劉昆雄 秦順 孔鵬

摘 要 數(shù)據(jù)科學(xué)時(shí)代，科研數(shù)據(jù)管理工具對(duì)推動(dòng)科研工作發(fā)展、增強(qiáng)高校核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要作用。論文基于DataONE數(shù)據(jù)生命周期模型，將科研數(shù)據(jù)管理工具分為數(shù)據(jù)管理計(jì)劃、存儲(chǔ)、分析、標(biāo)識(shí)與引用工具，并對(duì)19所“雙一流”和10所世界一流大學(xué)圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用現(xiàn)狀展開(kāi)調(diào)研。驗(yàn)證了國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有片面性與完整性的巨大偏離、個(gè)性化與標(biāo)準(zhǔn)化并存、開(kāi)源成為主要趨勢(shì)的特點(diǎn)。據(jù)此提出高校圖書(shū)館應(yīng)重視數(shù)據(jù)全生命周期的工具開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，增強(qiáng)自主研發(fā)能力，注重標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)的措施。

關(guān)鍵詞 雙一流? 世界一流大學(xué)? 高校圖書(shū)館? 科研數(shù)據(jù)管理工具

分類(lèi)號(hào) G321

DOI 10.16810/j.cnki.1672-514X.2019.06.013

Abstract In the era of data science， scientific research data management tools play an important role in promoting the development of scientific research and enhancing the core competitiveness of university. Based on the DataONE data life cycle model， the research data management tools are divided into data management planning， storage， analysis， identification and reference tools. Then it investigates the application of scientific research data management tools in 19 “Double First-class” and 10 World-class? university libraries. It is proved that the development and application of scientific research data management tools in university libraries at China and abroad have following characteristics： the huge deviation of one-sided and integrality， the coexistence of individualization and standardization， and the open source as the main trend of the development and application of the research data management tools in university libraries. Accordingly， it puts forward that university library should attach the importance of development and application of data life cycle tools， enhance the independent research and development capability， and pay attention to the construction of standardization system.

Keywords Double first-class. World-class university. University library. Scientific research data management tools.

0 引言

科研數(shù)據(jù)是科學(xué)數(shù)據(jù)的重要組成部分，同時(shí)也是推進(jìn)科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略資源。為加強(qiáng)和規(guī)范科學(xué)數(shù)據(jù)管理，保障科學(xué)數(shù)據(jù)安全，提高開(kāi)放共享水平，更好地支撐國(guó)家科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全，我國(guó)于2018年3月17日公開(kāi)發(fā)布實(shí)施《科學(xué)數(shù)據(jù)管理辦法》[1]。其中，提出通過(guò)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理與共享利用平臺(tái)的建設(shè)，推動(dòng)科學(xué)數(shù)據(jù)采集、匯交、保存和共享利用，實(shí)現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)的最大化價(jià)值。目前，我國(guó)已建成系列科學(xué)數(shù)據(jù)管理與共享平臺(tái)，但高校圖書(shū)館對(duì)科研數(shù)據(jù)管理工具[2]的應(yīng)用關(guān)注仍在起步階段。基于此，本文擬以部分“雙一流”[3]和世界一流大學(xué)圖書(shū)館[4]為例，選取國(guó)內(nèi)19所高校和世界排名前10的大學(xué)為調(diào)查對(duì)象，自2018年5月23日至2018年7月15日進(jìn)入每所高校圖書(shū)館的科研支持頁(yè)面，從數(shù)據(jù)管理計(jì)劃工具、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具、數(shù)據(jù)分析工具、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)與引用工具4個(gè)方面，統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具的應(yīng)用情況，并對(duì)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比分析，探尋高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)與應(yīng)用的特點(diǎn)，提出我國(guó)高校圖書(shū)館優(yōu)化科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用的相關(guān)策略。

1 國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用現(xiàn)狀

科研數(shù)據(jù)管理工具是實(shí)施科研數(shù)據(jù)管理的工具、平臺(tái)或系統(tǒng)的總稱(chēng)。數(shù)字化科研（E-Research）環(huán)境下，科研數(shù)據(jù)管理工具成為輔助開(kāi)展科研數(shù)據(jù)管理的重要基礎(chǔ)和保障[2]。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)與應(yīng)用處于起步階段。如表1所示，19所“雙一流”建設(shè)高校圖書(shū)館中有4所建立了科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，以采用開(kāi)源軟件二次研發(fā)、合作研發(fā)為主要途徑。北京大學(xué)圖書(shū)館走自主研發(fā)路線(xiàn)，建立學(xué)科開(kāi)放數(shù)據(jù)導(dǎo)航，并采用GIS地理信息系統(tǒng)進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)采集與共享。此外，中國(guó)人民大學(xué)圖書(shū)館等17所高校館采用Thomson Scientific開(kāi)發(fā)的學(xué)科數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工具ESI（Essential? Science Indicators）進(jìn)行學(xué)科態(tài)勢(shì)追蹤、學(xué)科競(jìng)爭(zhēng)力分析，助力高校科研發(fā)展和建設(shè)一流學(xué)科。

