科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)建設(shè)

楊 杰 宋 佳3 諸云強(qiáng)3,4 王筱萱 孫 凱 李威蓉

（1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.江蘇省地理信息資源開(kāi)發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210023；4.白洋淀流域生態(tài)保護(hù)與京津冀可持續(xù)發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，河北保定 071002；5.山東理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，山東淄博 255000）

科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)建設(shè)

楊 杰1,2宋 佳1,3諸云強(qiáng)1,3,4王筱萱1孫 凱1,2李威蓉5

（1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.江蘇省地理信息資源開(kāi)發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210023；4.白洋淀流域生態(tài)保護(hù)與京津冀可持續(xù)發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，河北保定 071002；5.山東理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，山東淄博 255000）

科技基礎(chǔ)性專項(xiàng)工作產(chǎn)生了大量涉及多領(lǐng)域、涵蓋多類型的數(shù)據(jù)資源，只有對(duì)這些數(shù)據(jù)資源進(jìn)行匯交共享，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的增值，更好地支撐科技創(chuàng)新、國(guó)家戰(zhàn)略決策和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在充分分析科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源跨領(lǐng)域性、類型復(fù)雜、分散性、異構(gòu)性等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)。該平臺(tái)基于自下而上、逐步集成的數(shù)據(jù)組織框架，可有效實(shí)現(xiàn)面向多領(lǐng)域、多類型數(shù)據(jù)資源匯交共享，促進(jìn)科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源匯交共享的發(fā)展。

匯交共享平臺(tái)；科技資源；數(shù)據(jù)資源；數(shù)據(jù)匯交；數(shù)據(jù)共享

1 引言

科技基礎(chǔ)性工作一般指圍繞國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究的需求而開(kāi)展的獲取自然本底情況和基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)編研或共享科技資料和科學(xué)數(shù)據(jù)、采集保存自然科技資源、制定科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、研制標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等科學(xué)活動(dòng)的統(tǒng)稱[1]。作為現(xiàn)代科技“大廈”的地基與基礎(chǔ)，科技基礎(chǔ)性工作體現(xiàn)著國(guó)家整體科技水平的重要方面，對(duì)于科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全具有不可替代的作用[2]，具有長(zhǎng)期性、穩(wěn)定性、系統(tǒng)性、原始性和公益性的明顯特點(diǎn)。

自1999年我國(guó)啟動(dòng)科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)以來(lái)，已經(jīng)在氣象、地球科學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、材料等領(lǐng)域設(shè)置了大量項(xiàng)目，并通過(guò)這些項(xiàng)目采集產(chǎn)生了一批重要的科學(xué)數(shù)據(jù)、文字資料、圖集典籍、科學(xué)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、樣本樣品等[3-7]。這些成果屬于科技資源的范疇，高度重視其開(kāi)放共享有利于科技資源的優(yōu)化配置、高效開(kāi)發(fā)和利用[8]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的增值，從而更好地支撐科技創(chuàng)新、國(guó)家戰(zhàn)略決策和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為推動(dòng)科技資源整合共享，2004年7月，科技部、國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、教育部啟動(dòng)了國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)[9]，并經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)取得了積極進(jìn)展和成效[10]，相繼在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)建成了一批國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)，例如：國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)、氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)、國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心、林業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái)、國(guó)家人口與健康科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)、標(biāo)本資源共享平臺(tái)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源共享平臺(tái)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)共享服務(wù)平臺(tái)等。這些平臺(tái)或面向單一學(xué)科領(lǐng)域，或服務(wù)于單一數(shù)據(jù)資源類型，缺乏數(shù)據(jù)匯交管理功能。雖然其他一些依托各類科學(xué)計(jì)劃建立的平臺(tái)包含了數(shù)據(jù)匯交管理的功能，但僅面向單一領(lǐng)域，例如：“973”計(jì)劃資源環(huán)境領(lǐng)域項(xiàng)目數(shù)據(jù)匯交服務(wù)網(wǎng)[11]僅面向資源環(huán)境領(lǐng)域的數(shù)據(jù)展開(kāi)匯交共享。然而，科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源以項(xiàng)目形式組織匯交，其內(nèi)容涵蓋多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，對(duì)匯交共享平臺(tái)跨領(lǐng)域項(xiàng)目、跨資源類型的數(shù)據(jù)獲取能力以及面向管理人員的項(xiàng)目匯交管理功能都提出了較高的要求。因此，已有平臺(tái)并不能直接運(yùn)用于科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的匯交共享。應(yīng)根據(jù)科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源特點(diǎn)，研發(fā)一個(gè)綜合的系統(tǒng)平臺(tái)，力求為用戶提供“一站式”的用戶體驗(yàn)。鑒于此，本文擬對(duì)科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)進(jìn)行初步探討。

