E-Research环境下高校图书馆科学数据共享机制研究

伍晓光

（南京中医药大学，江苏 南京 210000）

科学数据是在科研活动中产生的，以文字、图表、音频等形式存储的数据集合体。科学数据是重要的科研产出成果，是科研机构、政府部门等制定决策的参考依据，也是有助于国家科技创新的战略资源。高校图书馆作为科研支持机构，拥有丰富的科学数据储备，在科学数据管理方面具备优势，能够利用多样化的技术工具，为用户提供与科学数据相关的知识产权、隐私保护等咨询服务。而促进科学数据开放共享，有助于科研人员之间的信息交互，能够加快科学数据流通和科研成果转化，减少重复科研成本[1]。然而由于国内很多图书馆对科学数据缺乏系统性的管理，受到政策、技术等因素的限制，科学数据的共享程度较低，整体利用率不高。随着移动互联网技术的普及，具有高性能广域分布特点的信息环境基本形成，促进了全球范围内的跨区域无障碍数据传输，改变了信息传输的手段，也为科学数据开放共享提供了支持。尤其是E-Research 这种新兴科研模式的提出，要求充分利用虚拟现实、数据挖掘、可视化等先进技术，突破数据资源利用的时空阻碍。E-Research 改变了传统的科研环境，也给高校图书馆服务带来机遇和挑战，这就要求图书馆科学定位，建立科学数据共享机制，为用户提供更加优质的服务。

1 E-Research 环境对高校图书馆服务的新要求

E-Research 引发科研模式变革，对科学数据服务提出新挑战。面对E-Research 为主导的用户新需求，高校图书馆作为科学数据管理机构，有必要进行重新思考、定位与规划。

1.1 实现科研成果开放共享

数字化技术的不断发展，使得数字化资源的数量迅速增多，逐步超过纸质信息资源，成为科学数据的主体。数字化科研环境改变了科研人员的交互方式，数据的可复制、高效传递与共享特性，成为现代科研活动的新需求。科学数据是科研活动的支撑，没有稳定、可靠的数据传输途径，科研任务很难顺利完成[2]。而E-Research 是建立在移动网络技术之上的科研活动形式，综合了虚拟现实、网格计算等关键技术，目标在于为科研人员营造安全、开放、共享的协同式、数字化科研平台。E-Research 建立在精准化、高质量的数据集之上，要求高校图书馆尽快实现数据开放共享，用于支持可重复的科研工作，加快科研成果转化进程。

1.2 强化科学数据管理水平

如今数字化资源的应用日益普遍，大规模科学数据的传输流通，在满足科研活动需求的同时，也要求相关存储机构提升数据管理水平。为了更好地适应E-Research 环境，国外很多科研机构制定了科学数据管理政策，从立法角度明确了不同主体的职责，要求高校图书馆等管理机构实现数据开放共享，最大限度为科研项目提供支持。如英国研究理事会出台多项管理规定，要求研究机构承担共享责任，鼓励科研人员共享科研数据。我国也颁布了《科学数据管理办法》，明确了科学数据管理机构的职责、流程和保密措施，充分利用大数据等新技术，建立科学的数据管理框架，以规范有序的管理推动科学数据开放共享。1.3 提供科学数据保障服务

E-Research 环境下科学数据成倍增长，尤其是数据密集型学科产生的数据量惊人，对这些数据进行加工处理，占据了科研人员大部分时间，耗费了大量人力与物力。面对日益复杂的数字化科研环境，以及亟待处理的大规模异构分散的数据资源，科研人员迫切要求高校图书馆等机构提供可靠的服务，通过对科学数据进行迅速采集、整合与分析，降低科学数据处理成本，更好地为科研活动提供支持。尤其是E-Research 改变了科学研究范式，提供了跨区域、跨机构、跨学科的交流环境，加快了数据传递共享[3]。高校图书馆只有顺应EResearch 发展趋势，全面分析科研人员新需求，才能更好地发挥自身在数字化科研中的价值。

2 E-Research 环境下高校图书馆促进科学数据共享的障碍分析

科研活动的开展需要可靠的数据支持，也需要专门的机构负责科学数据管理工作，以实现数据的长期保存与共享。高校图书馆作为教学科研服务机构，虽然在科学数据管理方面积累了丰富的经验，但在科研数据共享上依然面临较多障碍。

