6空间元数据

6空间元数据西安科技大学测绘学院张耀民空间元数据的产生随着地理信息系统在社会各方面的发展，越来越多的地理学科和信息技术学科之外的个人、组织和机构也涉入到这一领域，开始生产、处理和修改数字地理信息。但是这些机构从各自的角度出发来发展空间数据，使得人们不知道存在什么样的数据、已有数据的质量如何、以及怎样访问和使用这些数据成果因此，迫切需要采取一定的办法来避免数据的重复性建设，同时协调不同数据部门之间的资源共享，这样随着地理空间数据集的数量、复杂性和多样性的增加，一个适应数据集共享的标准化规范----空间元数据，也就应运而生空间元数据标准对空间元数据标准内容的研究，国际上主要有美国联邦数据委员会（FGDC）、国际标准化组织地理信息/地球信息技术委员会（ISO/TC211）和开放的GIS联盟（OGC）进行，它们从不同侧面对地理空间元数据进行了描述国内近几年来已经提出了几个元数据标准，如《中国可持续发展信息共享Metadate标准》、《中国生态系统研究网络元数据标准》和《科学数据库元数据标准》、《城市地理空间框架数据标准》等空间元数据定义元数据（Metadate）：是描述数据的数据，是关于数据和信息资源的描述性信息。如数据的内容、质量、条件、状况和其他有关特征信息空间元数据（GeospatialMetadata）：地理的数据和信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合空间元数据的作用用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源，这正是数字地球的特点和优点所在。通过它可以在Intranet或Internet上准确地识别、定位和访问空间信息帮助数据使用者查询所需空间信息。比如，它可以按照不同的地理区间、指定的语言以及具体的时间段来查找空间信息资源组织和维护一个机构对数据的投资。通过空间元数据内容，可以充分描述数据集的详细情况，便于数据使用者得到数据的可靠性保证用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心。通常由一个组织产生的数据可能对其他组织也有用，而通过数据目录、数据代理机、数据交换中心等提供的空间元数据内容，用户便可以很容易地使用它们，达到空间信息的共享提供数据转换方面的信息。通过空间元数据，人们便可以接受并理解数据集，并可以与自己的空间信息集成在一起，进行不同方面的分析决策，使地理空间信息实现真正意义上的共享，发挥其最大的潜力空间元数据的主要作用帮助数据生产者管理和维护空间数据；便于数据用户查询检索地理空间数据；帮助用户了解数据，以便就数据是否能够满足其需求做出这功能的判断；提供有关信息，以便用户或者GIS软件进行数据的处理和转换；元数据成为数据共享和有效使用的重要工具元数据提高数据查找效率空间元数据的作用(1)确定一套地理空间数据的存在性及其位置；(2)确定一套地理空间数据对某种应用的适宜性；(3)确定获取一套地理空间数据的手段；(4)确定成功地转换一套地理空间数据的方法和途径；(5)确定一套地理空间数据的存储与表达方法；(6)确定一套地理空间数据的使用方法等。元数据的基本功能描述：对信息对象的内容属性等的描述能力是元数据最基本的功能，应当能比较完整地反映出信息对象的全貌衡量描述能力，最重要的一点是它能否准确地区别不同的具体信息对象这是元数据标准制订工作中最困难的一部分针对每一类具体的资源对象需分别研制；检索：支持用户发现资源的能力，即利用元数据来更好地组织信息对象建立它们之间的关系，为用户提供多层次多途径的检索体系，从而有利于用户便捷快速地发现其真正需要的信息资源；选择：支持用户在不必浏览信息对象本身的情况下能够对信息对象有基本的了解和认识，从而决定对检出信息的取舍；定位：提供信息资源本身的位置方面的信息如DOIURLURN等信息，由此可