淺談地理信息元數(shù)據(jù)的設計

摘 要：地理信息元數(shù)據(jù)是關于地理相關數(shù)據(jù)和信息資源的描述信息.本文通過對地理信息元數(shù)據(jù)確定的原則，元數(shù)據(jù)的主要內容與設計，元數(shù)據(jù)的組織與管理模式幾個部分，淺談地理信息元數(shù)據(jù)設計應注意的方面。地理信息元數(shù)據(jù)的設計使用，幫助人們有效地定位、評價、獲取和使用地理相關數(shù)據(jù)。

關鍵詞：地理信息元數(shù)據(jù) 元數(shù)據(jù)的設計 管理模式

中圖分類號：P2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0064-02

隨著“數(shù)字地球”，“數(shù)字中國”的付諸實施，空間信息飛速擴長，如何有效管理、使用、共享這些異構、多源、海量數(shù)據(jù)的問題日益突出，地理信息元數(shù)據(jù)以其描述性、開放性、簡易性而逐漸得到認可[1]。元數(shù)據(jù)是關于數(shù)據(jù)與信息資源的數(shù)據(jù)，即關于數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)集的內容、質量、狀況和其它特性信息，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效組織、管理、維護、快速檢索、訪問、存取的核心和關鍵技術之一[2]。地理信息元數(shù)據(jù)是關于地理相關數(shù)據(jù)和信息資源的描述信息。地理信息數(shù)據(jù)內容繁雜且數(shù)據(jù)量龐大，建立地理信息元數(shù)據(jù)是對其進行管理及共享的有效可行方法[3]。它通過對地理空間數(shù)據(jù)的內容、質量、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)采集時間和其他特征進行描述與說明，幫助人們有效地定位、評價、獲取和使用地理相關數(shù)據(jù)[4]。

1 地理信息元數(shù)據(jù)確定的原則

建立元數(shù)據(jù)集合，是幫助人們理解和使用元數(shù)據(jù)所描述的數(shù)據(jù)對象，以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的標準化為目的，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享為前提[5]。元數(shù)據(jù)的選擇和組織必須遵循一定的規(guī)則，以全面描述數(shù)據(jù)對象，并方便用戶使用。地理信息元數(shù)據(jù)的確定需要遵循以下的原則。

1.1 完整性

元數(shù)據(jù)設計中需要挑選出一些最重要的元數(shù)據(jù)，構成核心元數(shù)據(jù)集。核心元數(shù)據(jù)是有效描述數(shù)據(jù)特征的最小元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集合，它應該完整地描述數(shù)據(jù)集最重要的信息。

1.2 準確性

各個元數(shù)據(jù)元素應該從某個側面準確地描述數(shù)據(jù)集合的某些特征。在確定核心元數(shù)據(jù)內容的時候，需要對相關領域的理論與技術有全面的了解，準確而簡潔地將描述數(shù)據(jù)集主要特征的數(shù)據(jù)元素整合起來。

1.3 結構性

地理信息元數(shù)據(jù)之間具有復雜的聯(lián)系，應根據(jù)實際其結構聯(lián)系進行合理組織，以便對元數(shù)據(jù)進行修改或擴展時不破壞其整體結構。

1.4 與其它標準的一致性

由于元數(shù)據(jù)也是其他標準的高度概括，在制定元數(shù)據(jù)時，應調研相關領域現(xiàn)有的國家標準與國家、行業(yè)準則，盡量采用已頒布的標準。

2 地理信息元數(shù)據(jù)的主要內容

目前，地理信息元數(shù)據(jù)還沒有一個統(tǒng)一的全球性標準。通常采用以下幾方面的內容。

（1）標識信息。它是唯一標識數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)信息。通過標識信息，用戶可以對已有的數(shù)據(jù)集有一個總體的了解，如數(shù)據(jù)集的名稱、發(fā)布時間、版本、空間范圍、表示方式、空間分辨率、信息類別、數(shù)據(jù)集的聯(lián)系信息、數(shù)據(jù)集法律和安全限制等。

（2）數(shù)據(jù)質量信息。它數(shù)據(jù)集質量的總體評價，包括數(shù)據(jù)集在數(shù)據(jù)完整性、邏輯一致性、位置精度，時間精度（時間表示的精確程度、現(xiàn)勢性、有效性）、屬性精度（數(shù)據(jù)集屬性分類的正確性、屬性值的精度和正確性）等方面的綜述以及說明數(shù)據(jù)質量的保證措施，以及數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)處理過程、數(shù)據(jù)志等說明信息。

