地理空间元数据的探讨

地理空间元数据的探讨 第 2 4 卷 第 2 期 西安学院学报 Vol . 2 4 No . 2 2 0 0 2 年 6 月 J un. 2 0 0 2 J OU RNAL O F XIπAN EN GIN EER IN G U N IV ERSI T Y 地理空间元数据的探讨 1 ,2 吴金华 ( ) 1 . 武汉大学 资源与环境科学学院 ,湖北 武汉 430079 ;2 . 长安大学 地球科学与国土资源学院 ,陕西 西安 710054 [ 摘要 ] 地理空间数据内容繁杂且数据量底大 ,建立地理空间数据元数据是对其进行管理及共享的有 效 、可行的方法 。因而对地理空间数据元数据的概念 、研究现状 、内容进行了探讨 ,对已有的元数据标准 做出了简单的比较 ,并建立了一个地理空间元数据管理系统的框架 。 [ 关键词 ] 地理空间元数据 ;标准 ; 元数据管理 () [ 文章编号 ] 1007 - 9955 200202 - 0059 - 03 [ 中图分类号 ] P28 [ 文献标识码 ] A () [作者简介 ] 吴金华 1965 - ,女 ,讲师 ,博士生 ,现从事地图制图学与地理信息系统工程教学与科研工作 。 随着计算机技术和 GIS 技术的发展 ,特别是网 组织的数据 。 ,以及对数据集中数据 元数据是对数据的描述 络通信技术的发展 ,空间数据共享日益普遍 。管理 项的解释 ,它能提高数据的利用价值 。 和访问大型数据集的复杂性正成为数据生产者和用 在统计型数据库中 ,元数据是关于宏数据和基户面临的突出问题 。数据生产者需要有效的数据管 理和维护方法 ;用户需要找到更快 、更加全面和有效 本数据的数据 ,它没有标准属性 ,即没有固定格式 。 的方法 ,以便发现 、访问 、获取和使用现势性强 、精度 元数据是一种机制 ,用来说明数据集成其他形 高 、易管理和易访问的地理空间数据 。在这种情况 式的信息存在的描述 。下 ,空间数据的内容 、质量 、状况等元数据信息变得 元数据是描述地理数据集内容 、表示空间参考 尤 为 重 要 , 成 为 信 息 资 源 有 效 管 理 和 应 用 的 重 要手段 。 系 、质量以及管理的数据 。 元数据是关于数据内容 、质量 、条件以及其他特 征的数据 。 ( ) 元数据 Metadata中的 Meta 是希腊语 ,意思是1 元数据的概念 “改变”,Metadata 的定义为数据本身及其变化的描 述 。因此 ,科学的定义是 :元数据是关于数据集的数 随着计算机在地学界的广泛应用 ,以及遥感 、地 据 、数据集的说明或描述 。理信息系统 、全球定位系统等技术的不断成熟 ,使许 多地理空间机构从各自的角度出发产生了大量的空 间数据 ,同时这些数据也可以满足其他应用需要 。 2 地理空间元数据的研究现状 但现状是我们不知道存在什么样的数据 、已有数据 元数据的研究涉及计算机科学 、信息科学及元 的质量如何 、以及怎样访问和使用这些数据成果 。 数据主题涉及的各个学科 ,对元数据的研究现状的 ,迫切需要一种合理的方法来避免数据的重复 因此 说明有助于更好地开发和利用地理空间元数据 。性建设并协调不同数据部门之间的资源共享 ,以解 2 . 1 数字地理空间元数据内容标准( Content Stan2决这一信息社会中的信息饥渴问题 ,这时古老的元 dard f or Digital Geospatial Metadata , CSD GM) 数据概念便被人们引入地学界 。 关于元数 ( 美国联邦地理数据委员会 Federal Geograp hi2据的描述或者定义有很多 ,如 : ) cal Data Co mmit tee , F GDC成 立 于 1990 年 。于 元数据是数据库管理领域的概念 ,是关于数据 1994 年 8 月通过并发布第一版 CSD GM 。1997 年 [ 收稿日期 ] 2002 - 02 - 26 完成了更新版 CSD GM 。其功能是确定一个描述数 () 2元数据描述的最基本对象是“数据集”, 7 部分组成 。 2 . 2 ISO/ TC211 地理信息元数据以扩展为数据集系列和数据集内的要素和属性 , 元数据本身的存储形式为格式化的文本和关系型 ISO/ TC211 是一个关于地理信息/ 地球信息业 的标准化技术委员会 , 成立于 1994 年 。