准确获知信息对象之所在，便于信息的获取；管理：保存信息资源的加工存档结构，使用管理等方面的相关信息以及权限管理、版权所有权、使用权、防伪措施、电子水印、电子签名等评估：保存资源被使用和被评价的相关信息，通过对这些信息的统计分析，方便资源的建立与管理者更好地组织资源，并在一定程度上帮助用户确定该信息资源在同类资源中的重要性；交互：有些信息资源的元素内容需经过专家考据才能确定，尤其是在描述比较复杂的对象的时候，对使用元数据的专家学者提供专门的元素，允许他们对某些数据项的内容进行反馈，有利于建立更为准确的元数据提供更为良好的服务功能；空间元数据内容一般内容：What—标题描述、Why—理由和用途、When—时间和周期、Who—生产者、提供者、和用户、How—建立和访问常见的元数据：图书馆卡片、磁盘的标签、地图的制图元素（图名、图例、比例尺、制图单位、制图时间等）等；元数据的内容：对数据集的描述、数据质量的描述、数据处理信息的说明、数据转换方法的描述、数据更新、集成等说明空间元数据内容空间元数据基本内容空间数据集元数据内容：目录信息、标识信息、质量信息、空间数据表现、空间参考系、实体和属性信息、发行信息、参考信息、应用信息、时间信息、继承信息、联系信息、地址信息空间元数据内容空间元数据标准由两层组成，其中第一层是目录层，它所提供的信息主要用于对数据集信息进行宏观描述，适合在数字地球的国家级空间信息交换中心或区域以及全球范围内管理和查询空间信息时使用。第二层是空间元数据标准的主体，它由八个基本内容部分和四个引用部分组成，其中基本内容部分包括标识信息、数据质量信息、数据集继承信息、空间数据表示信息、空间参考系信息、实体和属性信息、发行信息、以及空间元数据参考信息等八个方面的内容另外四个引用部分包括引用信息、时间范围信息、联系信息以及地址信息空间元数据内容空间元数据标准由两层组成，其中第一层是目录层，它所提供的信息主要用于对数据集信息进行宏观描述，适合在数字地球的国家级空间信息交换中心或区域以及全球范围内管理和查询空间信息时使用。第二层是空间元数据标准的主体，它由八个基本内容部分和四个引用部分组成，其中基本内容部分包括标识信息、数据质量信息、数据集继承信息、空间数据表示信息、空间参考系信息、实体和属性信息、发行信息、以及空间元数据参考信息等八个方面的内容另外四个引用部分包括引用信息、时间范围信息、联系信息以及地址信息标识信息是关于地理空间数据集的基本信息。通过标识信息，数据生产者可以对有关数据集的基本信息进行详细的描述，诸如数据集的名称、作者信息、所采用的语言、数据集环境、专题分类、访问限制等，同时用户也可以根据这些内容对数据集有一个总体了解数据质量信息是对空间数据集质量进行总体评价的信息。通过这部分内容用户可以获得有关数据集的几何精度和属性精度等方面的信息，也可以知道数据集在逻辑上是否一致以及它的完备性，这是用户对数据集进行判断以及决定数据集是否满足需要的主要判断依据。数据生产者也可以通过这部分内容对数据集质量评价的方法和过程进行详细的描述数据集继承信息•是建立该数据集时所涉及的有关事件、参数、数据源等的信息，以及负责这些数据集的组织机构信息。通过这部分信息便可以对建立数据集的中间过程有一个详细的描述•比如当一幅数字专题地图的建立经过了航片判读、清绘、扫描、数字地图编辑以及验收等过程时，应对每一过程有一个简要描述，使用户对数据集的建立过程比较清晰，也使数据集每一过程的责任比较清楚空间数据表示信息是数据集中用来表示空间信息的方式的描述，如空间数据类型、空间数据结构、矢量对象描述、栅格对象描述等内容，它是决定数据转换以及数据能否在用户计算机平台上运行的必须信息利用空间数据表示信息，用户便可以在获取该数据集后对它进行各种处理或分析了实体和属性信息是关于数据集信息内容的信息，包括实体类型及其属性、属性值、域值等方面的信息通过该部分内容，数据集生产者可以详细地描述数据集