2.1 数据安全存储面临挑战

如今科学数据的增长速度惊人，大量非结构化的数据给高校图书馆的管理带来难题，表现在数据筛选、过滤难度增大，数据之间的互操作性不足等。并非所有数据都需要长期存储，这就需要依靠适宜的软件进行过滤，而不同学科的数据由于独立存储，使得彼此之间的关联不足，这势必影响到科学数据的高效整合，不统一的数据存储方式，也影响到用户的检索体验。同时科学数据在长期存储过程中，还面临数据丢失、泄露等风险。高校图书馆虽然会对科学数据进行学科分类，并依据分类标准确定存储模式，但大数据环境下信息流通频繁，很难界定数据的流向与转化方式，甚至难以实现准确定位，这不仅增加了数据整合难度，也增加了数据安全管理的风险。

2.2 缺乏完善的硬件基础设施

先进的数据管理传输技术，是实现科学数据集成与共享的前提。E-Research 环境下语义网、可视化等先进技术的应用，为科学数据流通提供了便利，也成为高校图书馆科学数据管理的新工具[4]。如今很多高校图书馆建立了专业学科数据库，用于数据资源储备的高端服务器增多，科学数据存储空间不断扩大，科学数据管理效率大幅度提升[5]。然而从目前高校图书馆科学数据的组织模式来看，存在基础设施建设不到位等问题。高校图书馆在学科数据库建设方面，对不同学科资源的组织，一般采用该学科公认的管理标准。然而不同学科技术标准的差异性，影响到平台对资源的集成效率，无法保障用户对资源的集中式获取。加上无论是数据库还是云存储中心，其网络传输系统建设都需要大量资金支持，若资金不足势必影响到系统的维护和更新，进而阻碍科学数据的长效存储与共享。

2.3 科学数据服务缺乏协作性

高校图书馆的服务对象主要为科研工作者，提供科学数据服务的目的在于支持科研创新。科研用户在检索利用科学数据方面，对数据的专业性要求较高，这就对科学数据服务提出更高的要求[6]。随着E-Research运动的发展，开放存取理念深入人心，也要求进一步扩大科学数据开放范围。然而很多高校图书馆仅向本校用户开放，在科学数据服务方面存在独立性，不同机构之间缺乏协作，极大阻碍了技术交流与经验分享，也不利于科学数据的广泛共享。同时很多高校图书馆采取封闭式管理体制，并没有建立资源传输共享机制，导致不同机构之间科学数据无法顺利流通，加上受到知识产权等因素的影响，部分图书馆不愿意共享特色资源，这就很难满足E-Research 环境下的协同式科研交流需求。

3 E-Research 环境下高校图书馆科学数据共享模型的构建

高校图书馆要想顺应E-Research 发展趋势，营造开放共享的科学数据服务生态，有必要建立科学数据共享模型，对科学数据进行统一汇总，以语义描述与关联数据的方式组织管理，方便用户对科学数据进行检索、查阅与传播（如图1）。

图1 高校图书馆科学数据开放共享模型

3.1 基础数据层

高校图书馆获取科学数据的途径，主要是与科研机构或科研人员协同合作，对其科研成果进行统一整合。由于研究学科与方法的差异，用于描述科学数据的元数据标准不一，不同机构提供的数据质量也参差不齐，这极大地阻碍了科学数据的广泛传播。高校图书馆需要设置统一的元数据标准与格式，方便服务系统进行识别、分析与传输，避免数据冗余和错误发生。同时要求科研人员按照要求传输科学数据，遵循共享平台的数据规范，共同实现数据共享。为了提高科研人员提供数据的积极性，高校图书馆需要做好学术成果评价工作，综合分析科研成果的学术地位，认可科研活动的社会价值，保护科研人员的知识产权，以吸引更多人参与到科学数据共享中来。

3.2 关联分析层

面对来源各异的数据资源，高校图书馆在多方采集整理后，可以对已有科学数据进行语义转化，在赋予唯一标识基础上，促进既有数据与关联词汇集中本体的匹配，若匹配成功则进行URI 复用和实体关联化。若匹配不成功，则由专业人士介入进行处理，选择适宜的URI 命名方式实现数据关联化[7]。然后利用RDF结构模型，实现不同科学数据之间的语义关联，将大规模数据转化为具有语义特征的数据集，并通过服务系统对外发布。为了扩大科学数据传播范围，高校图书馆可以构建关联数据链接，以语义映射的方式，清晰展现不同科学数据之间复杂的关系，发现更多数据资源的相关性，进而实现大范围的数据共享。