2 國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具功能分析

基于DataONE數(shù)據(jù)生命周期模型[5]，對(duì)科研數(shù)據(jù)管理計(jì)劃、存儲(chǔ)、分析、標(biāo)識(shí)與引用4個(gè)類(lèi)型的工具進(jìn)行分類(lèi)調(diào)查并揭示其具體功能。國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館的科研數(shù)據(jù)管理工具及其主要功能主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 數(shù)據(jù)管理計(jì)劃工具

數(shù)據(jù)管理計(jì)劃（Data Management Plan，DMP）是概要介紹研究過(guò)程及研究項(xiàng)目完成后數(shù)據(jù)處理方式的正式文件[6]，數(shù)據(jù)管理計(jì)劃工具即是為輔助制定數(shù)據(jù)管理計(jì)劃的工具。在調(diào)查的10所世界一流大學(xué)圖書(shū)館中，DMPtool、DMPonline和UKDS應(yīng)用較多，其中又以DMPtool應(yīng)用最為普遍（見(jiàn)表3）。

（1）DMPTool由加利福尼亞大學(xué)數(shù)字圖書(shū)館開(kāi)發(fā)，該工具創(chuàng)建數(shù)據(jù)管理計(jì)劃分為三個(gè)部分：計(jì)劃概述、計(jì)劃細(xì)節(jié)、計(jì)劃預(yù)覽[7]。目前共計(jì)有235個(gè)機(jī)構(gòu)，30 555個(gè)用戶(hù)使用，發(fā)布了27 087個(gè)計(jì)劃[8]。此外，還發(fā)布了5個(gè)參考模板以供科研人員參考使用：包括數(shù)字策展中心（Digital Curation Centre）、生物科學(xué)（NSF-BIO）、社會(huì)行為經(jīng)濟(jì)科學(xué)（NSF-SBE）、國(guó)家糧食和農(nóng)業(yè)研究所（USDA-NIFA）和通用（NIH-GEN）。美國(guó)高校圖書(shū)館多使用DMPtool提供數(shù)據(jù)管理計(jì)劃服務(wù)。

（2）DMPonline由數(shù)字管理中心（DCC）提供。目前共計(jì)有89個(gè)國(guó)家，203個(gè)組織，17 622為用戶(hù)使用，共計(jì)發(fā)布了23 083個(gè)計(jì)劃[9]。DMPonline提供定制的指導(dǎo)和示例，幫助研究人員編寫(xiě)數(shù)據(jù)管理計(jì)劃。

（3）UKDS（UK Data Service）由ESRC資助開(kāi)發(fā)，提供超過(guò)6000個(gè)用于研究和教學(xué)目的的數(shù)據(jù)集，并提供數(shù)據(jù)管理計(jì)劃服務(wù)。英國(guó)的劍橋大學(xué)圖書(shū)館、牛津大學(xué)圖書(shū)館應(yīng)用了DMPonline和UKDS開(kāi)展數(shù)據(jù)管理計(jì)劃服務(wù)。

2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)利用的前提。在諸多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具應(yīng)用中，其中ICPSR、GIS、Dspace、Dataverse為英美等國(guó)世界一流高校應(yīng)用較為多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具（系統(tǒng)或平臺(tái)），其主要功能見(jiàn)表4。而Dspace、Dataverse作為開(kāi)源軟件，被我國(guó)武漢大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)3所高校圖書(shū)館選擇使用，合作或自主二次開(kāi)發(fā)了系列科學(xué)數(shù)據(jù)管理與共享平臺(tái)。

（1）ICPSR（Inter-University Consortium for Political and Social Research，國(guó)際大學(xué)政治和社會(huì)研究聯(lián)合會(huì)） 搭建了ICPSR data平臺(tái)，致力于為社會(huì)科學(xué)研究界提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)，涉及10 000多項(xiàng)研究，5 000 000個(gè)變量，72 000種出版物，服務(wù)于全球776個(gè)成員機(jī)構(gòu)[10]。