中各实体的名称、标识码以及含义等内容，也可以使用户知道各地理要素属性码的名称、含义等空间参考系信息是关于空间数据集地理参考系统与编码规则的描述，它是反映现实世界与地理数字世界之间关系的通道，诸如地理标识码参照系统、水平坐标系统、垂直坐标系统以及大地模型等通过空间参考系中的各元素，可以知道地理实体转换成数字对象的过程以及各相关的计算参数，使数字信息成为可以度量和决策的依据发行信息是关于数据集发行及其获取方法的信息，包括发行部门、数据资源描述、发行部门责任、订购程序、用户订购过程以及使用数据集的技术要求等内容通过发行信息，用户可以了解到数据集在何处，怎样获取、获取介质以及获取费用等信息空间元数据参考信息是关于空间元数据的标准、版本、现时性与安全性等方面的信息，它是当前数据集进行空间元数据描述的依据通过该空间元数据描述，用户便可以了解到所使用的描述方法的实时性等信息，加深了对数据集内容的理解其它引用信息：是引用或参考该数据集时所需的简要信息，它自己不单独使用，而是被基本内容部分的有关元素引用。它主要由标题、作者信息、参考时间、版本等信息组成时间范围信息：是关于有关事件的日期和时间的信息，该部分是基本内容部分的有关元素引用时要用到的信息，它自己不单独使用联系信息：是同与数据集有关的个人和组织联系时所需的信息，包括联系人的姓名、性别、所属单位等信息。该部分是基本内容部分的有关元素引用时要用到的信息，它自己不单独使用地址信息：是同组织或个人通讯的地址信息，包括邮政地址、电子邮件地址、电话等信息。该部分是描述有关地址元素的引用信息，它自己不单独使用空间数据元数据内容及示例。。。数据生产者数据生产时间数据质量数据组织空间参照系数据内容以及其他属性。。。基于元数据的查询内容元数据类型科研型元数据：其主要目标是帮助用户高效获取各种来源的数据及其相关信息，包括如数据源名称、作者、主题内容、数据拓扑关系等；评估型元数据：主要服务于数据利用的评价，内容包括数据最初收集情况、收集数据所用的仪器、数据获取的方法和依据、数据处理过程和算法等；模型元数据：它与描述数据的元数据在结构上大致相同，其内容包括模型名称、模型类型、建模过程、模型参数、边界条件、作者等。对象元数据类型数据层元数据：指描述数据集中每个数据的元数据，内容包括日期邮戳、位置戳、量纲、注释、误差标识、缩略标识、存在问题标识、数据处理过程等属性元数据：是关于属性数据的元数据，内容包括为表达数据及其含义所建的数据字典、数据处理规则（协议），如采样说明、数据传输线路及代数编码等实体元数据：是描述整个数据集的元数据，内容包括数据集区域采样原则、数据库的有效期、数据时间跨度等作用元数据类型系统级别元数据：指用于实现文件系统特征或管理文件系统中数据的信息，如访问数据的时间、数据的大小、如何存储数据块以保证服务控制质量等；应用层元数据：指有助于用户查找、评估、访问和管理数据等与数据用户有关的信息，如文本文件内容的摘要信息、描述与其它数据文件项关关系的信息。它往往用于高层次的数据管理，用户通过它可以快速获取合适的数据；说明元数据：是为用户使用数据服务的元数据。它一般用自然语言表达，如源数据覆盖的空间范围、源数据图的投影方式及比例尺的大小、数据集说明文件等，这类元数据多为描述性信息，侧重于数据库的说明；控制元数据：是用于计算机操作流程控制的元数据，这类元数据由一定的关键词和特定的句法来实现。其内容包括数据存储和检索文件、检索中与目标匹配方法等。这类元数据主要是与数据库操作有关的方法；发现型（目录型）观察型（浏览型开发型（使用型）元数据描述文档采用XML语言及其相关语法结构作为元数据描述的元语言并作为相关应用系统必备的对外数据接口；–RDF作为一个资源描述的标准框架能方便地容纳各类元数据标准建立一种复合的面向异构系统的数据交换格式本标准框架建议各应用系统应支持对RDF格式数据的解析；–元数据的XML格式语法定义方法采用XMLSchem