基于元数据的“一张图”核心数据库建设管理研究

李梅香，徐苏维，马艳娜

（南京市国土资源信息中心，江苏 南京 210005）

0 引言

开展全国国土资源“一张图”建设，形成国土资源核心数据库，是落实中央领导、部领导和全国国土资源信息化工作会议精神的重要行动和步骤，是要解决当前国土资源数据汇交、采集、更新、积累、整合、开发、利用尚不能满足国土资源监测监管和社会化服务需求的信息化瓶颈问题。

南京市“一张图”的建设主要围绕3 个重点展开。一是多源数据的整合，主要解决过去国土资源“多张图”的问题，改变各部门之间相对独立、存在数据孤岛的情况，从而实现“一张图”统一管理。二是注重集成、面向服务和监管，基于统一的地理空间框架，面向国土资源监管和服务目标，集成管理基础地理、土地资源、矿产资源和地质环境等各种数据集。三是注重数据联动，“一张图”的各种数据不是简单的叠加，而是通过搭建基于“一张图”核心数据库的业务管理系统。根据业务内在联系，实现关联和联动，通过关联数据的展示反映业务的内在联系。

如何充分发挥数据在国土资源形势分析、资源监测监管、地质灾害防治、宏观调控、辅助决策支持及社会化服务中的作用，这是国土资源信息化建设的核心任务之一，对国土资源管理工作和社会服务具有重大和全局的意义。建立1 个集中管理、安全规范、充分共享、全面服务的核心数据库势在必行。文章以南京市为例，研究“一张图”核心数据库的建设和管理问题，通过分析国土资源数据、元数据及其在数据管理中发挥的作用等，设计元数据结构，提出基于元数据的“一张图”核心数据库建设管理。

1 国土资源数据现状分析

国土资源数据一般来源于国土、规划、测绘等部门，且数据格式、坐标系、数据精度、空间尺度、时间尺度、数据标准等也各不相同。从数据使用的角度讲，数据种类繁杂。比如：依数据种类划分，国土资源“一张图”数据库主要包括空间数据和非空间数据。其中，空间数据包括矢量数据和栅格数据；非空间数据包括业务指标、表格、文档、报表、附件等数据。依数据用途划分，又主要包括基础数据和专题数据。其中，基础数据主要是遥感影像数据、城镇地籍数据、土地利用现状数据和土地利用规划数据；专题数据主要包括建设项目用地数据、土地供应数据、土地开发整理数据、土地执法监察数据、土地储备数据、基本农田数据、基准地价数据、农用地分等定级数据、矿业权数据、矿产资源规划数据、地质灾害数据等其他专题数据。这种数据状况导致信息孤岛无法破除，限制了国土资源管理中数据的挖掘和综合利用，制约了国土资源数据的共享和服务。

总之，“一张图”核心数据库包含的数据内容丰富、来源多样，数据标准、模型、格式、精度、存储形态等差异很大，要将种类繁多、数据量巨大的各类土地、地质、矿产数据库集成整合为支撑国土资源监管和管理行为的核心数据库，需要按照统一的标准规范开展数据整合和数据整理工作。

2 元数据

元数据，即数据的数据，主要是描述数据的内容、质量、数据源、基础结构等。国际上针对不同应用领域制定了很多元数据标准，其中地理信息领域也有很多元数据的标准，如FGDC（美国联邦地理数据委员会）、ISO（国际标准化组织）、OPEN GIS（开源GIS 协会）、国家基础地理信息各自都制定了地理空间元数据内容标准。这些标准基本上都对元数据的定义、相关术语、层次结构、性质、元数据内容、空间参照系统、标识信息等方面做了标准化描述。

信息化高速发展的时代，元数据已经由一种描述与索引的方法扩展到包括数据发现、数据转换、数据管理和数据使用的整个数据共享使用过程中的工具和支撑之一。在数据管理与共享中，元数据发挥的作用也更为重要。例如：城市公共信息平台建设中也规范了相应的元数据标准，通过研究其元数据要求，比较研究地理信息其他应用中的元数据使用。概括总结元数据在地理信息数据管理与共享中发挥的作用如下：

数据发现阶段，通过元数据定位和理解数据，并对其进行查询、浏览、分析。

数据转换阶段，通过元数据掌握其格式、空间参考、文件大小等信息，指引和控制数据转换工作的思路和方法。

数据管理阶段，通过元数据掌握数据的来源、状况、质量、内容等。基于元数据组织数据库，可以有效降低数据存贮的空间，减少数据用户查询数据库及获取数据的时间，从而降低数据库的建设使用和管理维护费用。

数据服务阶段，通过元数据掌握数据的适用范围和适用对象等，控制数据的共享、使用和安全。同时基于元数据借助XML 等可提高数据交互服务的效率，节约时间、降低数据共享服务成本。