（2）GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）的開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有戰(zhàn)略意義，受到國(guó)外各大高校的重視，在調(diào)研的29所國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館中，有8所參與了GIS的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。GIS最早于Roger Tomlinson[11]的“A Geographic Information System for Regional Planning”一文中被提及，發(fā)展至今已涉及地理信息數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、挖掘與分析等多個(gè)層次。北京大學(xué)圖書(shū)館提供GIS數(shù)據(jù)服務(wù)，構(gòu)建了中國(guó)歷史地名數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)歷史地理信息系統(tǒng)，具體采集內(nèi)容及服務(wù)主要涉及公共領(lǐng)域的GIS空間數(shù)據(jù)、現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（如AutoCAD數(shù)據(jù)向ArcGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）、對(duì)數(shù)字化衛(wèi)星影像或數(shù)字正射影像（如Google earth）進(jìn)行矢量化、在掃描紙質(zhì)地圖或下載電子地圖的圖片文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行矢量化、通過(guò)地址或名稱(chēng)查找XY坐標(biāo)，利用XY坐標(biāo)文本文件創(chuàng)建GIS數(shù)據(jù)、野外調(diào)查（如GPS數(shù)據(jù)）[12]。

2.3 數(shù)據(jù)分析工具

步入大數(shù)據(jù)時(shí)代，催生了一門(mén)新的學(xué)科即數(shù)據(jù)科學(xué)。海量數(shù)據(jù)極富研究?jī)r(jià)值，需要開(kāi)發(fā)相關(guān)的技術(shù)和工具，支撐從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理到數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)可視化整個(gè)數(shù)據(jù)處理周期[13]。目前，ESI、R、SPSS、Stata為較為普遍的科研數(shù)據(jù)分析工具（見(jiàn)表5）。

（1）R是用于統(tǒng)計(jì)分析、繪圖的語(yǔ)言和操作環(huán)境，類(lèi)似于S（Programming language） 語(yǔ)言和環(huán)境。R提供各種統(tǒng)計(jì)（線(xiàn)性和非線(xiàn)性建模，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)測(cè)試，時(shí)間序列分析，分類(lèi)，聚類(lèi)……）和圖形技術(shù)，并且具有高度可擴(kuò)展性，擁有類(lèi)似LaTeX的文檔格式。S語(yǔ)言通常是統(tǒng)計(jì)方法研究的首選工具，R則提供參與該活動(dòng)的開(kāi)源途徑[14]。

（2）SPSS（IBM SPSS Statistics） 是由IBM公司開(kāi)發(fā)的統(tǒng)計(jì)分析軟件。具體功能有：描述性統(tǒng)計(jì)、雙變量統(tǒng)計(jì)、數(shù)值結(jié)果的預(yù)測(cè)、識(shí)別組的預(yù)測(cè)（因子分析、聚類(lèi)分析）、地理空間分析、R擴(kuò)展（GUI） 等。

（3）Stata功能強(qiáng)大且與SPSS類(lèi)似，功能涉及數(shù)據(jù)管理、時(shí)間序列、聚類(lèi)分析等。Stata為11個(gè)學(xué)科提供數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)模型，以公共政策學(xué)科為例，提供了因果推斷、固定樣本數(shù)據(jù)、多級(jí)混合效果模型、結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）、線(xiàn)性二元和計(jì)數(shù)回歸、生存分析、邊際效應(yīng)和邊際手段、貝葉斯分析等12種統(tǒng)計(jì)分析支持[15]。

2.4 數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)與引用工具

3 國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用特點(diǎn)

經(jīng)上述調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外高校圖書(shū)館在科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用情況上具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。

3.1 應(yīng)用的片面性與數(shù)據(jù)管理生命周期有巨大偏離

國(guó)內(nèi)高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)偏向科研數(shù)據(jù)管理與共享，往往服務(wù)于學(xué)科建設(shè)發(fā)展，在諸多領(lǐng)域仍處于開(kāi)發(fā)和應(yīng)用空白，具有一定的片面性;國(guó)外高校圖書(shū)館的科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)則涉及科研數(shù)據(jù)管理生命全周期（計(jì)劃—存儲(chǔ)—分析—標(biāo)識(shí)—引用），具有完整性。

3.2 科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)的個(gè)性化與標(biāo)準(zhǔn)化并存

10所世界一流高校圖書(shū)館皆具有較強(qiáng)的研發(fā)能力，尤其在科研數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具、系統(tǒng)和平臺(tái)開(kāi)發(fā)上，多為自主研發(fā)。如MIT和HP Labs聯(lián)合開(kāi)發(fā)的Dspace為武漢大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)認(rèn)同，展開(kāi)了二次研發(fā);哥倫比亞大學(xué)自主開(kāi)發(fā)了Academic Commons、CIESIN;國(guó)內(nèi)外8所高校圖書(shū)館自主研發(fā)了GIS。此外，科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用注重標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)UUID、EZID、DROID等規(guī)范科學(xué)數(shù)據(jù)引用。

3.3 開(kāi)源軟件成為開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的主要趨勢(shì)

