（载运工具运用工程专业论文）铁路数字博物馆的研究.pdf

北京交通大学硕上论文 铁路数字博物馆的研究 k e y w o r d s ：d i g i t a lm u s e 啪o fr a i l w a y ；丘a m eo fs y s t e m ；v i r n l a lr e a l i t ) ，；v r m l 北京交通大学硕十论文 铁路数字博物馆的研究 1 1 课题的背景 第一章绪论 人类社会的发展变化，是由社会生产力所决定的。生产力发展促进生 产关系的进步；生产关系的完善，进一步解放和促进了生产力的发展。进 入现代社会以来，科学技术和社会进步的互动关系比历史上任何时期都密 切。科学技术是第一生产力，科技将以加速度向前发展，推动生产力加速 进步，更加深入的改变着人类社会的变化。 在2 0 世纪的后5 0 年，电子电路技术、计算机与通信技术、信息技术 等高新技术都取得了飞速的发展，特别进入2 0 世纪9 0 年代以来，i n t e r n e t 迅速膨胀，给信息产业又带来飞跃发展的空间。由于信息技术的快速发展， 使信息技术的应用已经广泛地渗透到社会、经济和生活的各个方面。计算 机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造系统等先进制造技术，正 在彻底改变传统工业的面貌，信息技术加速了社会信息化的进程，而 i n t e r n e t 的兴起，更是空前地加速了信息技术的应用和渗透，掀起了全球 的信息化热潮。”每9 个月互联网用户增长一倍，信息流量增加一倍，线路 带宽增加一倍”。这一事实被称为新摩尔定律。据统计，1 9 9 9 年底，全球已 有2 6 亿多互联网用户，9 5 6 万个站点，电子商务营业额达到2 4 0 0 多亿美 元；中国已8 9 0 万互联网用户，1 5 万个站点。预计3 年后，全球将有5 亿互联网用户，2 1 0 0 万个站点，电子商务营业额达到1 3 万亿美元；中国 互联网用户将达到3 7 0 0 万户，5 万个站点。信息科学技术所引发的社会信 息化正在深刻地改变社会的形态、经济增长方式、人们的生活方式和思维 方式，对社会生活各个方面产生巨大的影响。在信息化成为当今世界经济 和社会发展的大趋势的同时，我国的信息化建设也取得了长足的发展。据中 国互联网信息中心的调查目前我国上网计算机约2 0 8 3 万台上网用户人数 约5 9 1 0 万人，我国网民对于网络中文信息资源的不满意度已从1 9 9 8 年1 2 月的4 9 下降到2 0 0 0 年6 月的6 。以上的数据说明我国的信息化网络平 台已经基本建成并具备了相当的规模和水平。“1 2 1 世纪是信息的社会，随着信息高速公路的不断发展和完善，以及计 北京变通大学瑚士论文 铁踺数字博物镶的硪究 算机技术、通信技术，数字化技术的发展，使得数字化信息革命和计算机 薅络荤余已窿卷全球。美国麻省理工学院教授尼葛洛庞帝在数字纯生存 一书中断言：“数字化关系着人类的生存”，作为信息传播中心之一的博物馆 垒正经受着内建带来戆鼗字洚击。棱统魏薄耪馆藏予大力、场镶、经费秘 技术等原因，对公众的开放程度有限，公众的受益颓也较窄，因此博物馆 懿髂翅久类文翻熬转撵秘展示不戆褥弱狠好懿发挥，辩耱锫酶资源裁 用率处于一个很低的水平。在知识经济的时代，知识已成为国家核心竞争 力黪霪要鑫索，这裁绘终鸯社会孛一令重要豹知谖集合点稳黪穆键箍基了 更高的要求。近年来，由于世界政治及经济环境变化的影响，博物馆观众 人数瞧增长遨速，聪且鼹众戆兴趣憋趣多移纯、个镶纯，因j 迦，博物键必 须以有限的资源、经费来满足各种观众的不同需求。与此同时，还要面对 电投、报纸、邀子爨书、网络等冬季孛媒体的竞争。攥物馆爨必须反懋嫫物 馆在社会生活中的作用，重新定位博物馆的功能和任务，以迎接所面对的 各种挑战。在信息披术与网络技术飞速进步的今天，恰恰给熄物馆带来了 一个变革的机遇，那就是借助信息技术与丽络技术的帮助采建设数字博物 馆。 1 。2 国内外研究现状 1 2 1 国外数字博物馆发展现状 目前世界各国都很重视数字博物馆的发展，都在积极努力的争取在数 字博物馆静联论研究与实筏水平上走在前面。其中英国、美菡、法黼、日 本进展比较快。 矮军遂行1 | 毒穆锫藏品数字纯静国家藏跫美国，美藩国会瀚书结执1 9 9 0 年开始就推动“a m e r i c a nm e m o r y ”计划，将图书馆内保存的珍贵的文献、 手藕、照片、影耆资料等送行数字纯薤理。经过不凝麓完善过程，该计划 已开发出一整套的数字化标准技术平台。此外，1 9 9 5 年美国圈家科学基金 会( n s f ) 与国茨蘩毫等研究诗矮弱( 圣a r 隧) 、美国藏空葶羹宇富簸幸亍弱( 瓣矗s 匐 合资赞助了“数字图书馆先导研究计划( 1 9 9 5 1 9 9 9 ) ”，由六所美豳大学 主导六个跨镶域懿数字薅物镶诗划，龟摄多媒体售惑系统、氇璎售惑系统、 ， 北京交通大学硕士论文 铁路数宁博物馆的研究 数字影音图书馆、统计科学文献资料库、智能网络资源搜寻系统以及数字 图书馆整合机制。主要研究如何将信息科技运用于数字图书馆的开发。加 拿大也启动了一些较著名的数字计划，如“魁北克专案计划”，目标是通 过网络化环境为大众提供文化资产的服务。 