基于元數(shù)據(jù)的“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫建設(shè)管理研究

李梅香，徐蘇維，馬艷娜

（南京市國(guó)土資源信息中心，江蘇 南京 210005）

0 引言

開展全國(guó)國(guó)土資源“一張圖”建設(shè)，形成國(guó)土資源核心數(shù)據(jù)庫，是落實(shí)中央領(lǐng)導(dǎo)、部領(lǐng)導(dǎo)和全國(guó)國(guó)土資源信息化工作會(huì)議精神的重要行動(dòng)和步驟，是要解決當(dāng)前國(guó)土資源數(shù)據(jù)匯交、采集、更新、積累、整合、開發(fā)、利用尚不能滿足國(guó)土資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管和社會(huì)化服務(wù)需求的信息化瓶頸問題。

南京市“一張圖”的建設(shè)主要圍繞3 個(gè)重點(diǎn)展開。一是多源數(shù)據(jù)的整合，主要解決過去國(guó)土資源“多張圖”的問題，改變各部門之間相對(duì)獨(dú)立、存在數(shù)據(jù)孤島的情況，從而實(shí)現(xiàn)“一張圖”統(tǒng)一管理。二是注重集成、面向服務(wù)和監(jiān)管，基于統(tǒng)一的地理空間框架，面向國(guó)土資源監(jiān)管和服務(wù)目標(biāo)，集成管理基礎(chǔ)地理、土地資源、礦產(chǎn)資源和地質(zhì)環(huán)境等各種數(shù)據(jù)集。三是注重?cái)?shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，“一張圖”的各種數(shù)據(jù)不是簡(jiǎn)單的疊加，而是通過搭建基于“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。根據(jù)業(yè)務(wù)內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)和聯(lián)動(dòng)，通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的展示反映業(yè)務(wù)的內(nèi)在聯(lián)系。

如何充分發(fā)揮數(shù)據(jù)在國(guó)土資源形勢(shì)分析、資源監(jiān)測(cè)監(jiān)管、地質(zhì)災(zāi)害防治、宏觀調(diào)控、輔助決策支持及社會(huì)化服務(wù)中的作用，這是國(guó)土資源信息化建設(shè)的核心任務(wù)之一，對(duì)國(guó)土資源管理工作和社會(huì)服務(wù)具有重大和全局的意義。建立1 個(gè)集中管理、安全規(guī)范、充分共享、全面服務(wù)的核心數(shù)據(jù)庫勢(shì)在必行。文章以南京市為例，研究“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和管理問題，通過分析國(guó)土資源數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)及其在數(shù)據(jù)管理中發(fā)揮的作用等，設(shè)計(jì)元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提出基于元數(shù)據(jù)的“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫建設(shè)管理。

1 國(guó)土資源數(shù)據(jù)現(xiàn)狀分析

國(guó)土資源數(shù)據(jù)一般來源于國(guó)土、規(guī)劃、測(cè)繪等部門，且數(shù)據(jù)格式、坐標(biāo)系、數(shù)據(jù)精度、空間尺度、時(shí)間尺度、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等也各不相同。從數(shù)據(jù)使用的角度講，數(shù)據(jù)種類繁雜。比如：依數(shù)據(jù)種類劃分，國(guó)土資源“一張圖”數(shù)據(jù)庫主要包括空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)。其中，空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)；非空間數(shù)據(jù)包括業(yè)務(wù)指標(biāo)、表格、文檔、報(bào)表、附件等數(shù)據(jù)。依數(shù)據(jù)用途劃分，又主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)。其中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要是遙感影像數(shù)據(jù)、城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)；專題數(shù)據(jù)主要包括建設(shè)項(xiàng)目用地?cái)?shù)據(jù)、土地供應(yīng)數(shù)據(jù)、土地開發(fā)整理數(shù)據(jù)、土地執(zhí)法監(jiān)察數(shù)據(jù)、土地儲(chǔ)備數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)地價(jià)數(shù)據(jù)、農(nóng)用地分等定級(jí)數(shù)據(jù)、礦業(yè)權(quán)數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)等其他專題數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)狀況導(dǎo)致信息孤島無法破除，限制了國(guó)土資源管理中數(shù)據(jù)的挖掘和綜合利用，制約了國(guó)土資源數(shù)據(jù)的共享和服務(wù)。