2 科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的特征

科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資源包括：數(shù)據(jù)、圖集、志書(shū)典籍、標(biāo)本資源、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、論文專著、研究報(bào)告。數(shù)據(jù)是指在基礎(chǔ)性工作中通過(guò)考察、觀測(cè)、探測(cè)、監(jiān)測(cè)、調(diào)查、試驗(yàn)、試驗(yàn)以及編撰等方式獲取到的各類科學(xué)數(shù)據(jù)。圖集是按照一定規(guī)則編制的圖片的集合。志書(shū)是以地區(qū)為主，綜合記錄該地自然和社會(huì)方面有關(guān)歷史與現(xiàn)狀的著作，又稱地志或地方志。典籍是古代重要文獻(xiàn)的總稱。標(biāo)本資源是動(dòng)物、植物、礦物等實(shí)物，經(jīng)過(guò)各種處理后可以長(zhǎng)久保存，并盡量保持原貌，藉以提供作為展覽、示范、教育、鑒定、考證及其他各種研究之用。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是領(lǐng)域內(nèi)共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。論文專著是指對(duì)各學(xué)術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的文章。研究報(bào)告是指在從事一種重要活動(dòng)或決策之前，對(duì)相關(guān)各種因素進(jìn)行具體調(diào)查、研究、分析，評(píng)估項(xiàng)目可行性、效果效益程度，提出建設(shè)性意見(jiàn)、建議、對(duì)策等，為決策者和主管機(jī)關(guān)審批的上報(bào)文件。其中，圖集、志書(shū)典籍、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、論文專著、研究報(bào)告的數(shù)據(jù)資源需要將內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化，以電子格式文件為載體作為項(xiàng)目數(shù)據(jù)匯交的內(nèi)容。標(biāo)本資源分為8大類：植物種質(zhì)資源、動(dòng)物種質(zhì)資源、微生物菌種資源、人類遺傳資源、生物標(biāo)本資源、巖礦化石資源、實(shí)驗(yàn)材料資源以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。實(shí)物不在項(xiàng)目數(shù)據(jù)匯交的范圍內(nèi)，由項(xiàng)目承擔(dān)單位或科技部指定的單位保存，但需要匯交內(nèi)容為實(shí)物的基本信息描述，這些基本信息描述通過(guò)每類標(biāo)本資源對(duì)應(yīng)的描述規(guī)范進(jìn)行約束。

基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源主要具有以下幾個(gè)方面特點(diǎn)。

（1）跨領(lǐng)域性。科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源涉及領(lǐng)域眾多，不僅涵蓋自然科學(xué)領(lǐng)域，而且包含社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域。即使同一個(gè)基礎(chǔ)性專項(xiàng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資源有時(shí)也會(huì)跨越多個(gè)領(lǐng)域，例如：中國(guó)北方及其毗鄰地區(qū)綜合科學(xué)考察項(xiàng)目產(chǎn)生了氣候、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)類型復(fù)雜?？萍蓟A(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)類型包括文檔、表格、圖片、數(shù)據(jù)庫(kù)、矢量文件等類型，并且同一種數(shù)據(jù)類型又常常包含多種數(shù)據(jù)格式，如圖片數(shù)據(jù)類型包含了jpg、tiff、geotiff、png等數(shù)據(jù)格式。

（3）分散性?？萍蓟A(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源以項(xiàng)目的形式組織，不僅具有地域分散性，而且具有內(nèi)容分散性。地域分散性是指數(shù)據(jù)資源具有不同的空間位置屬性，而內(nèi)容分散性是指同一要素內(nèi)容的數(shù)據(jù)資源可能分散在不同的項(xiàng)目中，例如：多個(gè)項(xiàng)目中含有降水?dāng)?shù)據(jù)。