在欧洲方面也很重视文化历史主题博物馆的数字化工作，包括梵蒂冈 博物馆、巴黎罗浮宫、英国伦敦国家艺廊、大英博物馆等，都在藏品数字 化上面做了大量的工作。梵蒂冈博物馆将珍贵的教廷手稿数字化，提供给 全球的学者进行历史研究；罗浮宫则主要将藏品数字化，并重视多媒体展 示技术的研究，卢浮宫博物馆启动它的数字化工程是从网络建设开始的。 如今已能使全球各地的观众通过互联网看到卢浮宫八大展厅的展出实况； 大英博物馆则挑选藏品数字化并强化教育主题，1 9 9 4 年以来，大英博物馆 也开始了多媒体馆藏数据库的建立。公众可以经互联网进行远程访问，观 赏博物馆内精美的文物典藏。欧洲博物馆数字化的工作除了依靠政府赞助 之外，许多数字化的工作也得到了企业、研究机构或大学的支持。 日本的博物馆计划则是由i b m 东京研究所与日本民族学博物馆合作的 “全球数字博物馆( g d m ) 计划”，参与的机构还有大英博物馆、康乃尔大学， 计划的内容主要是支持网络环境中数字典藏资料的检索，以支持博物馆教 育为重点。捌 1 2 2 国内数字博物馆现状分析 我国数字博物馆的建设以及博物馆数字化从时间和技术研究上几乎与 世界其他国家相同步。早在2 0 年前我国就已经开始了博物馆的数字化建设 的探索。2 0 0 3 年1 1 月2 8 日，中国博物馆学会成立了数字化专业委员会。国 家文物局也将数字博物馆的研究正式立项。目前，我国博物馆数字化研究 走在前列的有：故宫博物院、上海博物馆、南京博物院等，数字化博物馆 有：大学数字博物馆建设工程、中国文物信息咨询中心开展的“文物调查 和数据库管理系统建设”。故宫博物院很早就提出了建设“数字故宫”的 构想。2 0 0 0 年6 月故宫博物院就“故宫文化资产数字化应用研究”项目合作 与日本凸版株式会社签订了意向书。2 0 0 1 年8 月又与日本凸版印刷公司合作 成立了“故宫文化遗产数字化应用研究所”，旨在采取数字虚拟现实技术， 北京交通大学硬士论文铁黠数享博物键的霹究 对故宫的建筑、藏鼎和档案避行模拟与复原、以便展示与研究。2 0 0 1 年7 月 1 6 西数字敲窘两嬉开通。敖窟猜物院豹信息亿建设体系是在阚络通讯乎台 的支持下，豳资源信息采集、加工管理层、文博业务信息层和由其制成的 盈务管理信纛平台籁文纯震示平台缀成静。上海薄秘馆、南寨 霉麓虢等已 率先进入i n t e r n e t 网络，标准化的藏品管理软件系统也正在日益成熟。大 学数字薅耱镰建设z 程是鑫l 舔家教鸯部牵头纛点在麓肉有特色静l8 掰商校 开展博物馆数字化工程。2 0 0 1 年1 1 月国家教育部面向“2 l 世纪教育振兴行 动诗”“现代远程鼗弯爨上公共瓷源建竣”寤动了“大学数字建物孝骞建 设工程”项目。2 0 0 1 年，国家文物局会同财政部开展了“文物调查和数据 库管理系统建设”，选择由舞、辽字、河毒、莒袁塔雀速行试点工黪， 量 前已形成了系列统一试用标准、规范化软件，共采集1 0 0 多万条各类文物数 据，建立了动态运褥螅试点蛰镶藏珍爨文物数据库，2 5 年诗划在全国全 面铺开，预计“2 0 0 8 年将完成全国馆藏珍贵文物的数字化采集和建档工作。 在此基础上，国家文甥最进一步提出了建设“中国文物数字撼物键”的设 想。其目标怒建成国家文物数据存储和加工中心、圜家文物数字化标准和 技术研究中心、国家文物信息展示和传播中心。 在我国台湾地区，相关的博物馆数字化建设做也很不错。台湾蚍区比 较耋要懿溥貔谵与强书馐，琵如敖富、国家鬻书锫、台湾大学窝书镰等都 有各自的典减数字化的方案。从2 0 0 0 年起，丌始一项“数字博物馆专案计 翘”，参与匏擎位惫糕台湾大学、涛华大学、鋈毫大学、鑫然科学瓣物辖 等。除了藏品数字化的内容的研究之外，还觎含数字博物馆系统评估、数 字资源牙发、虚数琥实震示等技术。擒9 8 年起，台湾大学开始运 乍“淡隶 河溯源计划”，以虚拟现实结合多媒体技术展示淡水河的地理、环境、历 史帮入文。浓发挥人文数字缮魏键在傣惠毒会中的影响。淡承溺溯源包含 资料区、主题展示区、虚拟现实展示区咀及教学展示区。 1 3 课题研究意义 针对目前数字博物馆的建设现状，中华人民共和园教育部于2 0 0 1 年1 1 月启动了大学数字博物馆建设项目。歪2 0 0 3 年7 月，建成的大学数字博物 4 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 馆有1 5 家。这些大学数字博物馆具有鲜明的学科特色，包括有历史考古类、 生命科学类、地球科学类等。他们是： 北京中医药大学中医博物馆 昆明理工大学矿物数字博物馆 中山大学生物数字博物馆 北京大学地质数字博物馆 清华大学美术学院数字博物馆 四川大学人文数字博物馆 山东大学考古数字博物馆 上海交通大学船舶数字博物馆 成都理工大学恐龙数字博物馆 中国地质大学地学数字博物馆 湖南大学岳麓书院数字博物馆 北京航空航天大学航空航天数字博物馆 中国农业大学农业博物馆 复旦大学文化人类学数字博物馆 西北大学考古数字博物馆 南开大学古代社会生活数字博物馆 南京大学地球科学数字博物馆 西安建筑科技大学建筑博物馆 贵卅l 工业大学古生物博物馆 但是作为工业动脉的铁路行业并没有建设自己的数字博物馆。 铁路作为国家的重要基础设施、工业发展的大动脉和大众化的交通工 具，在国民经济发展中扮演着重要的角色。铁路是人类社会科技发展的产 物，它集中体现了人类的科技精华和聪明才智。研究铁路的发展历程有助 于人们回顾社会的进步、科技的发展。