總之，“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富、來源多樣，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型、格式、精度、存儲(chǔ)形態(tài)等差異很大，要將種類繁多、數(shù)據(jù)量巨大的各類土地、地質(zhì)、礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫集成整合為支撐國(guó)土資源監(jiān)管和管理行為的核心數(shù)據(jù)庫，需要按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)整理工作。

2 元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要是描述數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、數(shù)據(jù)源、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等。國(guó)際上針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域制定了很多元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其中地理信息領(lǐng)域也有很多元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，如FGDC（美國(guó)聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(huì)）、ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）、OPEN GIS（開源GIS 協(xié)會(huì)）、國(guó)家基礎(chǔ)地理信息各自都制定了地理空間元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)基本上都對(duì)元數(shù)據(jù)的定義、相關(guān)術(shù)語、層次結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、元數(shù)據(jù)內(nèi)容、空間參照系統(tǒng)、標(biāo)識(shí)信息等方面做了標(biāo)準(zhǔn)化描述。

信息化高速發(fā)展的時(shí)代，元數(shù)據(jù)已經(jīng)由一種描述與索引的方法擴(kuò)展到包括數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)使用的整個(gè)數(shù)據(jù)共享使用過程中的工具和支撐之一。在數(shù)據(jù)管理與共享中，元數(shù)據(jù)發(fā)揮的作用也更為重要。例如：城市公共信息平臺(tái)建設(shè)中也規(guī)范了相應(yīng)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過研究其元數(shù)據(jù)要求，比較研究地理信息其他應(yīng)用中的元數(shù)據(jù)使用。概括總結(jié)元數(shù)據(jù)在地理信息數(shù)據(jù)管理與共享中發(fā)揮的作用如下：

數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)階段，通過元數(shù)據(jù)定位和理解數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行查詢、瀏覽、分析。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換階段，通過元數(shù)據(jù)掌握其格式、空間參考、文件大小等信息，指引和控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作的思路和方法。

數(shù)據(jù)管理階段，通過元數(shù)據(jù)掌握數(shù)據(jù)的來源、狀況、質(zhì)量、內(nèi)容等?；谠獢?shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)庫，可以有效降低數(shù)據(jù)存貯的空間，減少數(shù)據(jù)用戶查詢數(shù)據(jù)庫及獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間，從而降低數(shù)據(jù)庫的建設(shè)使用和管理維護(hù)費(fèi)用。

數(shù)據(jù)服務(wù)階段，通過元數(shù)據(jù)掌握數(shù)據(jù)的適用范圍和適用對(duì)象等，控制數(shù)據(jù)的共享、使用和安全。同時(shí)基于元數(shù)據(jù)借助XML 等可提高數(shù)據(jù)交互服務(wù)的效率，節(jié)約時(shí)間、降低數(shù)據(jù)共享服務(wù)成本。

3 南京市“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫建設(shè)

3.1 框架設(shè)計(jì)

通過對(duì)南京市國(guó)土資源數(shù)據(jù)的整理和歸類，南京市國(guó)土資源“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫從邏輯上劃分為基礎(chǔ)層、專業(yè)層、管理層。其中，基礎(chǔ)層通常作為底圖數(shù)據(jù)使用，更新頻率較低、周期較長(zhǎng)，如基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、遙感影像、地形圖；專業(yè)層是由土地、礦產(chǎn)、規(guī)劃等業(yè)務(wù)部門調(diào)查規(guī)劃產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，具有內(nèi)容種類繁多、多尺度、專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn)，包括土地利用專題（土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田數(shù)據(jù)）、土地規(guī)劃專題、礦產(chǎn)資源專題、地質(zhì)環(huán)境專題等；管理層是在土地、礦產(chǎn)資源等管理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，具有伴隨管理業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)更新的特點(diǎn)，包括征供地?cái)?shù)據(jù)、執(zhí)法巡查、土地整治等。