（4）異構(gòu)性?？萍蓟A(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的異構(gòu)性是指同一要素的數(shù)據(jù)資源采用的描述規(guī)范不一致。例如：采用不同分類體系的土地覆被數(shù)據(jù)。

3 科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)匯交數(shù)據(jù)的組織

目前，常用的一種做法是以元數(shù)據(jù)為核心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索。該方法通過(guò)元數(shù)據(jù)對(duì)資源的屬性特征進(jìn)行描述并將描述結(jié)果進(jìn)行發(fā)布，使用戶可以通過(guò)關(guān)鍵詞與元數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，進(jìn)而定位和獲取相應(yīng)資源[12]。本文從數(shù)據(jù)檢索和資源集成的角度，設(shè)計(jì)了自下而上、逐步集成的分層數(shù)據(jù)組織框架（圖1）。

圖1 數(shù)據(jù)組織框架

從圖1可以看出，核心元數(shù)據(jù)的形成經(jīng)過(guò)了兩次集成的過(guò)程。第一次集成過(guò)程針對(duì)的是資源實(shí)體本身，包括數(shù)字化和規(guī)范化描述兩種處理方式。數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和研究報(bào)告數(shù)據(jù)資源的實(shí)物是指其包含的內(nèi)容信息，需要經(jīng)過(guò)數(shù)字化后以相應(yīng)的電子格式文件為載體進(jìn)行保存，這一步通常已經(jīng)在項(xiàng)目實(shí)行過(guò)程中完成。圖集、志書(shū)典籍?dāng)?shù)據(jù)資源的實(shí)物是指紙質(zhì)版的圖集及紙質(zhì)版的志書(shū)典籍，同樣需要經(jīng)過(guò)數(shù)字化得到電子版圖集和電子版志書(shū)典籍作為專項(xiàng)項(xiàng)目數(shù)據(jù)匯交的內(nèi)容。標(biāo)本資源實(shí)物即為八大類資源實(shí)物本身，這類數(shù)據(jù)資源需要匯交采用相關(guān)描述標(biāo)準(zhǔn)得到的規(guī)范化描述信息表，這種信息表實(shí)質(zhì)上是一種面向標(biāo)本資源的元數(shù)據(jù)。第二次集成過(guò)程針對(duì)的是第一次集成過(guò)程的結(jié)果，即數(shù)字化后的數(shù)據(jù)、圖集、志書(shū)典籍、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及標(biāo)本資源規(guī)范化描述信息表，最終得到科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)匯交數(shù)據(jù)資源核心元數(shù)據(jù)。核心元數(shù)據(jù)包括各類數(shù)據(jù)資源共性特征的簡(jiǎn)要描述和數(shù)據(jù)資源項(xiàng)目來(lái)源信息。同時(shí)，為了填補(bǔ)核心元數(shù)據(jù)內(nèi)容中有關(guān)于數(shù)據(jù)資源個(gè)性特征的缺失，數(shù)據(jù)組織框架采用將數(shù)據(jù)與相關(guān)的數(shù)據(jù)文檔和支撐數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)的方式，輔助用戶快速獲取更為詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息。表1為核心元數(shù)據(jù)的內(nèi)容項(xiàng)，一共包含19項(xiàng)，其中16項(xiàng)必填，3項(xiàng)可選。

該數(shù)據(jù)組織框架中的核心元數(shù)據(jù)為用戶提供了一個(gè)對(duì)各類數(shù)據(jù)資源訪問(wèn)的統(tǒng)一接口。通過(guò)統(tǒng)一的接口，用戶首先可以訪問(wèn)到數(shù)據(jù)的基本描述信息，進(jìn)而定位到特定類型資源的詳細(xì)信息和相關(guān)項(xiàng)目信息，從而為匯交共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)跨資源類型的數(shù)據(jù)檢索提供了強(qiáng)大的支撐，為實(shí)現(xiàn)跨項(xiàng)目的數(shù)據(jù)檢索奠定了基礎(chǔ)。

4 匯交共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)

科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)邏輯上可以將平臺(tái)劃分為5個(gè)層次，自下而上分別是基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、功能層、服務(wù)層和用戶層（圖 2）。