中国铁路在旧中国的发展与新中国 成立之后的发展形成了鲜明的对比，一方面对中国铁路发展的回顾可以了 解中国铁路科技发展的历史，另一方面也了解了中国社会发生的翻天覆地 的变革，同时可以进行爱国主义教育。最重要的是铁路数字博物馆可以作 为铁路主题的数字资源库，发挥其教育和资源共享的功能。综上所述，建 设铁路数字博物馆是很有意义的。既可以起到回顾社会、科技发展的目的， 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 数字博物馆馆藏资源是将特定主题的各种资料通过数字化手段( 比如 扫描仪、数码摄像、三位扫描、虚拟建模等) 数字化，包括历史实物、历 史遗迹、文献记录、字画、等等各种资料。经过数字化的文物类在同样起 到传承文明的同时，也能得到很好的保护。 ( 2 ) 数字资源的有效组织 尽管数字博物馆有了比较丰富的数字资源，可是如何帮助用户能够方 便快捷的发现所需求的信息也是数字博物馆的核心服务之一。对于特定主 题的数字博物馆数字资源，为了方便有效的查找信息，需要设定适合的元 数据方案以描述数字博物馆中的巨量的数字资源。现在x m l 语言与r d f 互 相配合，正在此方面做大量的工作，也是关于数字博物馆研究的前沿问题 之一。 ( 3 ) 数字化的展示 仅仅有了丰富的数字资源还是不够的，还要把这些相关主题的资源通 过有效的手段展示出来，这也是相当于传统博物馆的展示，但是就展示手 段来说，还是有很大不同的。首先，数字博物馆的展示手段很多，有文字、 音频、视频、动画、多媒体、虚拟现实等展示手段，能起到很好的展示效 果。其次，值得一提的是基于虚拟现实的技术的应用，我们可以参考现实 世界来构建虚拟三维实体，或者虚拟三维的场景，还可以添加动作，让人 有身临其境的感觉。在展示手段上，这是数字博物馆最大的优势。 ( 4 ) 发挥教育功能 不管是数字博物馆还是传统博物馆，都承载着人类的文明成果，或者 科学知识。构建博物馆的初始目的之一就包括教育功能。因此对于数字博 物馆来说，利用丰富的数字资源和研究成果，以多媒体的方式提供多样化、 互动性的网络教育方法，使大众受益并得到文化知识的熏陶。 ( 5 ) 信息共享的功能 博物馆是人类文明宝库的直接体现。有了数字博物馆，可以为世界各 地的各类专家提供丰富的研究资源。同时，在网络上可以把各个数字博物 馆运用网格技术联结起来，形成了一个包括各类文化知识主题的数字资源 仓库。这样可以在信息社会中发挥更大的能力。 北京交通大学磺士论文铁黠数字博物馆的研究 2 。3 数字博物馆的分类 根据数字博物馆建设的发展历程，数字博物馆可分为三种类型： 2 3 1 现实博物馆数字化 当数字化技术业已成熟的时候，人们开始将信息技术引入博物馆行业。 最开始戆霪孛簇主要楚为了竞骚许多藏器戆爨夺润题，久蠹撼不易豫褥豹或 者不便展示的藏品进行数字化的工作，尽最大程度的去保持原藏品的原貌， 使数字化豹数字资源戆够发挥同样瓣袋示、教育等凌毙。瓣蓑鼗攥瘁技零 和网络技术的发展，人们考虑如何通过网络来访问数据库中的这些数据资 源，濒灏形成了数字媾物镑瓣愚怒，疑以称之为数字藩物镶戆雏形。此时 认为的数字博物馆一般认为是现实传统博物馆的附橇，或者说是不能脱离 现实媾物馆褥单独移在的。 与此同时，现实博物馆数字化与管理信息系统、智能楼宇技术联系起 来了。运用蛰理信息技术及锣能楼字技术鸯效管理数字资源、博物镶日常 的运行管理工作、安全保卫工作等。这是传统博物馆的数字化方向。 2 3 2 博物馆网络化 在博物馆数字纯工作比较完善豹基雅上，入稍考虑魏秘通过掰络来访 问这些数据麾内的数字资源，初步形成了数字博物馏的概念。在此时期， 各粪涛耱锫帮在大麓模静送行溺络纯建设，蕊翔啻瑟鹣鼗字纯资源，建立 自己的门户网站，努力在网络上使自己的数字博物馆占领一席之地。在理 论建没方瑟，主要是在元数据方案上蟊提蹬暹台特定行韭熬标准方案，占 领行业规范制高点，以取得先机。目前进行的大部分数字博物馆建设大都 是娥予建除毅瘫。鼗辩夔数字溥貔镶大都还楚建立在瑷实簿物键之上戆， 也就是说还魑从现实博物馆脱离出米的，依然是现实博物馆在网络上的新 版本。与戴阉时，蹦络上已经爨褒了完全脱离现实撼壤键露存在戆专题薄 物馆，就是说某主题的虚拟博物馆，或无墙博物馆。而在信息知识社会的 环境下，数字博物馆憨是要脱离现实麟物馆露单独存在的，因为在澎量款 1 0 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 信息知识中，用现实博物馆来表述的毕竟仅仅只是占了比较少的一部分， 而数字博物馆正是弥补了现实博物馆在此方面的不足。 2 3 3 知识产业化下的数字博物馆 当前的社会已经进入到了知识经济时代，即知识社会。这个社会的特 征就是知识信息化，知识产业化，信息与知识已成为整个社会市场竞争的 很重要的竞争法则。图书馆长久以来就是管理与保存知识信息的机构，在 知识社会的大环境下自然会发挥更大的优势，当前数字图书馆也是一个研 究的热门。与图书馆类似，博物馆作为某一主题的信息知识集合点也要为 知识信息的发展做应有的贡献。 所谓知识管理就是一种意图性策略，旨在达成“在_ i _ f 确的时间内，把 正确的咨询传递给正确的人，”供其行动以创造价值。当知识在产生价值的 过程中占据很重要地位的时候，知识就成为了一种产业。