三維位置定義(3D-LD)管理系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)

摘要:本文分析了三位位置定義系統(tǒng)的特點，重點介紹了三位位置定義中的元數(shù)據(jù)，作為描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)在三位位置定義系統(tǒng)中有著舉足輕重的地位。本文通過兩方面即空間元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和非空間元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對三維位置定義系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)進行了詳細的描述。

關(guān)鍵字:三維位置定義;元數(shù)據(jù)

天津市科技計劃項目

(08ZCKFGX01700)天津科技支撐計劃(項目編號:08zckfg01700)天津中小企業(yè)創(chuàng)新基金( 06zhcxc11600); 國家科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金(07c26211200097)

三維位置定義系統(tǒng)綜述

信息時代的迅速發(fā)展使得對信息的空間管理屬性需求逐漸增大，目前能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進行管理的軟件系統(tǒng)主要是GIS與CAD。然而由于它們的專業(yè)性，與MIS的結(jié)合相當(dāng)艱澀。。通過借鑒GIS和CAD系統(tǒng)設(shè)計了便于與信息管理應(yīng)用系統(tǒng)進行結(jié)合的三維位置定義(3D-LD)管理平臺模型。

對應(yīng)3D-LD系統(tǒng)的功能要求，應(yīng)設(shè)計一套簡潔的數(shù)據(jù)模型，滿足用戶定義簡便，便于觀察顯示，查詢能力強的要求。數(shù)據(jù)模型中最重要的是3維要素的數(shù)據(jù)模型，它應(yīng)實現(xiàn)對空間信息屬性的表示和同一空間幾何對象多比例尺的表示。矢量數(shù)據(jù)有較高的定位精度，易于進行特征的辨別和選擇，并且能精確地存貯坐標(biāo)植，可以實現(xiàn)多比例尺圖示。采用改進的矢量數(shù)據(jù)表示方法可以滿足上述要求。

元數(shù)據(jù)

在不同的計算機領(lǐng)域元數(shù)據(jù)的具體定義可能不盡相同。在地理界，元數(shù)據(jù)是用于描述地理數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征的數(shù)據(jù)，它是實現(xiàn)地理空間信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一。但是無論其定義有多少種，它的本質(zhì)則是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)(data about data)。

元數(shù)據(jù)被定義為“描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”，目標(biāo)是在一定范圍內(nèi)進行空間數(shù)據(jù)的交換和共享，元數(shù)據(jù)描述的最基本的對象是“數(shù)據(jù)集”，可以擴展為數(shù)據(jù)集系列和數(shù)據(jù)集內(nèi)的要素和屬性，而元數(shù)據(jù)本身的存儲形式為格式化文本或關(guān)系型數(shù)據(jù)庫表達。然而電子信息技術(shù)的發(fā)展帶動了元數(shù)據(jù)的擴展，使其已經(jīng)從簡單的數(shù)據(jù)描述或索引發(fā)展成為用于管理數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)的一種重要工具。從元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織形式上來看，元數(shù)據(jù)由元數(shù)據(jù)子集、元數(shù)據(jù)復(fù)合體、元數(shù)據(jù)元素構(gòu)成。一般情況下元數(shù)據(jù)分成兩級，第一級包含最基本、最主要的實體和元素，即核心元素或編目信息，它相對地概括了第二級中的一些必選項信息，是用來了解數(shù)據(jù)集總體的比較宏觀的信息集合;第二級包含數(shù)據(jù)集的詳細信息，它又可分為若干子集，分別說明數(shù)據(jù)集某一方面的信息。第二級地理空間元數(shù)據(jù)內(nèi)容由可分為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和引用內(nèi)容。其中標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容部分基本上要包括以下幾個方面的內(nèi)容:

(1)基本識別信息——數(shù)據(jù)集的基本信息，如標(biāo)題名稱、地理范圍等等。通過它用戶可以對數(shù)據(jù)集有一個總體的了解。

(2)空間數(shù)據(jù)組織信息——用于表示數(shù)據(jù)集中空間信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如用于描述空間位置的方法以及數(shù)據(jù)集中空間目標(biāo)的數(shù)據(jù)。用戶將以此作為對數(shù)據(jù)集進行各種處理或分析的依據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)集的繼承信息——是建立數(shù)據(jù)集合時所設(shè)計的有關(guān)事件、參數(shù)、數(shù)據(jù)源等信息以及負責(zé)這些數(shù)據(jù)集的組織機構(gòu)信息。通過它用戶便可以對建立數(shù)據(jù)集的中間過程有一個詳細描述。

(4)空間參考信息——數(shù)據(jù)集中坐標(biāo)的參考坐標(biāo)系和編碼方法的描述，如地圖投影或格網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)、水平和垂直基準(zhǔn)以及坐標(biāo)系統(tǒng)分辨率的名稱和參數(shù)。通過它用戶可以知道地理實體轉(zhuǎn)換成對象的過程以及各相關(guān)的計算參數(shù)，使數(shù)字信息成為可以度量和決策的依據(jù)。

(5)實體和屬性信息——主要包括關(guān)于數(shù)據(jù)集內(nèi)容的信息，包括實體類型、屬性及屬性賦值范圍。通過它用戶可以知道各地理要素屬性碼的名稱、含義以及來源等。