它的目的 据库表 。 () 是建立一个处理与地球位置有直接或间接关系的地 3高效地利用元数据需要密切集合计算机 理对象的标准体系 , 包括数字地理信息的获取 、处 络技术 ,自然免不了要为用户提供在 Inter net 上 询和检索元数据及相关元信息数据库的工具 。 理 、分析 、访问 、表示以及转换的方法 、工具和服务体 () 4元数据的实施一般包括内容标准的制定 系 。1996 年 3 月完成第一版工作草案 ,经过多次修 输入工具 、编辑工具和维护工具的开发 、元信息的 改 ,先后完成近 10 个更新版本 ,1998 年 5 月完成最 后一版工作草案 。该标准以 F GDC 等现有标准为 据收集 、元数据库/ 文件的建立 、元数据库/ 文件与 ( 基础 据库的链接和外部用户使用工具 ,按照国际标准化组织制定的标准导则要求制 如超文本浏览器定 。它由以下 8 个部分组成 ,即 : 标识信息 、数据质 开发等 。 因此 ,目前元数据已经从简单的数据描述或 量信息 、数据集继承信息 、空间数据表示信息 、空间 参照系信息 、应用要素分类信息 、发行信息和元数据 引发展成为用于管理数据 、发现数据 、使用数据的 种重要的工具 。参考信息 。 2 . 3 CEN 地理信息 - 数据描述 - 元数据 这是欧洲标准化组织制定的空间元数据标准 。 3 地理空间元数据管理系统的设计 其目的是想通过建立一系列结构化标准 ,以确定一 种用于定义 、描述 、传输以及表示现实世界的标准方对数据资源进行有效的管理和控制是必须的 法 ,促 使 与 地 理 位 置 有 关 的 数 据 信 息 的 使 用 。在 ,作为管理和控制数据资源的重要元素 ,元数 那么 C EN/ TC287 中 ,把元数据分为标识信息 、数据集综自身也必须进行管理和控制 。当把一些相关元数述信息 、数据质量信息 、空间参照系信息 、范围信息 、 的集合当作一个整体单元来管理和控制时 ,就是 数据定义 、分类信息 、管理信息 、元数据参考信息和 ,可称之为元数据库 。对元数据管 数据的数据库 元数据语言等 10 个部分来描述 。和控制是允许各用户共享元数据 ,即要满足广大 2 . 4 其他元数据标准围的用户对元数据的需要 ,它将为数据管理员 、数 除了上述元数据标准外 ,国内外还有许多机构 库管理员 、系统分析员 、程序员和最终用户提供所根据需要制定了或正在制定具有自己特色的元数据 的元数据 。元数据的这些多用户都将需要其不同 ( ) 标准 ,如 :美国国家航空与航天局 NA SA的目录交 逻辑视图 ,为了支持这些不同的逻辑视图 ,使多用 换格式 、澳大利亚和新西兰的元数据核心元素标准 、 可获得最新最可靠的信息 ,就需要采纳数据库的 ( ) 美国国际地球科学信息网络中心 C I ES IN 的元数 : 将地理空间元数据信息进行 略 。其基本思路是 据标准 、英国都伯林的核心元数据标准 、加拿大一般 类和规划 ,确定各元数据项的类型和长度 ,并建立 ( ) 标准委员会 C GSB的描述数字地理参考集的目录 应的地理空间元数据库 ; 利用各种编程工具实现 信息 、中国国家基础地理信息中心的中国可持续发 理空间元数据管理系统 ,完成对地理空间元数据 展信息共享元数据标准 、北京大学遥感与 GIS 研究 息的录入 、浏览 、查询 、编辑 、插入 、删除等功能 。 所的基于我国 N S I I 的元数据标准 、中国国家信息 基于上述元数据的管理方法 ,笔者设计出一 元数据定义 ———将用元数据抽取模块从多个应 ,其主要需解 据库管理系统和建立元数据库的关键 用数据库中抽取出的元数据进行入库 。决的关键技术如下 : () 元数据浏览 ———可在网络上进行地理空间元数 1多数据源的连接 。在进行元数据抽取操作之 前必须首先进行应用数据源的连接 ,应用数据源的连 据的内容浏览 。 接意味着向系统提交数据源的数据库管理系统类型 元数据查询 ———帮助用户根据需要查询感兴趣 等信息 。只有获得了该信息 ,才能对数据源进行各种 的内容 。 操作 。因此连接数据源是进行数据操作的关键 。 元数据维护 ———为了不断充实和修改元数据中 () 2库结构信息的获取 。