水利科学数据共享元数据理论的应用探讨

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1、水利学报!""#年$月%&’()(*’+,-.第/0卷第$期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号："##525/#"（!""#）"$2"5102"1水利科学数据共享元数据理论的应用探讨4!4!朱星明，张行南，白婧怡，李发文（4F中国水利水电科学研究院信息网络中心，北京4"""11；!F河海大学水资源环境学院，江苏南京4"""!1）摘要：水利科学数据共享是国家基础数据共享、科技创新体系的重要组成部分，水利科学数据涉及范围广、种类多、语义多、共享难度大，元数据理论和方法的应用研究

2、是水利信息学研究领域的基础学科。本文以水利科学数据共享研究为基础，在分析水利科学数据元数据的标准、结构、管理体系，以及元数据的互操作性的基础上，探讨水利科学数据元数据的特点及管理应用体系，提出了指导水利科学数据共享服务的元数据管理体系结构。关键词：水信息学；科学数据；信息共享；元数据中图分类号：GH/54文献标识码：-元数据（IJK939K9）被概括地定义为“关于数据的数据”，也可译为诠释数据，即关于数据的内容、质［4L/］量、状况和其他特性的信息。元数据作为信息学的核心技术之一，随着水利信息化的日趋深入，作为水信息学基础理论体系的重要组成部分，其在水信息领域研究应用将直接

3、推动水利科学数据的交换共享和知识的遗传创新。水利科学数据按其数据属性分为：工程地物属性数据和水利物理量数据。地物属性数据主要包括：河流、测站、水利工程、行蓄洪区等相关物体的工程特性数据，这类数据属相对静态数据，通常不随时间变化；水利物理量数据主要包括：水文水资源、水环境、泥沙，以及科学研究、管理过程中采集或产生的数据，这类数据是自然界对水利现象作用而产生的结果，数据随时间的变化而变化，属时变数据。水利科学数据体系中，尤其是科学研究中产生的科学数据（如：历史洪水、水资源、防洪减灾、节水灌溉等数据），学科分类性强、数据类型纷杂、缺乏统一规范的存储模式和标准。如何获取、组织和管理

4、水利科学数据，提高数据管理和检索效率，已是现代信息社会环境下，水利科学数据共享迫切需要研究的课题。为使数据使用者方便地知道在什么地方存在什么样的数据，数据的质量如何，数据信息是以何种方法和手段采集的，以及怎样访问、获取和使用这些数据成果，这就要求在水利科学数据共享管理中引入元数据技术、研究探讨元数据的技术标准。建立基于元数据理论的数据分布存储、元数据集中管理的水利科学数据共享体系，从而通过元数据的有效组织创建，实现科学数据共享系统的高效运行。4元数据标准元数据标准就是元数据内容的格式规范，即数据集的一整套描述规则。元数据标准规定了元数据［1］记录中元素的数目和各自的定义。随

5、着元数据在国际科学领域和信息技术（(G）行业中重视程度的不断提高，一些国家和机构已经或正在制定各自的元数据标准，并开发相应的操作工具。比较著名的有美国联邦地理数据委员会（MN3O）收稿日期：!""12"$2"0基金项目：国家科技基础条件平台重点项目（!""!3+-/""10）作者简介：朱星明（45#67），男，江苏盐城人，教授级高级工程师，主要从事水文水资源、水信息技术等方面的研究。+289:;：<=>?8@:A=BCDE8—510万方数据—制定的!"#$%标准、国际目录网络（#&）的目录交换格式（#’(）、英国的#)*+,-元数据核心元素标准、国际地球科学信息网络中心（!

6、’."’&）的元数据标准、’"/正在制定的’"012034512地理信息元数据标准、联合国环境计划（6&.7）的%##标准，以及我国国家“十五”科技攻关计划“中国可持续发展信息共享技术研究”的“中国可持续发展信息元数据标准”等。本文在水利科学数据共享试点项目研究的基础上，开展水利科学数据元数据标准的体系研究，初步建立了水利科学数据的元数据标准。［2］元数据标准可分为内容和引用8个部分，其中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、空间参照信息、实体和属性信息、发行信息、元数据参考信息等；引用部分包括标题、作者信息、参考时间、版本、数据集系列信息及

7、联系信息等，引用信息不能单独使用，只能被标准内容中的有关元素引用。8元数据结构元数据格式由多层次的结构体系予以定义：内容结构、句法结构、语义结构。（1）内容结构：定义元数据的构成元素，包括描述性元素、技术性元素、管理性元素、结构性元素。这些数据元素可依据一定标准来选取，并在元数据内容结构中对此进行说明。（8）句法结构：定义格式结构及其描述方式，例如元素的分区分段组织、元素选取使用规则、元素描述方法（例如#)*+,-!9:;采用’"/<’.!111=>标准）、元素结构描述方法（例如%?@!记录结构、"$%A结构、B%