同時(shí)，在全面梳理部、省、市相關(guān)數(shù)據(jù)庫建庫標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并參考《全國(guó)一張圖核心數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案》的基礎(chǔ)上，結(jié)合南京市實(shí)際情況，相關(guān)部門制訂南京市“一張圖”數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案和覆蓋南京市國(guó)土資源數(shù)據(jù)的4 個(gè)大類、21 個(gè)小類、50 余個(gè)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。下一步是需要厘清“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫框架結(jié)構(gòu)（見圖1）。

元數(shù)據(jù)由1 個(gè)或多個(gè)元數(shù)據(jù)子集構(gòu)成，包含1 個(gè)或多個(gè)元數(shù)據(jù)實(shí)體。綜合分析南京市國(guó)土資源管理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，定義元數(shù)據(jù)實(shí)體是下列實(shí)體的聚集，分別為：基本信息、質(zhì)量信息、更新信息、來源信息、覆蓋范圍信息、分發(fā)信息、流轉(zhuǎn)信息、元數(shù)據(jù)擴(kuò)展信息。

圖1 “一張圖”核心數(shù)據(jù)庫框架結(jié)構(gòu)

具體描述數(shù)據(jù)的如下信息：①基本信息。描述數(shù)據(jù)的文件名稱、數(shù)據(jù)格式、大小、空間參照系統(tǒng)、比例尺、成圖時(shí)間、保密級(jí)別以及簡(jiǎn)單的內(nèi)容提要。②質(zhì)量信息。描述數(shù)據(jù)生產(chǎn)參照的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范、質(zhì)量等級(jí)、質(zhì)檢單位、質(zhì)檢人員。③更新信息。包括更新時(shí)間、更新單位、版本、更新內(nèi)容、更新說明。④來源信息。來源單位或部門、來源負(fù)責(zé)人、來源人聯(lián)系方式、來源格式、來源空間參照系統(tǒng)、接收信息（接收人、聯(lián)系方式、接收時(shí)間）。⑤覆蓋范圍信息。描述實(shí)體的時(shí)間范圍、空間范圍。⑥分發(fā)信息。描述可使用者（使用人名稱、所在單位部門、崗位名稱）、操作權(quán)限、使用期限、使用者責(zé)任等信息。⑦流轉(zhuǎn)信息。主要是針對(duì)管理數(shù)據(jù)，描述其在審批流程中產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)內(nèi)容，包括創(chuàng)建時(shí)間、所在業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、辦理人、辦理狀態(tài)、結(jié)束時(shí)間、成果類型、事宜認(rèn)定。⑧元數(shù)據(jù)擴(kuò)展信息?？紤]到日后的元數(shù)據(jù)管理需要，特設(shè)元數(shù)據(jù)擴(kuò)展信息，待需要時(shí)補(bǔ)充描述。

3.2 管理模式

南京市國(guó)土資源“一張圖”數(shù)據(jù)以“集中統(tǒng)管，分權(quán)使用”思想為指導(dǎo)，元數(shù)據(jù)貫穿數(shù)據(jù)的整個(gè)生命周期，市局采用Oracle 11g 集中存儲(chǔ)各類空間、非空間數(shù)據(jù)，矢量、柵格數(shù)據(jù)，并以數(shù)據(jù)服務(wù)的形式、分權(quán)提供給市、區(qū)縣、國(guó)土所3 級(jí)使用。如圖2，數(shù)據(jù)管理和元數(shù)據(jù)管理同為“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫的管理的重要部分，數(shù)據(jù)編輯、更新、入庫，每一個(gè)環(huán)節(jié)牽制著元數(shù)據(jù)的錄入、更新和擴(kuò)展；同時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)階段，數(shù)據(jù)分發(fā)與展示也離不開元數(shù)據(jù)的查詢、分析的支撐，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)服務(wù)的準(zhǔn)確性和效率。下一步是需要厘清“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫管理模式（見圖2）。