基礎(chǔ)設(shè)施層是匯交共享平臺(tái)正常運(yùn)行的基本保障，主要包括硬件基礎(chǔ)設(shè)施和軟件基礎(chǔ)設(shè)施。硬件基礎(chǔ)設(shè)施首先是網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器以及大量的存儲(chǔ)。軟件基礎(chǔ)設(shè)施是保障共享平臺(tái)運(yùn)行的軟件環(huán)境，包括一切軟件正常運(yùn)行依賴的操作系統(tǒng)和各類應(yīng)用服務(wù)軟件，例如數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件。

數(shù)據(jù)層是對(duì)平臺(tái)中所有數(shù)據(jù)的邏輯抽象，包含了原始數(shù)字化文件、規(guī)范化描述數(shù)據(jù)、核心元數(shù)據(jù)以及平臺(tái)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。原始數(shù)字化文件是未經(jīng)修改的通過(guò)項(xiàng)目匯交得到的原始數(shù)據(jù)。規(guī)范化描述數(shù)據(jù)是通過(guò)相關(guān)描述規(guī)范對(duì)標(biāo)本資源數(shù)據(jù)類型描述的結(jié)果。核心元數(shù)據(jù)是對(duì)原始文件和規(guī)范化描述數(shù)據(jù)按照?qǐng)D1的數(shù)據(jù)組織框架進(jìn)行集成得到的元數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是平臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，如用戶注冊(cè)信息、數(shù)據(jù)下載訂單數(shù)據(jù)等。

功能層是對(duì)平臺(tái)所有功能等邏輯抽象，可按模塊劃分為檢索、數(shù)據(jù)下載、項(xiàng)目匯交管理、用戶中心和系統(tǒng)管理等部分。每個(gè)模塊又包含了若干的功能，功能之間相互配合完成對(duì)平臺(tái)內(nèi)業(yè)務(wù)流程的支撐。平臺(tái)的詳細(xì)功能設(shè)計(jì)將在下一小節(jié)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

服務(wù)層是對(duì)功能層的封裝。將平臺(tái)功能按照一定的粒度包裝并發(fā)布成服務(wù)，為平臺(tái)內(nèi)部其他模塊或平臺(tái)外部其他系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用，可實(shí)現(xiàn)平臺(tái)功能的重用，降低平臺(tái)代碼冗余，提高平臺(tái)開(kāi)發(fā)速度。這些服務(wù)包括檢索服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、匯交管理服務(wù)、用戶驗(yàn)證服務(wù)以及資源管理服務(wù)等。

用戶層是對(duì)平臺(tái)使用者的邏輯抽象。基礎(chǔ)性共享平臺(tái)將用戶劃分為游客用戶、普通用戶和管理員用戶3類。游客用戶不需要在平臺(tái)中完成注冊(cè)，只能對(duì)項(xiàng)目和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢?yōu)g覽，不能下載數(shù)據(jù)。普通用戶需要在平臺(tái)中完成注冊(cè)，登錄后不僅可以對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行瀏覽，而且可以下載。管理員用戶是平臺(tái)管理者，可以對(duì)平臺(tái)的資源進(jìn)行日常管理，例如數(shù)據(jù)的發(fā)布和下架、新聞公告的發(fā)布等。

科技基礎(chǔ)性工作數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)的功能可以分為五大模塊，即檢索功能模塊、數(shù)據(jù)下載功能模塊、項(xiàng)目匯交管理模塊、用戶中心模塊以及系統(tǒng)管理模塊（圖3）。

