GIS设计与应用-地理元数据与信息共享.ppt
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1、1,第5章 地理元数据与信息共享,5.1 地理信息系统的元数据 5.2 元数据的管理 5.3 地理信息的标准化 5.4 地理信息共享法,2,5.1 地理信息系统的元数据,一般认为元数据就是“关于数据的数据”,在地理空间数据中,元数据是说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。,3,5.1.1 元数据的定义、作用,元数据并不是一个新的概念,(实际上,传统的图书馆卡片、出版图书的版权说明、磁盘的标签等都是元数据。纸质地图的元数据主要表现为地图类型、地图图例,还包括图名、空间参照系统、图廓坐标、地图内容说明、地图比例尺、精度、编制出版单位和日期或更新日期、销售信息等。但一直以来,人们对元数据
2、的理解比较混乱,有的将其与数据字典混为一谈,迄今还没有一个统一的元数据定义。,4,元数据的主要作用,帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据,建立数据文档,即使其主要工作人员退休或调离时,也不会失去对数据情况的了解。提供有关数据生产单位、数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络以及数据销售等方面的信息,便于用户查询检索地理空间数据。提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径以及与数据交换和传输有关的辅助信息。帮助用户了解数据,以便就数据是否能够满足其需要作出正确的判断。提供有关信息,以便用户处理和转换有用的数据。,5,5.1.2 元数据的管理,元数据主要管理方式:文本文件:易于传输
3、给用户,而不论用户使用什么软件和硬件。超文本文件:用超文本链接表示语言(Hypertext Markup Language,HTML)编写。用户可以利用Netscape Navigator,Internet Explorer等查阅元数据。通用标示语言(Standard for General Markup Language SGML):SGML提供了一种有效的方法连接数据元素,这种方法便于建立元数据索引和在空间数据交换网络上查询元数据,并且提供一种在元数据用户间交换元数据、元数据库和元数据工具的方法。,6,5.1.3 描述地理信息元数据的规范,系统地组织元数据的最好方法是使用公共的术语来描述数
4、据集,这就需要用标准来规范元数据的内容。,从90年代初,就有很多组织(主要有欧洲标准化组织、美国联邦地理数据委员会以及国际标准化组织)从事地理空间原数据的标准研究,并做了大量的工作,但目前还没有统一的标准,综合分析各组织现制定的标准,可归纳出的共同特点见表。,7,将元数据定义为“关于数据的数据”,目标是数据共享;元数据描述的最基本对象是“数据集”,可以扩展为数据集系列和数据集内的要素和属性;元数据的存储形式分为格式化的文本和关系型数据库表;元数据的使用与计算机网络密切结合,在因特网上为用户提供查询和检索元数据及相关数据库的工具;,元数据的共同特点,8,元数据的实施,包括标准的制定、操作工具(含
5、输入、编辑和维护工具等)的开发、元数据收集、元数据库或文件的建立、元数据库文件与数据库的链接和外部用户使用工具(如超文本浏览器)的开发等。,元数据已经从简单的数据描述,发展成为用于管理数据、发现数据、使用数据的一种重要的工具。,9,5.1.4 元数据的描述模型,元数据是用于描述数据内容、定义、空间参照、质量及数据管理的数据。地理数据通常组织成数据集。一个数据集应当包括一个或多个特征类型事件及它们的相关属性,也可能由其他数据集联合组成。数据集本身及其特征或其他更详细的内容可以通过元数据表达,用于表达地理数据集的元数据应用下面几部分内容给出,其中标准名词后标有(0)的为可选项,其他为必须给出项。,
6、10,元数据标准描述中的基本定义,数据集:一个可标识的数据集合。范围:数据所包含的水平方向的和垂直方向的地理空间及时间系列。地理区域:根据间接参照系(国家或城市)定义的一个数据集所覆盖的空间。元数据参考:关于元数据的信息。组织:一个对数据集关系具有特殊作用的专家。组织角色:在数据集关系中的责任。连接点:单个或一组对数据集关系具有特殊作用的点连接点角色:连接点在数据集关系中的责任。辞典:用于描述含多层次结构的数据集分类的词典。辞典元素:辞典中的条目。,11,1数据集标识 用于清晰地标识数据集的元数据标识信息,由数据集标题、可选择标题(0)、缩写标题(0)组成,是数据集描述中首先要给出的元数据。2
7、数据集概述 应有足够的元数据用于全面描述数据集。包括摘要。目的、使用、几何子模式、空间参照系、语言、文件参考(0)、示例(0)则及相关数据集(0)。3数据集质量参数 质量信息使数据的用户和生产者能够确定数据贴近规范的程度。所以用于描述数据集总体质量的信息条目应当给出,它包括进程历史、总专题精度、总时空精度、总完备性、总逻辑一致性、总点位精度等内容,否则,信息在质量上无法保证。,12,4空间参照系 空间参照系由直接坐标系和间接坐标系组成。其中,间接空间参照系包含间接空间参照系类型和参照日期(0);直接空间参照系由水准、椭圆、地图投影及高程参照系组成,其质量根据点位精度确定。5地理、时空范围 地理