（3）空間參照系統(tǒng)信息。它是對數(shù)據(jù)集使用的空間參照系統(tǒng)的說明。

（4）內容信息，描述數(shù)據(jù)集的主要內容，包括實體和屬性信息。

（5）分發(fā)信息，描述有關數(shù)據(jù)分發(fā)者的信息及獲取數(shù)據(jù)的方法。

（6）核心元數(shù)據(jù)參考信息。包括核心元數(shù)據(jù)參考信息，用戶可以了解到核心元數(shù)據(jù)內容的現(xiàn)勢性等。

3 地理信息元數(shù)據(jù)的設計

元數(shù)據(jù)設計過程中，通常根據(jù)實際應用的需要，參照已有元數(shù)據(jù)標準確定元數(shù)據(jù)體系。近年來，西安市城市建設快速發(fā)展，地理信息元數(shù)據(jù)是空間數(shù)據(jù)交換的基礎，也是空間數(shù)據(jù)標準化與規(guī)范化的保證。西安市勘察測繪院為了提高生產(chǎn)管理質量，更好的滿足城市發(fā)展的需要，在地形圖的生產(chǎn)中也加強了在元數(shù)據(jù)方面的管理。下面以我院生產(chǎn)為例，簡要說明地理信息元數(shù)據(jù)的設計。

（1）元數(shù)據(jù)標準主體組成，如表1所示。

（2）元數(shù)據(jù)結構。以目前我院地形圖數(shù)據(jù)的生產(chǎn)管理為例，地形圖元數(shù)據(jù)結構，如圖1所示。

（3）元數(shù)據(jù)的錄入。以我院地形圖數(shù)據(jù)信息錄入為例，如圖2所示。

（4）元數(shù)據(jù)的更新和維護。元數(shù)據(jù)隨地圖數(shù)據(jù)的變化而變化，元數(shù)據(jù)的更新管理主要通過版本管理來實現(xiàn)，這樣數(shù)據(jù)管理者可對歷史數(shù)據(jù)及最新數(shù)據(jù)進行全面的管理。

（5）元數(shù)據(jù)的質量保證。元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質量是數(shù)據(jù)質量的一個部分，也是數(shù)據(jù)質量的基礎。在元數(shù)據(jù)庫建立、更新、維護的全過程中，必須保證元數(shù)據(jù)質量。擴展的標準要進行一致性測試，元數(shù)據(jù)操作工具應具備保證質量功能，有條件的應進行質量評價[6]。

4 地理信息元數(shù)據(jù)的組織與管理模式

4.1 元數(shù)據(jù)的邏輯組織可采用如下方式

（1）按照元素性質來組織。這是通常的元數(shù)據(jù)組織方式。由唯一標識一個數(shù)據(jù)集、說明其空間和時間范圍、狀況、法律限制和保密限定所需的信息的元素構成標識信息子集等。

（2）按照功能來組織。主要方法是將元數(shù)據(jù)分成描述性元數(shù)據(jù)、結構性元數(shù)據(jù)、功能性元數(shù)據(jù)三類，分類進行組織。

（3）按照重要程度來組織。按照元素使用的頻繁程度或者重要性差異，將元素分成核心元素和一般性元素，其中核心元素是所有類型的數(shù)據(jù)所共有的。如英國Dublin元數(shù)據(jù)核心元素模型和澳大利亞、新西蘭元數(shù)據(jù)核心元素模型都是如此[7]。在區(qū)分核心元素與一般元素的基礎上，又對核心元素按照不同的側面進行分類。

4.2 元數(shù)據(jù)的管理模式

空間數(shù)據(jù)飛速增長，我們通過建立若干分布的、相對獨立的元數(shù)據(jù)倉儲，它們分別對應于不同的部門或地區(qū)，然后通過元數(shù)據(jù)交換標準實現(xiàn)信息共享和分布異構系統(tǒng)的集成[8]。從業(yè)務需求來看，元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)用于存儲、管理和共享各種元數(shù)據(jù)，一個良好的系統(tǒng)應具備集成性、可擴展性、可制定性和開放性等基本特征[9]。鑒于MOF和XMI的特點和發(fā)展經(jīng)驗，我們基于MOF和XMI設計了空間元數(shù)據(jù)的管理模式，如圖3所示。

5 結語

隨著計算機技術和GIS技術的發(fā)展，已經(jīng)積累了大量的地理信息數(shù)據(jù)，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理和共享就必須依賴于空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以外的一種特殊數(shù)據(jù)。地理信息元數(shù)據(jù)能夠幫助生產(chǎn)單位有效的維護和管理數(shù)據(jù)，提供有關數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位的各種有關信息，供用戶查詢，幫助用戶了解數(shù)據(jù)，提供有關信息，以便用戶處理和轉換有用數(shù)據(jù)，采用元數(shù)據(jù)也可以便于數(shù)據(jù)的共享。我們在生產(chǎn)管理中，應根據(jù)相應的規(guī)范，并且結合自身的生產(chǎn)需求做好元數(shù)據(jù)的錄入，管理工作。通過我院元數(shù)據(jù)在基礎地理信息系統(tǒng)中的建立與運行，說明元數(shù)據(jù)的功能是穩(wěn)定的，應用起來也比較方便，能夠在城市基礎地理信息系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。我們將進一步改進與完善工作細節(jié)，開發(fā)研究元數(shù)據(jù)擴展的必要性和擴展的基本方法，更好的提高工作效率，使地理信息元數(shù)據(jù)在地理信息領域的應用中擁有更為廣闊的前景[10]。

參考文獻

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