圖3 科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)匯交共享平臺(tái)功能圖

檢索功能包括項(xiàng)目檢索、數(shù)據(jù)檢索、資料檢索和數(shù)據(jù)訂單檢索。用戶可以通過(guò)項(xiàng)目檢索功能根據(jù)輸入的項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目時(shí)間、項(xiàng)目承擔(dān)單位等信息查詢到需要的項(xiàng)目。同時(shí)，項(xiàng)目檢索的結(jié)果中包含有項(xiàng)目包括數(shù)據(jù)的鏈接，用戶可以進(jìn)一步導(dǎo)航至具體數(shù)據(jù)資源，從而下載得到需要的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢索功能允許用戶直接根據(jù)數(shù)據(jù)的名稱、學(xué)科名稱、數(shù)據(jù)資源類型等信息對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，同時(shí)檢索結(jié)果中還含有數(shù)據(jù)所屬項(xiàng)目信息等鏈接，可以方便用戶利用導(dǎo)航查詢相關(guān)項(xiàng)目，并進(jìn)一步瀏覽或下載同一個(gè)項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)。平臺(tái)中的資料是指在基礎(chǔ)性工作數(shù)據(jù)匯交過(guò)程中制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、培訓(xùn)講義等文件，數(shù)據(jù)訂單是用戶在數(shù)據(jù)下載過(guò)程中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，用戶也可以通過(guò)檢索功能對(duì)這兩類信息進(jìn)行檢索。

數(shù)據(jù)下載功能模塊是科技基礎(chǔ)性工作數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)的核心模塊，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模塊包括數(shù)據(jù)下載、資料下載、軟件下載、論文下載等功能。數(shù)據(jù)下載是指對(duì)數(shù)據(jù)、圖集、志書(shū)典籍、標(biāo)本資源規(guī)范化描述信息、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、論文專著、研究報(bào)告的數(shù)字化數(shù)據(jù)資源進(jìn)行下載，但需要用戶提前在平臺(tái)中注冊(cè)并登錄。數(shù)據(jù)下載的流程是：用戶先選擇需要的數(shù)據(jù)加入到數(shù)據(jù)推車中，再將數(shù)據(jù)推車中的數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)訂單，平臺(tái)將根據(jù)用戶的訂單內(nèi)容將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮打包，用戶可在數(shù)據(jù)訂單列表中查詢到訂單處理信息，待壓縮打包完成后用戶可下載結(jié)果數(shù)據(jù)。軟件和論文是指在基礎(chǔ)性項(xiàng)目中輔助項(xiàng)目進(jìn)行的軟件工具和產(chǎn)生的論文成果，這兩類數(shù)據(jù)不需要用戶在平臺(tái)中進(jìn)行注冊(cè)和登錄，而是用戶通過(guò)在項(xiàng)目檢索結(jié)果中含有這兩類數(shù)據(jù)資源的下載鏈接直接進(jìn)行下載。資料下載也不要求用戶在平臺(tái)中注冊(cè)和登錄，用戶可在資料下載頁(yè)面進(jìn)行下載。

用戶中心功能是平臺(tái)中跟用戶相關(guān)功能的集合，包括用戶注冊(cè)、用戶登錄、用戶信息修改、用戶密碼找回等功能。在注冊(cè)過(guò)程中，用戶需要填寫(xiě)用戶名、用戶真實(shí)姓名、密碼、電子郵箱、聯(lián)系電話、工作單位等信息，平臺(tái)會(huì)根據(jù)用戶的輸入實(shí)時(shí)判斷用戶名和電子郵箱是否已經(jīng)被其他用戶注冊(cè)，并提示用戶。注冊(cè)完成后，用戶可以根據(jù)用戶名和密碼進(jìn)行登錄。通過(guò)用戶信息修改功能，用戶可以對(duì)自己的注冊(cè)信息進(jìn)行更新。利用用戶密碼找回功能，通過(guò)官方郵件向用戶注冊(cè)的郵箱發(fā)送密碼重置鏈接，用戶通過(guò)該重置鏈接可實(shí)現(xiàn)密碼重置，從而應(yīng)對(duì)密碼遺忘的情況。

項(xiàng)目匯交管理模塊面向管理員用戶，是協(xié)助管理員管理項(xiàng)目數(shù)據(jù)資源匯交過(guò)程的功能模塊，包括數(shù)據(jù)匯交審核、匯交進(jìn)度查詢、匯交進(jìn)度管理。基礎(chǔ)性項(xiàng)目數(shù)據(jù)匯交過(guò)程包括匯交方案和元數(shù)據(jù)提交、實(shí)體數(shù)據(jù)提交和驗(yàn)收三大階段，匯交內(nèi)容在每個(gè)階段中只有被審核通過(guò)后才能進(jìn)入下一階段。管理員通過(guò)數(shù)據(jù)匯交審核功能決定數(shù)據(jù)匯交過(guò)程能否進(jìn)入下一階段。通過(guò)匯交進(jìn)度查詢功能，管理員可查詢指定項(xiàng)目的匯交進(jìn)度和處于指定匯交階段的所有項(xiàng)目。如匯交內(nèi)容通過(guò)審核，則管理員用戶可通過(guò)匯交進(jìn)度管理功能修改項(xiàng)目匯交的狀態(tài)信息，更新項(xiàng)目匯交進(jìn)度。