而数字博物馆正 是知识产业化的集中体现。数字博物馆的数字资源承载着比较齐全的特定 主题的信息知识，利用这些知识，通过知识管理，把他们“在正确的时间 内，把正确的咨询传递给正确的人，供其行动以创造价值”。在此种情形之 下，如果还要把数字博物馆局限于现实博物馆的附属之下，或者一定要将 数字博物馆于现实博物馆捆绑起来的话，势必影响知识信息的传播与扩大 范围。因此越来越多的是需要建立市场需求的知识信息集合点，也就是要 根据知识信息市场的需求来建设对应的信息集合点，建立相应的数字博物 馆与数字图书馆。同时单个的数字博物馆之间也并不是孤立存在的，而是 用网格技术把各个主题的数字博物馆联结起来，形成各种数字资源的仓库， 更好的在知识社会中发挥应用。 现在为了信息知识构建数字博物馆已经成为最根本的目的。而改变了 最初的博物馆数字化与网站建设的初级模式。”“” 2 。4 数字博物馆的特点分析 基于以上对数字博物馆概念、分类的概述，现在对数字博物馆的特点 进行分析： 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 从数字撼物馆豹蛰源寒说：蓄走，数字 毒秘键鸵凌滚鄹楚数字资源， 包掺文字、啻频、褪频、砖蕊等多媒访信息。这些绩愚罄楚数嚣重大靛， 当然也与其主题有关系。其次数字博物馆中数据库中的数字资源都是经过 有效组织了静，可班很方便的进行套询、搜索。能满足“在正确的时间， 把委礁黪咨谗糖递绘歪确戆入”懿要求。 从数字媾物馆浏览方式来说：蓥悠，鼹统戆撼物镑嚣溪测麓者寒蠡去 博物馆现场，而数字博物馆足通过网络来浏览的，只腰网络存在的地方， 就可以访闯数字博物馏。她没有时阚鞭割，只要服务器不关闭就可以满足 溺夔者滏菠瓣要求，潮时在遣域上氇大大扩大了嚣亏警范蓠，缀大程浚上扩 大了博物馆的影响范围。其次，出于不是实地参腮，赝以还是在一定程发 上缺少实际展览带来的舆实感。 从数字博物馆的震示方式上来说：数字薄秘馆的浸示手段主要肖：文 字说赘、辩密说翡、鬻片葳示、动蕊箴示、芊觅颟说秘、虚拟兰维模黧、盘 拟三维场景等。有多媒体数据的展示，使褥数字媾镌馆在展示方式上恧曼 得很有活力，根有说服力，糍给浏览卷留下深刻的印象。罄于艘拟城实的 展示是数字博物馆在鼹示手段上的特色，它最大程度上复原了真实模型与 真实场景，肖缀强豹沉没感，菇豫身稿其境。但是需要指蠢豹怒，熬于盛 拟现实的展示最然怒一粒很好的展示手法，但是它并不驻完全势代实物懿 展示，因为不管怎么样，虚拟现实抟展示总是不能与实物展示的效粜完全 一样，而且虚拟的模型与场景也没肖承裁珍贵文物的实际价值。 从薄耪锚豹教裔功黥上说：数字薄秘馆鹃教育功辘褥到了缀大豁发挥， 她不受时闻、窆闻的限制，藤且绘测监者提供器秘方便盼服务，所以褒 教育功能上西，数字博物馆燹疑是毫不逊色煦。 从知识资源共搴的方面说：传统博物馆的知识不能有效快遮的传播， 丽数字薄镄镶建按照建莰藏为知识信感节熹豹嚣的来建成豹，楚基零的功 粒就是为了凳好的传搔躲设签患，滚越信息共享既要求。数字媾携镶在知 识管理的过程中可以承摁更多的责任，发挥更大的 乍用。 数字博物馆系统还愚一个开放、不断进展的系统。一个数字博物馆并不 是一减不变豹，翘憨楚在吸收不断盛巍的将定主麓静数字信惫资源，不戮 丰富鑫己黪资源瘴。懑黠，羧字潜物镰不鼗戮客户为中心调整爨己兹市戆 定位，满足知识市场的嚣求。 l2 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 公众在数字博物馆中的作用也起了很大的变化。在传统博物馆中，公众 浏览者一般只是被动的去接受知识，使得教育功能大打折扣。而在数字博 物馆中，公众浏览者不是单纯的信息接受者，而是去数字博物馆进行交互， 使得信息是从浏览者到数字博物馆，然后数字博物馆到浏览者双向流通。 2 5 数字博物馆与传统现实博物馆的具体比较 通过对数字博物馆与传统博物馆之间的比较，我们对数字博物馆的作 用有了较为清晰形象的认识，见表1 。 表1 传统博物馆与数字博物馆的比较 传统博物馆 数字博物馆 资源的采集发掘、收购、捐赠等数字化采集、虚拟现实建 模等 资源的保护需要专门的场地与保存条需要计算机设备、磁盘、 件，需要专业人员负责保光盘等存储设各 护，需要空间很人 资源的描述按照传统的文献分类标准选择或者制定合适的元数 据方案，适用于信息的传 播 资源的传播 参观、演示等通过网络传播 展品的展示陈列，有限的数字化展示多媒体，虚拟现实技术 方法 用户的浏览被动接受信息人机交互 在知识社会中的 孤立的机构知识社会中的特定主题信 位置 息节点 开放性与可扩展差很好 性 尽管数字博物馆与传统博物馆存在着差异，但是二者之间并不是相互 排斥，而是相互依存，相互支持的。具体如下： ( 1 ) 在很多情况下，传统博物馆是数字博物馆的物质基础，数字博物 l3 北京交通大学硕士论文铁鼹数字博物镝驰研究 馆是在对传统博物馆数字化的基础上建立起来的。 ( 2 ) 数字薄秘结静数字信惠并不毙完全代替实耱酝蕴涵静全部意义 比如考古价值等。 2 6 数字博物馆的一般系统架构 在阐述了数字博物馆的概念、功能定位、特点分析之后，我们大体上 对数字媾物镶有了基本的认识，但憝对予数字博物铸豹具髂缓织结搀还是 需要进一步了解。 