3.3 应用共享层

高校图书馆将关联数据纳入服务系统，为用户提供可以展现科学数据之间复杂关系的服务界面，有助于用户根据需要检索、浏览、下载数据资源，并且通过与馆员互动，提出自己对共享平台的建议。科研用户之间的在线沟通交流，也可以促进科学数据的传播，他们可以相互浏览评价对方上传的资源，或者根据经验给出相关的建议，这样不仅营造了良好的学术交流氛围，也可以提高科学数据的转化率。与传统的检索方式不同，基于语义关联的科学数据检索支持SPARQL查询语言，能够实现多个数据库的数据关联，以建立网页链接的方式扩大检索范围，将具有学科相关性的数据整合起来，并反馈给用户个性化的检索结果，进而保障服务的专业性与高效性。

4 E-Research 环境下高校图书馆科学数据共享的保障机制

E-Research 环境下科学数据来源复杂，涉及主体众多，实现科学管理需要多方力量的协同合作。而建立良好的运行保障机制，从政策、技术与服务层面提供支持，是高校图书馆科学数据共享得以实现的关键。

4.1 制定分层科学数据共享政策

科学数据的生产、传播与利用，涉及科研机构、图书馆、出版社等众多主体。要想切实实现科学数据开放共享，有必要根据不同主体的特点和需求，从宏观、中观和微观层面，制定合理的科学数据共享政策。具体而言，国家可以从宏观层面制定法律法规，确定科学数据的所有权、共享方式等，为E-Research 环境下科学数据的合理利用提供指导。中观层面，由科学数据提供方设计数据共享规则，明确元数据标准和格式规范。微观层面，由科学数据管理服务机构制定，包括存储方式、提交规范、引用途径、产权保护措施等。尤其是高校图书馆作为数据存储、管理与服务主体，应该依据国家政策法规要求，做好知识产权保护工作，明确学术规范与伦理，切实保障科研用户的基本权益。

4.2 建立软硬件结合的技术体系

E-Research 环境下各种先进技术的应用，有助于高校图书馆服务系统升级，提高科学数据流通管理效率[8]。从硬件层面看，高校图书馆可以利用物联网、大数据等技术，搭建科学数据管理服务平台，为大规模科学数据的整合提供支持。同时利用云计算技术，在高效计算基础上建立系统安全认证机制，实现从数据采集、分析、管理到利用的一体化认证，避免信息丢失与泄露（如图2）。例如北京大学图书馆依托国家自然科学资金资助，建立开放研究数据平台；武汉大学图书馆成立数据管理中心，开发专门的科学数据管理加护模块，为科学数据共享提供了安全的环境。从软件层面看，高校图书馆不仅要积极开发数据管理工具，也要注重与科研组织深入合作，实施统一的数据管理标准，并且强化科学数据素养培训，引导用户更好地检索和使用各类资源。

图2 高校图书馆基于云计算的系统安全认证模型

4.3 建立多主体协同的服务体系

科学数据是在科研活动中产生的，这些数据具备从生产、存储、流通到消亡的生命周期，不同阶段的参与主体各异，对科学数据的组织管理要求也不尽相同。由于很多科研项目是由多个机构协作完成的，结果就是多个单位均存储有这些数据，如不能有效共享信息，势必导致数据资源的重复建设与浪费。高校图书馆作为科学数据服务主体，需要针对不同阶段的服务特点，有意识地开展科学数据共享宣传工作，从学科专家、校领导、学科办等入手，提高更多主体的科学数据服务意识。此外，强化与科研院所、政府部门、出版社等机构的合作，形成多主体协同的服务体系，创建统一的元数据标准格式，促进信息互通和资源互补，共同探讨适宜的科学数据共享路径。

5 结语

科学数据是实现科技创新的重要战略资源，是高校图书馆服务的新领域。随着E-Research 的深入发展，基于移动网络的协同式科研范式初步形成，改变了科研环境和方式，也要求实现更大范围内的科学数据开放共享。高校图书馆必须审视E-Research 发展态势，重视科学数据管理与共享工作，依据国家政策法规健全科学数据共享机制，以功能完备的技术平台和可靠的服务体系，让科学数据服务工作紧跟时代变化，为科研活动的开展提供更加有力的支持。