系統(tǒng)管理功能模塊面向管理員用戶，包含數(shù)據(jù)管理、新聞公告發(fā)布和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能。管理員用戶通過(guò)數(shù)據(jù)管理功能可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、資料、軟件、論文等資源的發(fā)布和取消發(fā)布。新聞公告發(fā)布功能負(fù)責(zé)對(duì)平臺(tái)新聞公告版面內(nèi)容的管理。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能主要對(duì)平臺(tái)中的項(xiàng)目數(shù)、數(shù)據(jù)量、平臺(tái)訪問(wèn)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)展示。

5 平臺(tái)構(gòu)建與關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)建科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)采用了B/S（瀏覽器／服務(wù)器模式）結(jié)構(gòu)，基于Java語(yǔ)言進(jìn)行功能模塊的開(kāi)發(fā)。平臺(tái)整體采用當(dāng)前優(yōu)秀的MVC（模型、視圖、控制器）框架SpringMVC，便于其他技術(shù)框架的集成，簡(jiǎn)化平臺(tái)維護(hù)和功能擴(kuò)展流程。該平臺(tái)的前端頁(yè)面是直接和用戶交互的接口，美觀大方的頁(yè)面設(shè)計(jì)有利于用戶體驗(yàn)的提升。平臺(tái)在前端頁(yè)面的搭建采用美國(guó)著名社交網(wǎng)站Tiwtter設(shè)計(jì)師開(kāi)發(fā)的Bootstrap框架。該框架的組建不僅功能強(qiáng)大而且在不同瀏覽器上兼容性良好，即減少了平臺(tái)開(kāi)發(fā)的時(shí)間也增加了平臺(tái)的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)持久化是將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存到磁盤(pán)上加以固化，這一過(guò)程大多是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成。平臺(tái)采用支持普通SQL查詢、存儲(chǔ)過(guò)程和高級(jí)映射到優(yōu)秀持久層框架MyBatis完成系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的持久化。在數(shù)據(jù)庫(kù)方面，平臺(tái)同時(shí)采用了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB，兩者相互配合支撐平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)規(guī)則的規(guī)范化描述數(shù)據(jù)、核心元數(shù)據(jù)和平臺(tái)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)復(fù)雜的原始數(shù)字化文件結(jié)構(gòu)信息，以便于快速的文件瀏覽。

在構(gòu)建平臺(tái)中采用了以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

（1）支持跨領(lǐng)域項(xiàng)目、跨資源類型、遞進(jìn)式檢索的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法

本文根據(jù)科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了從資源實(shí)體到數(shù)字化數(shù)據(jù)資源再到核心元數(shù)據(jù)的自下而上、逐步集成的數(shù)據(jù)組織框架。在該框架中核心元數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域項(xiàng)目、跨資源類型、遞進(jìn)式數(shù)據(jù)檢索功能至關(guān)重要。在核心元數(shù)據(jù)內(nèi)容中不僅包含了各種數(shù)據(jù)資源類型的共性特征，而且包含了項(xiàng)目來(lái)源信息。其中，數(shù)據(jù)資源共性特征實(shí)現(xiàn)了核心元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)資源的關(guān)聯(lián)，項(xiàng)目來(lái)源信息是核心元數(shù)據(jù)與項(xiàng)目信息連接的紐帶。基于該數(shù)據(jù)組織框架，在縱向上，用戶可以先檢索項(xiàng)目信息，再檢索與項(xiàng)目相關(guān)的元數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而檢索到數(shù)據(jù)資源及其相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)了遞進(jìn)式數(shù)據(jù)檢索；在橫向上，用戶可以檢索相同項(xiàng)目下的不同數(shù)據(jù)以及不同項(xiàng)目下的相同或相似數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了跨項(xiàng)目、跨資源類型的數(shù)據(jù)檢索。

