浅谈地理信息元数据的设计

摘 要：地理信息元数据是关于地理相关数据和信息资源的描述信息.本文通过对地理信息元数据确定的原则，元数据的主要内容与设计，元数据的组织与管理模式几个部分，浅谈地理信息元数据设计应注意的方面。地理信息元数据的设计使用，帮助人们有效地定位、评价、获取和使用地理相关数据。

关键词：地理信息元数据 元数据的设计 管理模式

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0064-02

随着“数字地球”，“数字中国”的付诸实施，空间信息飞速扩长，如何有效管理、使用、共享这些异构、多源、海量数据的问题日益突出，地理信息元数据以其描述性、开放性、简易性而逐渐得到认可[1]。元数据是关于数据与信息资源的数据，即关于数据与数据集的内容、质量、状况和其它特性信息，是实现数据高效组织、管理、维护、快速检索、访问、存取的核心和关键技术之一[2]。地理信息元数据是关于地理相关数据和信息资源的描述信息。地理信息数据内容繁杂且数据量庞大，建立地理信息元数据是对其进行管理及共享的有效可行方法[3]。它通过对地理空间数据的内容、质量、数据格式、数据采集时间和其他特征进行描述与说明，帮助人们有效地定位、评价、获取和使用地理相关数据[4]。

1 地理信息元数据确定的原则

建立元数据集合，是帮助人们理解和使用元数据所描述的数据对象，以实现空间数据的标准化为目的，以实现数据的共享为前提[5]。元数据的选择和组织必须遵循一定的规则，以全面描述数据对象，并方便用户使用。地理信息元数据的确定需要遵循以下的原则。

1.1 完整性

元数据设计中需要挑选出一些最重要的元数据，构成核心元数据集。核心元数据是有效描述数据特征的最小元数据数据集合，它应该完整地描述数据集最重要的信息。

1.2 准确性

各个元数据元素应该从某个侧面准确地描述数据集合的某些特征。在确定核心元数据内容的时候，需要对相关领域的理论与技术有全面的了解，准确而简洁地将描述数据集主要特征的数据元素整合起来。

1.3 结构性

地理信息元数据之间具有复杂的联系，应根据实际其结构联系进行合理组织，以便对元数据进行修改或扩展时不破坏其整体结构。

1.4 与其它标准的一致性

由于元数据也是其他标准的高度概括，在制定元数据时，应调研相关领域现有的国家标准与国家、行业准则，尽量采用已颁布的标准。

2 地理信息元数据的主要内容

目前，地理信息元数据还没有一个统一的全球性标准。通常采用以下几方面的内容。

（1）标识信息。它是唯一标识数据集的元数据信息。通过标识信息，用户可以对已有的数据集有一个总体的了解，如数据集的名称、发布时间、版本、空间范围、表示方式、空间分辨率、信息类别、数据集的联系信息、数据集法律和安全限制等。

（2）数据质量信息。它数据集质量的总体评价，包括数据集在数据完整性、逻辑一致性、位置精度，时间精度（时间表示的精确程度、现势性、有效性）、属性精度（数据集属性分类的正确性、属性值的精度和正确性）等方面的综述以及说明数据质量的保证措施，以及数据源、数据处理过程、数据志等说明信息。

（3）空间参照系统信息。它是对数据集使用的空间参照系统的说明。

（4）内容信息，描述数据集的主要内容，包括实体和属性信息。

（5）分发信息，描述有关数据分发者的信息及获取数据的方法。

（6）核心元数据参考信息。包括核心元数据参考信息，用户可以了解到核心元数据内容的现势性等。

3 地理信息元数据的设计

元数据设计过程中，通常根据实际应用的需要，参照已有元数据标准确定元数据体系。近年来，西安市城市建设快速发展，地理信息元数据是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证。西安市勘察测绘院为了提高生产管理质量，更好的满足城市发展的需要，在地形图的生产中也加强了在元数据方面的管理。下面以我院生产为例，简要说明地理信息元数据的设计。

（1）元数据标准主体组成，如表1所示。

（2）元数据结构。以目前我院地形图数据的生产管理为例，地形图元数据结构，如图1所示。

（3）元数据的录入。以我院地形图数据信息录入为例，如图2所示。

（4）元数据的更新和维护。元数据随地图数据的变化而变化，元数据的更新管理主要通过版本管理来实现，这样数据管理者可对历史数据及最新数据进行全面的管理。

（5）元数据的质量保证。元数据的数据质量是数据质量的一个部分，也是数据质量的基础。在元数据库建立、更新、维护的全过程中，必须保证元数据质量。扩展的标准要进行一致性测试，元数据操作工具应具备保证质量功能，有条件的应进行质量评价[6]。

4 地理信息元数据的组织与管理模式

4.1 元数据的逻辑组织可采用如下方式

（1）按照元素性质来组织。这是通常的元数据组织方式。由唯一标识一个数据集、说明其空间和时间范围、状况、法律限制和保密限定所需的信息的元素构成标识信息子集等。

（2）按照功能来组织。主要方法是将元数据分成描述性元数据、结构性元数据、功能性元数据三类，分类进行组织。

（3）按照重要程度来组织。按照元素使用的频繁程度或者重要性差异，将元素分成核心元素和一般性元素，其中核心元素是所有类型的数据所共有的。如英国Dublin元数据核心元素模型和澳大利亚、新西兰元数据核心元素模型都是如此[7]。在区分核心元素与一般元素的基础上，又对核心元素按照不同的侧面进行分类。

4.2 元数据的管理模式

空间数据飞速增长，我们通过建立若干分布的、相对独立的元数据仓储，它们分别对应于不同的部门或地区，然后通过元数据交换标准实现信息共享和分布异构系统的集成[8]。从业务需求来看，元数据管理系统用于存储、管理和共享各种元数据，一个良好的系统应具备集成性、可扩展性、可制定性和开放性等基本特征[9]。鉴于MOF和XMI的特点和发展经验，我们基于MOF和XMI设计了空间元数据的管理模式，如图3所示。

5 结语

随着计算机技术和GIS技术的发展，已经积累了大量的地理信息数据，要实现数据的管理和共享就必须依赖于空间数据和属性数据以外的一种特殊数据。地理信息元数据能够帮助生产单位有效的维护和管理数据，提供有关数据生产单位的各种有关信息，供用户查询，帮助用户了解数据，提供有关信息，以便用户处理和转换有用数据，采用元数据也可以便于数据的共享。我们在生产管理中，应根据相应的规范，并且结合自身的生产需求做好元数据的录入，管理工作。通过我院元数据在基础地理信息系统中的建立与运行，说明元数据的功能是稳定的，应用起来也比较方便，能够在城市基础地理信息系统中发挥重要的作用。我们将进一步改进与完善工作细节，开发研究元数据扩展的必要性和扩展的基本方法，更好的提高工作效率，使地理信息元数据在地理信息领域的应用中拥有更为广阔的前景[10]。

参考文献

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[2]赵汗青，郭刚.地理空间信息元数据模型[J].测绘通报，2002（z1）：19-23.

[3]滕连泽，刘洪斌，武伟，等.地理空间元数据管理的研究[J].农业网络信息，2005（8）：39-41.

[4]沈体雁，程承旗.地理元数据技术系统的设计与实现[J].武汉测绘科技大学学报，1999（4）：326-330.

[5]牛晓琳，季民，赵志刚，等.基于元数据管理的数据共享研究[J].船舶电子工程，2006（1）：71-74.

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[10]崔丽美，谢节，杨联安，等.基于XML Schema地球系统科学数据的元数据扩展机制[J].测绘学报，2005（3）：246-251.