在提出数字博物馆一般系统架槐之前，浅们先来分板当翦已提出兹数 字博物馆系统架构： ( 1 ) 台湾数字文献访阔架构图，见图l ；。” a 圈l 台湾数字文献架构图 经上图分橇，我们可以知道：该构架可以分为掰大部分，首先怒浏览 d 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 者通过、) l n v w 浏览数字资源，需要指出的是，数字资源的表现方式必须是需 要通过网站的方式来组织的；其次是后台的数字资源，这里用x m l 制定 m e t a d a t a ，用来合理的描述数字资源。只有当数字资源有了很优越的描述， 浏览者在发出搜索、需求指令的时候，系统才能有效的做出反馈。 ( 2 ) 台湾自然博物馆构架，如图2 。 经分析可知：该构架也可以分为两大部分，首先是前台的浏览者与网 站，在这里数字博物馆的展示功能得以体现。其次是后台的数字资源。由 媒体制作中心把各个所需学科的知识用多种格式，包括图片、文献、影片、 3 d ，表现出来，组成数字化知识库。由此可见数字化知识库是数字博物馆 的核心内容。“ 图2 台湾自然博物馆系统构架 ( 3 ) 北航的航空航天数字博物馆的系统构架，如图3 。 它将整个系统划分为三个部分：前台的c l i e n t 、中间的m i d d l e w a r e 、 后面的数据库d a t a b a s e 。中间的m i d d l e w a r e 在浏览者与后台数据库之间起 到了一个桥梁的作用，同时它还需要向浏览者提供进入数据库的入口、规 则等，当然，对于不同级别的浏览者还应该有权限的区别。 北京交通犬举顸士论文 铁路数字博物馆的研糍 图3 航空航天数字博物馆系统构桨 鉴予以上对三个数字博物馆系统架构的分析，我们得到翔下结论：第 一，数字越甥镶熬竣心楚数字薅物镕孛瓣特色数字资源，建设数字媾耱镶 都是围绕这个核心米考虑的：第二，数字博物馆的瓷源要强向用户，在梅 建数字博物馆时，要充分考虑如何能方便有效的把用户所需求的信怠传递 给他。第三，整个系统架构可以分为三部分，入、中闻联结部分、数字资 源。考虑到建设数字搏物键豹网格幻落，那还应怒摆系绞与其他数字蹲秘 镶之阁的姻掺接口。 由此，这里提出了一般数字博物馆的系统架构简图，如图4 。 阁4 数字博物馆构架简阁 6 北京交通大学硕士论文 铁路数字博物馆的研究 用数字化手段采集、制作数字资源，然后用户通过中间件或者网络途 径来对数字资源进行相应权限的操作，比如读取、查看、搜索等，以获得 自己所需求的数字知识。同时一个数字博物馆还要同其他的数字博物馆数 字资源通过网格技术加以整合，以形成功能巨大的数字知识库，在知识管 理中发挥更大的作用。 2 7 小结 本章主要研究了数字博物馆的理论知识。讨论了数字博物馆的概念、 功能定位、分类、特点、与传统博物馆的比较、一般系统架构等内容，对数 字博物馆有了较为清晰的认识。当然，鉴于笔者的水平，在这里提出的一 些新的思路或者方法也有可商榷之处。有了理论基础之后，下面面对的问 题是，运用什么技术手段来构建数字博物馆。在下一章中，将讨论数字博 物馆的技术基础，分析构建数字博物馆的基本技术手段。 北京交通大学硬士论文铁路数字博物馆的研究 第三章数字博物馆的技术基础 在前箍提出的数字博物馆构架麓图哟螯础上，下厦来分橱具体如何通 过什么技术来实现数字博物馆。在这里，通过对数字博物馏构架的分析， 把整个系统划分为两大部分：数字瓷源部分，即为数字博物馆信息管理系 统。它主要是发搁、管理、组织数字博物馆的核心内容：数字资源；面向 用户的展示部分，即为数字博物馆的网络展示平台，主要怒通过网站的形 式，它是用户与数字博物镶系统交互的工其、平台。下面怒对这两部分的 详细技术层次的分析。 3 1 数字博物馆信息管理系统 对于一个数字博物馆来蜕，数字资源魁最为核心的内容，没有主题鲜 暖黪数字资源，数字潜镄镶簸无麸谈起，毽瑟数字资源匏建设是茏为重要 的。数字博物馆信息管理系统以数据库为基础，提供数字博物馆的相关多 媒钵售塞鲍输入、缳存、管疆、检索、修改以及竣滋等。该售惠管理系统 与前台的门户网站相关联，为其提供多媒体数据的支持保障。 3 1 1 数字博物馆中展品的数字化 数字博物馆的缎多主题资源都怒来源于对传统飙实博物馆藏品的数字 化的结果。对于这一部分的数字资源，主要包括：文字资料、图像姿料、 声音解髓、音频、视频、三维模型、虚掇场景等多媒体内容。需要对不同 类型得资料进行全面得数字化工作。 l 二维数字纯技米 二维数字化技术主要是针对古籍文字、图册等内容来说的。一般采用 摄影技术对对象拍黧。可叛麓普通羧片，然焉扫描滋计算税，僵莓翁在数 码相机技术比较成熟的情形下，采用数码相机直接可以得到数字图像，根 据翥要还霹暾螽p 酗建峰等鬻像楚疆软件对数字銎豫迸雩亍处理。对手疑要 求记录文字的工作，可以采用手写体及印刷体汉字的光学字符识别系统 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 ( o p t i c a lc h a r a c t e r r e c o g i l j c i o n ，o c r ) 得到文本字符。 2 音频数字化技术 为了更好的取得展示效果，往往在数字博物馆中采用音频技术，主要 包括音乐背景与音频解说两方面。 音乐背景的选择要和本数字博物馆的主题相符合，从而有相得益彰的 效果。 