（2）高準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)檢索方法

在數(shù)據(jù)的檢索過(guò)程中，用戶通常是在平臺(tái)數(shù)據(jù)搜索頁(yè)面的搜索框中輸入與目標(biāo)數(shù)據(jù)資源相關(guān)的關(guān)鍵詞，平臺(tái)則通過(guò)關(guān)鍵詞與數(shù)據(jù)庫(kù)中的核心元數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行匹配來(lái)尋找用戶需要的數(shù)據(jù)。這一做法的弊端是查詢結(jié)果的質(zhì)量高度依賴于關(guān)鍵詞與元數(shù)據(jù)分詞時(shí)所基于的詞庫(kù)，由于本文所涉及的數(shù)據(jù)資源為科技資源，專業(yè)術(shù)語(yǔ)眾多，致使這個(gè)問(wèn)題尤為突出。因此，本文提出的解決方案是先抽取核心元數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞內(nèi)容，將其加入到IKAnalyzer中文分詞工具的擴(kuò)展詞庫(kù)中，再根據(jù)該詞庫(kù)將用戶輸入的關(guān)鍵詞和核心元數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分詞，進(jìn)而進(jìn)行匹配。除此之外，平臺(tái)還對(duì)用戶的搜索關(guān)鍵詞進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)，并將用戶搜索頻率較高的詞同時(shí)加入到詞庫(kù)中，從而大大增加了數(shù)據(jù)檢索的準(zhǔn)確度，提升了用戶體驗(yàn)。

（3）大數(shù)據(jù)量文件信息的流暢展示方法

基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)匯交的原始數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅存在文件夾多層嵌套的情況，而且數(shù)據(jù)文件個(gè)數(shù)從幾個(gè)到幾萬(wàn)個(gè)不等，浮動(dòng)很大。在大數(shù)據(jù)量的情況下，首先要在用戶的瀏覽器客戶端一次性展示上萬(wàn)個(gè)文件信息，不僅對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，而且會(huì)嚴(yán)重降低數(shù)據(jù)瀏覽的用戶體驗(yàn)。如果采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些文件夾和文件的相對(duì)關(guān)系進(jìn)行保存，再通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)聯(lián)查詢實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)的重組并分頁(yè)展示，上萬(wàn)級(jí)別的頻繁關(guān)聯(lián)查詢勢(shì)必降低了平臺(tái)的服務(wù)性能。本文利用這些數(shù)據(jù)資源原始文件的穩(wěn)定性（數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)一般不會(huì)變動(dòng)），采用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB對(duì)這些文件夾和文件的相對(duì)關(guān)系以json文件進(jìn)行存儲(chǔ)，并進(jìn)行了分頁(yè)組織。該方法實(shí)質(zhì)上是利用一種靜態(tài)化處理的思想，避免了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的頻繁關(guān)聯(lián)查詢，從而提高了客戶端的數(shù)據(jù)瀏覽速度，保證了平臺(tái)的性能。

本文基于上述技術(shù)選型開(kāi)發(fā)了科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)的原型系統(tǒng)，如圖4所示。

圖4 科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)首頁(yè)

基于匯交共享平臺(tái)，項(xiàng)目主管部門可以對(duì)專項(xiàng)項(xiàng)目數(shù)據(jù)匯交進(jìn)展情況進(jìn)行監(jiān)督管理，項(xiàng)目單位及其他科研人員可以靈活高效地進(jìn)行跨項(xiàng)目、跨類型的專項(xiàng)項(xiàng)目數(shù)據(jù)檢索和訪問(wèn)。