3 南京市“一张图”核心数据库建设

3.1 框架设计

通过对南京市国土资源数据的整理和归类，南京市国土资源“一张图”核心数据库从逻辑上划分为基础层、专业层、管理层。其中，基础层通常作为底图数据使用，更新频率较低、周期较长，如基础地理数据、遥感影像、地形图；专业层是由土地、矿产、规划等业务部门调查规划产生的数据，具有内容种类繁多、多尺度、专业性强等特点，包括土地利用专题（土地利用现状数据、基本农田数据）、土地规划专题、矿产资源专题、地质环境专题等；管理层是在土地、矿产资源等管理过程中产生的数据，具有伴随管理业务实时更新的特点，包括征供地数据、执法巡查、土地整治等。

同时，在全面梳理部、省、市相关数据库建库标准和规范，并参考《全国一张图核心数据库建设方案》的基础上，结合南京市实际情况，相关部门制订南京市“一张图”数据库建设方案和覆盖南京市国土资源数据的4 个大类、21 个小类、50 余个数据集的数据库结构。下一步是需要厘清“一张图”核心数据库框架结构（见图1）。

元数据由1 个或多个元数据子集构成，包含1 个或多个元数据实体。综合分析南京市国土资源管理数据的特点，定义元数据实体是下列实体的聚集，分别为：基本信息、质量信息、更新信息、来源信息、覆盖范围信息、分发信息、流转信息、元数据扩展信息。

图1 “一张图”核心数据库框架结构

具体描述数据的如下信息：①基本信息。描述数据的文件名称、数据格式、大小、空间参照系统、比例尺、成图时间、保密级别以及简单的内容提要。②质量信息。描述数据生产参照的质量标准或规范、质量等级、质检单位、质检人员。③更新信息。包括更新时间、更新单位、版本、更新内容、更新说明。④来源信息。来源单位或部门、来源负责人、来源人联系方式、来源格式、来源空间参照系统、接收信息（接收人、联系方式、接收时间）。⑤覆盖范围信息。描述实体的时间范围、空间范围。⑥分发信息。描述可使用者（使用人名称、所在单位部门、岗位名称）、操作权限、使用期限、使用者责任等信息。⑦流转信息。主要是针对管理数据，描述其在审批流程中产生的元数据内容，包括创建时间、所在业务节点、时间节点、办理人、办理状态、结束时间、成果类型、事宜认定。⑧元数据扩展信息。考虑到日后的元数据管理需要，特设元数据扩展信息，待需要时补充描述。

3.2 管理模式

南京市国土资源“一张图”数据以“集中统管，分权使用”思想为指导，元数据贯穿数据的整个生命周期，市局采用Oracle 11g 集中存储各类空间、非空间数据，矢量、栅格数据，并以数据服务的形式、分权提供给市、区县、国土所3 级使用。如图2，数据管理和元数据管理同为“一张图”核心数据库的管理的重要部分，数据编辑、更新、入库，每一个环节牵制着元数据的录入、更新和扩展；同时数据服务阶段，数据分发与展示也离不开元数据的查询、分析的支撑，进而提高数据服务的准确性和效率。下一步是需要厘清“一张图”核心数据库管理模式（见图2）。

3.2.1 数据存储管理

根据前期的元数据设计，国土资源“一张图”数据集中存储于“一张图”数据库中，构建实体元数据，不同的数据实体分用户集中统管。用户根据权限可以对数据进行编辑、入库、更新操作，同时，数据实体相应的元数据录入数据库；用户也可通过元数据查询、分析快速获取定位自己需要的数据，实现元数据表和实体数据同步维护、关联分析。

图2 “一张图”核心数据库管理模式

从数据入库、编辑更新、查询分析，到数据分发使用，元数据贯穿数据的整个生命周期。元数据不再仅仅是对数据描述的数据，更是管理数据的得力助手、获取数据的高效途径，为依托“一张图”进行国土资源管理，实现国土资源数据切实整合、高效利用，提供了数据保障。

“一张图”平台支持元数据的入库，维护元数据与数据的关联，可对元数据进行浏览查询，进行查询和统计汇总，在数据经历重要处理时追加或更新相关元数据信息，可实现元数据的输出与打印。下一步是需要厘清“一张图”平台元数据查询页面（见图3）。

图3 “一张图”平台元数据查询页面

3.2.2 数据服务管理

国土资源数据使用中，市、区县、国土所3 级可访问的空间范围不同，不同部门处室对数据的需求各不相同，不同的访问者对数据的操作权限也不同。因此，在数据服务管理时，基于“分权使用”的思想，根据元数据过滤数据、限制权限，把正确的、合理的数据提供给相应权责的用户。图4 是为南京市国土资源“一张图”基础数据服务平台中受控于元数据分发信息的“角色—权利”形式的数据分权使用管理的界面。下一步是需要厘清“一张图”数据服务分权管理（见图4）。

图4 “一张图”数据服务分权管理

4 结语

元数据自身的特点决定了其在“一张图”核心数据库建设、管理中不可或缺的地位。南京市基于元数据成功构建了涵盖城乡范围、空间及非空间数据、区分基础、专题等数据种类的国土资源“一张图”数据库，准确反映国土资源业务数据之间的关联关系，为管理者对国土资源“总量、结构、布局和时序”的全面掌握提供准确、全面的数据支撑。今后的研究和实践还需进一步完善现有元数据结构，提高国土资源行业对元数据的应用分析能力和管理能力。

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