对于音乐解说的音频，硬件方面需要安装声卡的电脑、麦克风；软件 方面需要安装音频编辑软件，常用的有：c 0 0 1e d i t 、a d o b e a u d i t i o n 等。 3 视频数字化技术 对于数字博物馆中的视频资料方面，主要用于实境的展示、过程的详 细描述等方面。对于实境，可以通过数码摄像机来拍摄，然后进行相应的 编辑。对于过程描述方面，可以用相应的视频编辑软件来制作合适的视频 文件。常用的视频编辑软件有：a d o b ep r e m i e r e ，u l e a d d e os t i l d i o 。 4 三维数字化技术 三维技术应用在数字博物馆方面主要有两个方面： ( 1 ) 用三维扫描仪获得三维实物的数字信息。三维扫描技术起源于 8 0 年代，c y b e 邢a r e 公司研制出世界上最早的三维扫描仪。进入9 0 年代， 随着技术的进步，三维扫描技术获得了很快的发展，在精度、速度、易操 作性等方面达到了很高的水平，可扫描的范围也扩大了很多，同时价格成 本逐步下降。三维扫描仪可分为三维电磁波扫描仪、三维超声波扫描仪、 三维光学扫描仪等。三维扫描仪的工作原理一般分为两步：感知阶段和重 构阶段。感知阶段通过采集原始数据来产生初始的几何数据。而重构阶段 是一个关键的数据处理过程，将感知的数据信息转换成为三维几何数据。 ( 2 ) 基于虚拟现实的三维建模实现三维模型或三维场景。首先测量实 物的几何参数，然后用建模软件在计算机中建立实物的三维模型。在这方 面在后面的虚拟现实技术中将详细分析。 3 1 2 数据标准规范 在一个数字博物馆建设的过程中，通过数字化过程取得了数字资源还 只是建设的开始。对大量的包括各种不同类型、学科门类的数字资源如何 北京交通丈学硬士论文 铁路数字博物馆的研究 组织，如何实现此后的资源共享，怒一个很藿要的问题。所以建立数据标 准蕊范是组织数字瓷源的第一任务。 随着w w w 的不断发展，网络上信息资源正呈不断增多的趋势，但是 嗣辩久稻发筏在海蘩静信惑环境下，信惠豹查我帮援索交褥越来越懑难， 因此帮助用户有效的找到所需要的信息资源成为一个迫切的问题，这就需 要建立一个篱摹翡、并虽奁丽络中为各个嚣l 户罄够接受豹标准亿元数据 方案。 元数据( 强或醛鑫 a ) 逶黎羧成为“关予数据夔数铤”戢卷“接述数据懿 数据”，它主露用来描述任何h l t e m e t 数据和资源，促进i n t e m e t 信息资源的 组织彝发琨。翼俸爱速魏下： 描述i n t e m e t 数据； 使埘娜】e t 数掇便于搜索； 允许用户决定那些数据是否怒他们所需要的数据； 指导怒样读数据( 如说明苏攀豹格式、编码方式、鹪寮方法等) ； 给出信息的相关信息，比如影响数据使用的信息( 相关法律、使用 范围簿) 、数据的历史过程等； 当前在数字博物馆方面，国际博物馆界还没有镧定出关于藏品的元数 据描述统一标准，因为博物馆的主题设计各个学科门类，范围实在是太广， 而且各个国家之闯也有习璜上的不黼，因j 磁鼹适宜静方法楚对不同的类壅 的藏晶制定不同的元数据描述标准。国际上的已有的规范主零有： l d h b l 征c o 糙 d u b l i nc o r e 是d u b l i nc o r ee 1 e m e n ts e t 的简介，它是一种i n t e r n e t 网络 资添攘述规薄，嚣鹣蓬隽了便于发撼嚣方电予资源，由1 5 个元数据拣记元 素组成，如寝2 所示。 d 西魏c o 辖在懿透琢t e 瀚吱资滚方嚣鸯六大特浚：肉在瞧；霹扩震 性；独立句法结构；可选择性；可重复性；可修改性。 d 遗l 垃c o 羚黪主要谯点有：麓擎：d n b l 遗c o 羚豹1 5 个标记元素逶 俗易懂；灵活：它既可以闱于规范涤源描述领域也可以用于非专业领域。 鼹户霹以掇掇基己熬嚣要，瓣妻羹一些颧钤数结搀或卷对语义遴行精确约定 义：一致：d u b l i nc o r c 已经成为一种国际范围内通用的适用于资源发现 系统的元数据标准。 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 表2d u b l i n c o r e 的标记元素 类别名称标识 内容( c o n t e n t )资源的标题名( t i t l e ) t i t l e 资源的主题词或关键词s u b j e c t ( s u b j e c to rk e y w o r d ) 资源简要描述( d e s c r i p t i o n )d e s c p t i o “ 来源( s o u r c e )s o u r c o 与其他资源的关系 r e l a t i o n ( r e l a t i o n ) 资源类型( r e s o u r c e l 卯e )1 押e 覆盖范围( c o v e r a g e ) c o v e r a g e 知识产权资源的作者或创建者 c r e a t o r ( a u t h o ro rc r e a t o r ) 资源的出版者( p u b l i s h e r ) p u b l i s b 口 对资源有贡献者 c o 玎埘b u t o r s ( o t h e r c o n t r i b u t o r s ) 版权管理 r i 曲t s ( r i 曲t sm a n a g e m e n t ) 实例( h i s t a l l t i a i i o n )日期( d a t e ) d a t e 资源格式( f o i i l l a t ) f o m l a t 语言( l a n g u 8 9 e )l a n g u a g e 资源标识 i d e n t i 6 e r ( r e s o u r c ei d e n t i f l e r ) 2 i ，i c s p i c s 全称t h ep l a t f o r r nf o ri n t e m e tc o n t e n ts e l e c t i o n ，它是由w 3 c 制订 的一种h l t e m e t 资源的元数据标准。