(6)數(shù)據(jù)質(zhì)量信息——主要包括數(shù)據(jù)集質(zhì)量的評定信息，如接邊質(zhì)量評定信息，位置和屬性的精度、完整性、一致性以及數(shù)據(jù)生產(chǎn)的方法。通過它用戶可以對數(shù)據(jù)集進行判斷以及決定數(shù)據(jù)集是否滿足他們的需要。

(7)數(shù)據(jù)來源信息——關(guān)于獲取數(shù)據(jù)集的信息，即分發(fā)者描述信息。通過它用戶可以知道數(shù)據(jù)集在何處、怎樣獲取、獲取介質(zhì)以及相應(yīng)的開發(fā)費用等信息。

(8)其它參考信息——包括元數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和負責(zé)部門等描述信息。通過它用戶可以了解到所使用的描述方法的實時性等信息，加深對數(shù)據(jù)集內(nèi)容的了解。

三維位置定義管理系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)

三維位置定義系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)的結(jié)合更加簡潔，使用也更加方便，不需要專業(yè)的培訓(xùn)就可以面向客戶。而結(jié)合之后的系統(tǒng)中的元數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)和非空間信息的元數(shù)據(jù)。在建設(shè)數(shù)據(jù)庫時，元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定是數(shù)據(jù)庫建設(shè)的主要指導(dǎo)方向之一。空間元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)有許多種，為空間信息系統(tǒng)元數(shù)據(jù)庫建設(shè)提供了很好的參照。

而在三維位置定義系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)的結(jié)合中，數(shù)據(jù)控件管理則采用了元數(shù)據(jù)驅(qū)動的空間數(shù)據(jù)管理模式。結(jié)構(gòu)如圖所示:

圖中所示的元數(shù)據(jù)管理器將不同的服務(wù)器組成一個虛擬的空間數(shù)據(jù)服務(wù)站點，對實際的數(shù)據(jù)庫的連接通過元數(shù)據(jù)管理器來實現(xiàn)，所有的相關(guān)應(yīng)用都在該虛擬服務(wù)器下進行工作，使系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)安全得到有效保障，從而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的分布式存儲和集中化管理，能夠滿足大規(guī)?？臻g數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的需要。同時將采用三級的元數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)集、字段級的元數(shù)據(jù)信息。每一級元數(shù)據(jù)采用平面結(jié)構(gòu)進行存儲，平面結(jié)構(gòu)中的每一條記錄稱為“元數(shù)據(jù)項”，元數(shù)據(jù)項具有相應(yīng)的屬性，適應(yīng)不同的需要，不同級別的元數(shù)據(jù)項的屬性內(nèi)容各有自己的特點。

1.空間元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在三級元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)源代表了數(shù)據(jù)文件或者空間數(shù)據(jù)庫;而數(shù)據(jù)集組成了數(shù)據(jù)源，類似于數(shù)據(jù)源中的分層;數(shù)據(jù)集是由數(shù)據(jù)集的字段組成的，包含各種實體要素類別的屬性字段的相關(guān)信息。

1)數(shù)據(jù)源級元數(shù)據(jù)內(nèi)容

數(shù)據(jù)源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是指最高一級的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。按照數(shù)據(jù)的產(chǎn)生來源來確定的數(shù)據(jù)源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)?？臻g數(shù)據(jù)源元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下的內(nèi)容:

如同數(shù)據(jù)源的描述，數(shù)據(jù)集中還包括相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)集描述，數(shù)據(jù)級元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)概括到數(shù)據(jù)中的屬性字段。

2.非空間元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

非空間信息的元數(shù)據(jù)包括映射、枚舉、常量三種類型的元數(shù)據(jù)項，描述和映射在應(yīng)用中可以歸為同一種類型。非空間信息的元數(shù)據(jù)信息主要實現(xiàn)為關(guān)于所有字段描述表，這些元數(shù)據(jù)類型也有自己的字段屬性。常量型元數(shù)據(jù)內(nèi)容是指在數(shù)據(jù)庫中的字段取值為常量列表的數(shù)據(jù)說明。枚舉型元數(shù)據(jù)在使用過程中，可以選擇填入枚舉的具體值或者引用編碼。當(dāng)使用引用編碼時，可能會出現(xiàn)被引用的編碼在元數(shù)據(jù)中被刪除的問題，所以一般應(yīng)該不允許對元數(shù)據(jù)的項進行隨便刪除。常量級元數(shù)據(jù)是以后系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行風(fēng)格設(shè)置、制作專題圖以及系統(tǒng)編碼的主要依據(jù)之一。

結(jié)束語

三維位置定義系統(tǒng)的開發(fā)對于傳統(tǒng)的三維地理信息系統(tǒng)如GIS或者是CAD來說，工程量減少較多，這種情況下軟件開發(fā)周期能夠大大的縮短，同時使得用戶不需要專業(yè)知識即可使用。關(guān)鍵的因素則是與應(yīng)用系統(tǒng)可以更有效的結(jié)合。而在三維位置定義系統(tǒng)中，元數(shù)據(jù)有著至關(guān)重要的地位，同時元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)信息共享的核心標(biāo)準(zhǔn)之一，一個完善的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在實現(xiàn)系統(tǒng)功能方面起著巨大的作用。

參考文獻

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