除了一些商業(yè)性質(zhì)的科研數(shù)據(jù)管理工具，其余多為開(kāi)源軟件。諸多科研數(shù)據(jù)管理工具為基于GitHub平臺(tái)和特定語(yǔ)言框架（JAVA、Python等） 開(kāi)發(fā)，GitHub是一個(gè)開(kāi)源開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支持托管和審查代碼，管理項(xiàng)目，并與數(shù)百萬(wàn)其他開(kāi)發(fā)人員一起構(gòu)建軟件[17]。

4 對(duì)我國(guó)高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用的啟示

國(guó)內(nèi)“雙一流”大學(xué)要向世界一流大學(xué)層次靠攏，需要圖書(shū)館在助力科研方面作出詳盡規(guī)劃，特別是在科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)與應(yīng)用上積極借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。目前，我國(guó)高校圖書(shū)館在科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)上存在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用貧弱、不重視完整性、缺乏個(gè)性化和標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。針對(duì)國(guó)內(nèi)高校圖書(shū)館科研數(shù)據(jù)管理工具應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，筆者提出以下建議。

4.1 重視數(shù)據(jù)全生命周期工具的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

國(guó)外科研數(shù)據(jù)管理工具開(kāi)發(fā)和應(yīng)用基本覆蓋數(shù)據(jù)全生命周期，且功能強(qiáng)大，能融入科研工作的全周期之中。工具資源供給應(yīng)成為國(guó)內(nèi)高校圖書(shū)館服務(wù)的一大拓展領(lǐng)域。數(shù)據(jù)科學(xué)時(shí)代，科研數(shù)據(jù)管理工具的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用應(yīng)引起國(guó)內(nèi)高校圖書(shū)館的重視，針對(duì)科研數(shù)據(jù)管理工具開(kāi)發(fā)應(yīng)用的片面性問(wèn)題，需加強(qiáng)科研數(shù)據(jù)管理工具開(kāi)發(fā)應(yīng)用的戰(zhàn)略規(guī)劃，基于數(shù)據(jù)計(jì)劃、收集、保證、描述、保存、發(fā)現(xiàn)、集成、分析、標(biāo)識(shí)與引用的生命周期組織和提供科研數(shù)據(jù)管理工具相關(guān)服務(wù)，逐步填補(bǔ)服務(wù)空白。

4.2 增強(qiáng)自主研發(fā)能力

我國(guó)高校圖書(shū)館的自主研發(fā)能力普遍較弱，增強(qiáng)科研數(shù)據(jù)管理的自主研發(fā)能力至少需從兩個(gè)方面努力：其一是建設(shè)一支高精尖研發(fā)隊(duì)伍，并予以經(jīng)費(fèi)、研發(fā)軟硬件設(shè)施支持。隊(duì)伍人員可由圖書(shū)館技術(shù)部門(mén)研發(fā)人員、本?？蒲谢蚣夹g(shù)研發(fā)人員、社會(huì)技術(shù)人員等組成，研發(fā)隊(duì)伍具有優(yōu)質(zhì)研發(fā)能力和人員構(gòu)成多元化的特征。其二是樹(shù)立開(kāi)放意識(shí)，加強(qiáng)館際、國(guó)際合作。以開(kāi)放的姿態(tài)學(xué)習(xí)他館經(jīng)驗(yàn)同樣是提升自身能力的重要方式，國(guó)外科研數(shù)據(jù)管理工具開(kāi)發(fā)多為開(kāi)源形式，在保持個(gè)性化的同時(shí)積極吸收了前人成果，復(fù)旦大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校圖書(shū)館極具開(kāi)放意識(shí)，開(kāi)展了館際、國(guó)際合作，值得借鑒。

4.3 注重標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)

數(shù)據(jù)組織存儲(chǔ)、共享交換、分析處理、標(biāo)識(shí)與引用皆以標(biāo)準(zhǔn)化為運(yùn)行條件，我國(guó)科技部、財(cái)政部先后在基礎(chǔ)科學(xué)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、氣象、地震、地球系統(tǒng)科學(xué)、人口與健康8個(gè)領(lǐng)域支持建成了國(guó)家科技資源共享服務(wù)平臺(tái)[18]，編寫(xiě)了科學(xué)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)匯交管理辦法、數(shù)據(jù)共享技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、科學(xué)數(shù)據(jù)引用規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)化文檔支撐科學(xué)數(shù)據(jù)管理與共享。為構(gòu)建有序的科學(xué)數(shù)據(jù)使用環(huán)境，2017年12月29日國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了《GB/T 35294—2017信息技術(shù) 科學(xué)數(shù)據(jù)引用》[19]的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)“通用科學(xué)數(shù)據(jù)引用格式”和“基于OID的科學(xué)數(shù)據(jù)引用方式”規(guī)范科學(xué)數(shù)據(jù)引用。高校圖書(shū)館在科研數(shù)據(jù)管理工具建設(shè)與應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，規(guī)范個(gè)性化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)有序的科研數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)利用。

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