提供现代化的手段。
综合分析与模拟预测。GIS不仅可对空间数据进行管理，而且可对图书馆建筑规模、部门设置、设备情况、藏书状况及图书资料流动情况等信息进行统计分析，还可对未来发展与资源布局的调整进行模拟与预测，并可通过空间数据挖掘，获得新的信息和知识。