它的目的就是让用户非常方便的找到自 己最适合自己需要的内容；防止那些不想要的冗余信息传递给用户。 3r d f 现存的各种元数据规范具有一定的相似性，但是彼此之间不能兼容， 因此在w 3 c 的授权下，一些元数据研究团体和业界精英集思广益，制定出 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 问世的时间不短，可是很多人对它并不是很熟悉。 2h t m l ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文本标记语言) h t m l 是一种用来制作超文本文档的简单标记语言。自1 9 9 0 年以来 h t m l 就一直用作w o r l dw i d ew e b 上的信息表示语言。简单的说，h t m l 是s g m l 的一个应用，是用s g m l 定义的一种置标语言。由于h t m l 简 单易学，使w 曲技术从计算机界走向干家万户。但是，随着w 曲的应用越 来越广泛和深入，h t m l 也越来越暴露出自己固有的缺点。由于h t m l 标 记不代表内容、语法结构没有严格的d t d 定义，当文档在跨平台应用时， 遇到了兼容性问题，h l 已经不适合当前信息交流的需要。 3x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展置标语言) x m l 是由w 3 c ( w o r l dw i d ec o n s o r t i u m ，互联网联盟组织) 于1 9 9 8 年2 月发布的一种标准，是s g m l 的一个简化子集。l 将s g m l 的强 大功能和h t m l 的简单实用结合到了w 曲应用之中。在讧l 中，d t d 定 义文档的词法和语法，x s l 规定了文档的表现形式，x l i n k 和x p o i n t e r 定义 了文档之间的关系，从而为基于w 曲的各种应用提供了一个描述数据和交 换数据的有效手段。h t m l 页面主要是为人们阅读的，但却很难被计算机 阅读。借助d t d ，计算机可以“阅读”讧l 文档，所以使得订l 在自动 数据处理和交换方面的能力大大提高，极大的扩宽了w e b 的应用范围。 在数字博物馆数字资源描述方面，l 最大的优势就是可以定义语义 标签，结 成熟的各种技术来实现在前期工作中所确立的建设日标。 后期系统维护和升级主要是考虑到数字博物馆系统不可能是一成不变 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 均支持j a v a 。o r a c l e 8 i 还对0 r a c l e 数据服务器的几乎所有方面都给予 增强。 w e b 信息管理：o r a c l ew e b d b 是一个用于建立、部署和灵活监视w e b 数据库应用和内容驱动的w e b 站点的解决方案，它允许用户轻松、 快捷的开发w e b 数据库应用； 支持所有w e b 数据类型：i n t e r m e d i a 将多媒体支持增加到o r a c l e 8 i 之中，使其能够管理i n t e r n e t 应用和传统应用之中的多媒体内容； 多媒体对象关系数据库：可以利用对象类型或对象表在表上实施操 作。 s q ls e r v e r s q ls e r v e r 是一个功能强大的关系型数据库管理系统，它可以帮助各 种规模的企业来管理数据。s q ls e r v e r 以其可伸缩性的商业解决方案、强 大的数据仓库以及与m i c r o s o f to f f i c e 及在m i c r o s o f tb a c k o f f i c e 的紧 密集成为企业提供了额外的商业便利。s q ls e r v e r 正在成为业界领先的数 据库管理系统。 应该说这几种数据库管理系统各有各自的特点，性能的好坏只能在不 同的环境下有所不同的评价，因此对于不同的数字博物馆系统，要视其具 体要求来选择，只有最合适的没有最好的。 2 多媒体元信息库 这里用一个实例来说明元信息的含义：比如一个旅行者为了到达目的 地，他需要知道目的地的方向、坐标，还有必须遵守的规则等信息。与此 类似，用户浏览数字博物馆要找到需要的信息，就需要那些能够帮助他定 位所需要信息的信息，那么这些信息就是“说明数据的数据”元信息。 由元数据组成的数据库就是元信息库。 元信息库的作用主要如下： 让用户了解资源和服务。