传统的 ODBC 编程过 的内容 ,始终保持它的完整性 、一致性 ,可随时对元 程比较复杂 ,各种参数不易理解 ,且直接获取返回的 数据管理系统进行修改 、增加和删除等工作 。在该 数据 较 困 难 。笔 者 利 用 ODBC 接 口 函 数 重 载 了 项功能中要有一定的权限控制 。 M FC 中 CReco rdset 类 的 部 分 成 员 函 数 , 创 建 了 结果输出 ———提供了元数据文件的联机打印 , C Table 和 CColumns 类 。利用这两个新创建的类 , 以便用户参考或保存 。 可以很方便地获取异质异构型数据库结构信息 。 () 3数据库的互操作 ODBC 或 J DBC 实际上含 一 系 列 的 数 据 库 驱 动 程 序 , 应 用 程 序 通 过 调 用 ODBC 或 J DBC 所支持的函数 , 调用相应的驱动程 序 ,实现对 Int ranet 运行环境下不跨平台或跨平台 的不同应用数据库的访问 。 4 结语 许多国家和组织已经发布实施元数据内容标 准 ,并开发了若干元数据操作工具 ,建立了大量元数 图 1 地理空间元数据管理系统逻辑框图 元数据库管理系统必须实时地从应用数据库中 据库 ,为数据交流 、信息共享提供了良好条件 。与国 抽取元数据 ,抽取方式则是建立在数据库互操作基 外相比 ,我国对地理空间元数据的研究及相关标准 础之上 ,即是指用户在相互理解的基础上 ,透明地获 的制定和实施均起步较晚 ,笔者所设计的地理空间取数据库中所需的数据 。作为数据库互操作重要支 元数据管理系统框架为地理信息共享奠定了良好的 撑的应用数据库是多样化的 ,不仅是它们运行的软 基础 ,同时 ,地理空间元数据的存储方式以及管理系 硬件平台不同 , 其数据格式 、存储方法等也大不相 同 。这些数据库系统共同构成了异彩纷呈的异质异 统的实现有待于进一步的研究和探讨 。构数据库世界 。目前 ,对这些异质异构数据库进行 [ 参 考 文 献 ] 互操作的技术主要有以下两大类 : 以 Int ranet 为运 行环境不跨平台的 ODBC 技术 ; 以 Inter net 为运行 1 中国 21 世纪议程管理中 心. 中 国 地 理 信 息 元 数 据 标 准 研 究 环境跨平台的 J DBC 技术 。元数据抽取是实现元数 M . 北京 :科学出版社 ,1999 . 张立 ,龚健雅. 地理空间元数据管理的研究和实现 J . 武汉测 2 ( ) 绘科技大学学报 ,2000 ,25 2:127,130 . THE D ISCUSSIO N O N METADATA OF GEO - SPATIAL DATA 1 ,2WU J in2hua ( 1 . S chool of Resou rce a n d En v i ron m en t S cience , W u ha n U ni ve rsi t y , W u ha n 430079 , Chi n a ; )2 . S chool of Ea rt h S ciences a n d Resou rce M a n a ge m en t , Cha n gπa n U ni ve rsi t y , X iπa n 710054 , Chi n a Abstract : The co ntent of Geo - spatial data is co mplicated and it s quantit y is enormous. It is p ractical and feasible met hod to set up t he Geo - spatial metadata for managing and sharing t he data . This paper discusses t he co ncep t , stat us quo of research and t he management of Geo - spatial metadata , and finally builds a f rame of metadata management system. Key words : Geo - spatial metadata ; standard ; metadata management