表2內(nèi)容是在平臺(tái)中使用“氣溫”檢索的部分結(jié)果對(duì)應(yīng)核心元數(shù)據(jù)記錄的部分屬性。需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，限于文章篇幅，表2并未列出檢索結(jié)果的核心元數(shù)據(jù)“關(guān)鍵詞”屬性，而在表2中的第3條結(jié)果正是由于“關(guān)鍵詞”屬性含有“氣溫”一詞，故被平臺(tái)檢索到。根據(jù)檢索結(jié)果，3條檢索結(jié)果雖均為氣溫相關(guān)數(shù)據(jù)，但是來(lái)源于不同的項(xiàng)目，所屬學(xué)科跨越了地理學(xué)、大氣科學(xué)和海洋科學(xué)，資源類型既有數(shù)據(jù)又有圖集，資源格式也各不相同。基于檢索結(jié)果，用戶可進(jìn)一步獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)資源。因此，平臺(tái)能夠?yàn)橛脩籼峁┝己玫目珥?xiàng)目領(lǐng)域、跨資源類型共享服務(wù)。

表2 平臺(tái)中使用“氣溫”關(guān)鍵字檢索的部分結(jié)果

6 結(jié)語(yǔ)

本文首先分析了科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的特點(diǎn)，然后結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)資源描述規(guī)范，闡述了平臺(tái)數(shù)據(jù)層的組織框架，進(jìn)而從平臺(tái)的邏輯層次和功能模塊角度詳述了平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程，接著從技術(shù)選型和關(guān)鍵技術(shù)方面對(duì)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了剖析，最終對(duì)平臺(tái)的不足進(jìn)行了總結(jié)和展望。

（1）在分析科技基礎(chǔ)性工作數(shù)據(jù)匯交共享平臺(tái)各類數(shù)據(jù)資源特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分層數(shù)據(jù)組織框架實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域項(xiàng)目、不同類型數(shù)據(jù)資源的集成，為用戶提供“一站式”的服務(wù)體驗(yàn)。

（2）實(shí)踐證明，平臺(tái)可有效實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域、多資源類型的數(shù)據(jù)資源匯交共享，突破單一領(lǐng)域、單一類型數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)的局限性，促進(jìn)科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)數(shù)據(jù)匯交共享的發(fā)展。

（3）平臺(tái)使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源間的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)，無(wú)法向用戶提供智能檢索體驗(yàn)，也未能展開(kāi)深度的數(shù)據(jù)挖掘并向用戶提供潛在的信息，有待今后進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

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Construction of Special Data Archiving and Sharing Platform for the Science and Technology Basic Work

YANG Jie1,2, SONG Jia1,3, ZHU Yunqiang1,3,4, WANG Xiaoxuan1, SUN Kai1,2, LI Weirong5
(1.State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101;2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049; 3.Jangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application, Nanjing 210023; 4.Center for Collaborative Innovation in Baiyangdian Basin Ecological Protection and Sustainable Development of Beijing-Tianjin-Hebei, Baoding 071002;5.School of Architecture Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255000)

A large amount of data resources is produced from research projects funded by National Special Program on Basic Works for Science and Technology of China(NSPBWSTC). The content of these data resources covers multiple fi elds and data types. Sharing these data is good to make the data value-added and thereby foster the innovation in science and technology, national strategy, social and economic development.The study analyzes the characteristics of the cross-domain, complexity, dispersion and heterogeneity of thesedata resources, and designs and implements data archiving and sharing platform. The platform is based on the framework of bottom-up and step-by-step integration method. The data sharing towards multiple fi elds and data types is implemented in this platform, and also promotes the development of data archiving and sharing of NSPBWSTC.

archiving and sharing platform, scientific and technical resources, data resources, data archiving,data sharing

G203

A

10.3772/j.issn.1674-1544.2017.05.007

楊杰（1990—），男，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所碩士研究生，研究方向：地學(xué)模型數(shù)據(jù)匹配方法；宋佳（1980—），男，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所助理研究員，博士，研究方向：地球信息科學(xué)（通訊作者）；諸云強(qiáng)（1977—），男，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員，博士，研究方向：地學(xué)數(shù)據(jù)本體與共享、資源環(huán)境信息系統(tǒng)；王筱萱（1983—），女，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所工程師，碩士，研究方向：科學(xué)數(shù)據(jù)共享與集成；孫凱（1990—），男，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所博士研究生，研究方向：地學(xué)本體及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；李威蓉（1991—），男，山東理工大學(xué)建筑工程學(xué)院碩士研究生，研究方向：地學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)源及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目“科技基礎(chǔ)性工作數(shù)據(jù)資料集成與規(guī)范化整編”（2013FY110900）。

2017年7月31日。