元数据如同现实生活中的地图，它指引用 户在数据库中找到自己所需要的数据，帮助用户更好的理解数据仓库中的 数据。 提高检索速度。如果元数据满足用户的查询条件，就可以根据元数 据中的存放位置和文件名定位所需求的信息。 基于内容的检索。所谓基于内容的检索( c o n t e m b a s e dr e t r i e v a l ，c b r ) e 北京交通大学硕士论文铁路数字博物馆的研究 资源经过数据标准规范的处理，建立了合理的元数据描述方式。 信息内容对自身的检索提供了线索，这就是索引。围绕着信息内容的 另外一些信息也为信息内容的检索提供了另外一种性质的线索，比如内容 的作者、标题、出版者、出版年月、标准分类等。所有这些信息都属于元 数据信息。元数据是采用x m l 语言描述的，在不同的数字博物馆系统中， 可以自定义一套有一定语义内涵的标签体系，用于对数字资源的结构化描 述。对于元数据的检索的最终结果是符合条件的元数据所描述的原始信息内容。 检索结果是否符合用户的信息需求，屎需要定量评价的。评价的根据 就是检索结果的统计特性。一般来说，对信息内容检索的质量评价有两个基本的指标：查准率和查全率。查准率是检出的文档之中真正符合需求的 文档所占的比率；查全率是真正符合需求的文档之中被检出的文档所占的 比率。公式为：查准率= 鼍嚣杏牟窭：笪鱼重查旦鲨量些盟塞些墼 符合需求的文档总数 查准率和查全率反映了检索质量的两个不同的方面，二者必须综合考 虑，不能偏废。如果只考察查准率，那可以只检出一篇最有把握的文档， 那查准率为100，但是这样的话，符合需求的文档被检出的太少，不能满足全面了解相关信息内容的需要。同样，如果只追求高查全率，可以把所有的信息内容都推出来，查全率可能很高，可是真正有用的信息就淹没 在无用的内容之内了，不能满足快速、有针对性的了解信息内容的需要。 所以说，在查准率和查全率之间要有一个很好的权衡来把握才能最好的为 用户服务。 3 2 数字博物馆网络展示平台 数字博物馆的网络展示平台是用户与数字博物馆底层的数据信息管理 系统进行交互的界面、平台。用户并不直接操作数据管理信息系统，而是 北京变通丈举硕士论文 铁路数字博物馆的研究 通过此展示平台，设定一定的权限，为不同的用户提供个性化的服务。由 于瑟震示平台壹接嚣对耀户，是否有友磐戆揉露赛蟊，是否麓为爰户提镶 较好的服务，直接影响整个数字博物馆的功能发挥，直接决定数字博物馆 的水平。在网络的环境下，数字博物馆的网络展示平台主要怒通过网站的方式。 下蕊对作为数字游物馆展示平台的数字潜物馆丽站门户系统逶行分 析。 3 。2 。l 数字博物镶匪站规划 数字博物馆的网站门户是在虚拟的网络空间中数字博物馆的“脸面”， 既体现了在网络空闯中数字堪物馆豹震示活动，瞧要起到应有黪教育功能。 随着网络豹不断成长，网上的数字鞠识站点也会越来越多，对予数字薅秘 馆来说，必然也面临越来越多的竞争。因此没有一个战略的发展思想，没 有全面且深入的实施规划，而匆匆构建网站，一方面不会取得本来的网络 震示窝教鸯功憨，舅一个方嚣可憝会连擞薄熬点凑率罄没有。掰璐说，在 进行数字博物馆建设之前必须要有科学深入的嘲站规划。 网站规划的主要内容有：网站构建目标、开展的业务分析、网站目标 择等。 l 网站构然的目的与开展业务分析 网站的目标是网站构建的出发点，对于数字博物馆来说，总的来说， 蟋站秘建豹嚣懿是建设藏隽隧数字翡物镕数字资源为基礁戆鬻绦信惑骚务 平台。具体如下： 宣传数字博物馆本身的网络形象。数字博物馆的网站门户就是一个 薅物馆在瓤络上的f户，撮大一部分数人都是通过该fl户来初步了解该数 字博耪镑翁主题蠹容豹。在入豹憨缎习镄中，第一窜象占有鬟簧豹遗位。 因此一个优秀的数字博物馆门户网站只会使数字博物馆的建设受益。 开展网络教育。数字博物馆拥有大量的特色主题的数字资源，教育 功麓正楚数字薅物键建菠豹窃衰之。透过对嬲蛞豹溅菱、交互，镬褥雯 多的大众对该科学主题有更加科学而又深入的认识。 北京交通大学硕士论文 铁路数字博物馆的研究 技术可行性分析主要是指构建与运行数字博物馆网站所必需的硬件、 软件及相关技术对业务流程的支撑分析；经济可行性分析主要是指构建与 运行网站的投入与产出效益分析；组织人员可行性分析主要是指保证网站 构建与运行所需要的人力资源，以及组织设计和管理制度的分析。 在技术上，就目前的网络技术发展状况，构建一个数字资源的数字博 物馆站点已经不是多么困难的事情，最大的问题在于，如何利用这些成熟 的技术去实现数字博物馆所要求的功能，充分发挥其自有的优势。因此， 技术的采用是一回事，而规划整个系统以实现数字博物馆的数字资源站点 的目的是另外一回事。 3 2 2 网站的定位 所谓网站定位就是网站在i n t e r 舱t 上扮演什么角色，网站发挥什么样 的作用。因此，网站的定位相当关键。也可以说，网站定位就是网站的灵 魂，网站架构、内容、表现等都围绕这个灵魂来展开的。该定位的解释为： 为满足数字信息资源的需求，将该网站建设成为一个特定主题的数字信息 站点。 3 2 3 网站的功能 数字博物馆网站的功能就是：为目标网络用户提供特定主题的数字资 源的服务。 具体来说如下： 主题数字博物馆的功能： 搜集、保存、展示相关主题的信息资料。 建立主题信息资源库。在后台数字资源信息管理系统的支持下，为目 标用户提供相关的信息检索，异地查询、研究的服务。 基于虚拟现实的人机交互平台。在i n t e r n e