3.2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理

根據(jù)前期的元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，國(guó)土資源“一張圖”數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)于“一張圖”數(shù)據(jù)庫中，構(gòu)建實(shí)體元數(shù)據(jù)，不同的數(shù)據(jù)實(shí)體分用戶集中統(tǒng)管。用戶根據(jù)權(quán)限可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、入庫、更新操作，同時(shí)，數(shù)據(jù)實(shí)體相應(yīng)的元數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫；用戶也可通過元數(shù)據(jù)查詢、分析快速獲取定位自己需要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)表和實(shí)體數(shù)據(jù)同步維護(hù)、關(guān)聯(lián)分析。

圖2 “一張圖”核心數(shù)據(jù)庫管理模式

從數(shù)據(jù)入庫、編輯更新、查詢分析，到數(shù)據(jù)分發(fā)使用，元數(shù)據(jù)貫穿數(shù)據(jù)的整個(gè)生命周期。元數(shù)據(jù)不再僅僅是對(duì)數(shù)據(jù)描述的數(shù)據(jù)，更是管理數(shù)據(jù)的得力助手、獲取數(shù)據(jù)的高效途徑，為依托“一張圖”進(jìn)行國(guó)土資源管理，實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源數(shù)據(jù)切實(shí)整合、高效利用，提供了數(shù)據(jù)保障。

“一張圖”平臺(tái)支持元數(shù)據(jù)的入庫，維護(hù)元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，可對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽查詢，進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)匯總，在數(shù)據(jù)經(jīng)歷重要處理時(shí)追加或更新相關(guān)元數(shù)據(jù)信息，可實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)的輸出與打印。下一步是需要厘清“一張圖”平臺(tái)元數(shù)據(jù)查詢頁面（見圖3）。

圖3 “一張圖”平臺(tái)元數(shù)據(jù)查詢頁面

3.2.2 數(shù)據(jù)服務(wù)管理

國(guó)土資源數(shù)據(jù)使用中，市、區(qū)縣、國(guó)土所3 級(jí)可訪問的空間范圍不同，不同部門處室對(duì)數(shù)據(jù)的需求各不相同，不同的訪問者對(duì)數(shù)據(jù)的操作權(quán)限也不同。因此，在數(shù)據(jù)服務(wù)管理時(shí)，基于“分權(quán)使用”的思想，根據(jù)元數(shù)據(jù)過濾數(shù)據(jù)、限制權(quán)限，把正確的、合理的數(shù)據(jù)提供給相應(yīng)權(quán)責(zé)的用戶。圖4 是為南京市國(guó)土資源“一張圖”基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)中受控于元數(shù)據(jù)分發(fā)信息的“角色—權(quán)利”形式的數(shù)據(jù)分權(quán)使用管理的界面。下一步是需要厘清“一張圖”數(shù)據(jù)服務(wù)分權(quán)管理（見圖4）。

圖4 “一張圖”數(shù)據(jù)服務(wù)分權(quán)管理

4 結(jié)語

元數(shù)據(jù)自身的特點(diǎn)決定了其在“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫建設(shè)、管理中不可或缺的地位。南京市基于元數(shù)據(jù)成功構(gòu)建了涵蓋城鄉(xiāng)范圍、空間及非空間數(shù)據(jù)、區(qū)分基礎(chǔ)、專題等數(shù)據(jù)種類的國(guó)土資源“一張圖”數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確反映國(guó)土資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為管理者對(duì)國(guó)土資源“總量、結(jié)構(gòu)、布局和時(shí)序”的全面掌握提供準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)支撐。今后的研究和實(shí)踐還需進(jìn)一步完善現(xiàn)有元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高國(guó)土資源行業(yè)對(duì)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用分析能力和管理能力。

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