8、数据集可能在它们的地理层和时空上各不相同,所以应给出其较详细的数据集完备性、平面范围、垂直范围及时空范围等。,13,6数据定义 地理特征可能在不同的数据集中用不同的方法定义。元数据应当在给出其特征和定义时加以规定,同时还应描述特征间的相关类型。数据定义内容包括特征类型描述、属性类型描述和相关类型描述(0)三类。三类描述如下:,14,特征类型描述由特征类型名称、特征类型定义、几何图元、结构图元、特征类型码(0)、事件(0)、专题精度(0)、点位精度(0)及完备性(0)组成;属性类型描述由属性类型名称、属性类型定义、属性类型码(0)、属性域值(0)、专题精度(0)及时空精度(0)组成;相关类型描述
9、由相关类型名称、相关类型定义、起始特征类型、结束特征类型、基数、约束(0)、专题精度(0)及逻辑一致性(0)组成,15,7分类 数据集的内容或专题范围可能会通过其特征给出,也可能在分类系统中被描述。如果这样,特征可能会成为一级或多级结构的组成部分,并且当特征类型规定为一个等级分类时,应通过辞典的方式说明。分类由辞典(0)和辞典元素组成。其中,辞典由辞典名称和辞典管理者组成;辞典元素由术语、定义、同义词、相关木语、广义术语、狭义术语组成,有时也通过图片(0)加以说明。,16,8行政元数据 获取一个数据集时,数据集在哪里、是怎样被保留和怎样被传输的信息是必须的。同样也需要与数据集分配有关的信息,比
10、如使用权、版权及特殊数据集的传输媒介等,为了满足上述要求,应规定组织和组织角色、连接点和连接点角色及分配等内容。如下:,17,组织和组织角色由组织名称、可选择组织名称(0)、名称缩写、地址、角色和功能(0)组成;连接点及连接点角色由连接点名称、地址及角色组成;分配由约束、版权、价格政策、分配单位、媒介、格式、在线访问、订购及后援服务组成。,18,9元数据参照 元数据参照是有关元数据自身的一些信息,包括条目日期、最后检查日期、最后更新日期、未来复查日期(0)及元数据空间参照(0)等。上述各条目是地理数据集描述中元数据的基本组成部分,在数据集描述中,依文中所给顺序依次描述。国际标准化组织建议通过E
11、XPRESS语言首先建立一种基本的元数据模型,然后通过该模型构造自己的实际应用模型,以求得从模型建立时就开始规范化、标准化。,19,5.2 元数据的管理,目前,已经有一些厂商开始提供商业化的元数据工具软件,以支持用户建立自己的元数据和元数据管理运行系统。显然,参照不同的标准,地理元数据的内容和库结构也会大不相同。根据描述对象的不同,地理元数据可以分成数据级元数据、要素记录级元数据、属性元数据、数据文件元数据、数据集元数据等几种类型。,20,元数据的管理中涉及的主要功能,1.数据集对象的建立流程,21,2.数据集对象的查询,22,3.数据集对象内容的更新,23,5.3 地理信息的标准化,标准化是
12、伴随生产力的发展而产生的一种改造客观世界的社会性活动,是对重复性事物和概念所做的统一规定,其本质是管理。,24,5.3.1 标准化的发展,标准化是人类生活与生产的重要组成部分,它是人类文明的产物。其历史可追溯到大约5000年前的古埃及,那时该地区部分地方已出现了可互换使用的弓和箭,开始了古代标准化的萌芽。1901年世界上诞生第一个国家标准化团体英国标准学会,使标准化的研究开始向协调发展方向努力。1906年,成立了国际电工委员会(IEC),1926年成立了国际标准化协会(ISA,即国际标准化组织ISO的前身),这些组织的成立,为国际标准化的发展起到了推动作用,也为工业化社会向信息化社会的过渡奠定
13、了基础。,25,1947年2月国际标准化委员会(ISO)的成立,特别是ISO9000质量管理和质量保证系列标准的制定及ISO14000系列环境标准的出台,给整个社会的发展带来了很大的效益,并与人们的生活和生产息息相关,这样不仅扩大了标准化在全球范围内的影响力,而且使1SO的标准逐渐成了整个社会遵循的准则。,26,我国于1983年,在国家科委的支持下开始了有关地理信息(指数字地理信息)标准化的探索工作,另外对信息领域中的其他数据交换标准也给予了高度的重视。于1994年正式加入ISO组织,现为P成员,从事地理信息和地球信息业标准化方面的研究。并于1995年7月25日由国家技术监督局批准,授权国家测
14、绘局为ISOTC211国内技术归口主管部门,形成了我国的对应组织。,我国标准化的现状,27,5.3.2 标准化工作内容,一、数据模型标准,数据模型的重要性在于它能为GIS开发人员及用户提供一种共同的视图,从纯粹的技术上讲,数据模型是问题到方法域的影射集,其中概念模型着重于对问题域的描述与模拟,逻辑模型是这种信息模拟到数据结构的影射,而物理模型与一定的计算机环境有关。,地理信息系统的标准化工作主要包括:数据模型标准、数据参考系统标准、技术支持、应用与交换等方面。,28,29,二、数据参考系统标准,地理数据总是定位于一定的空间时间参考系统中,作为定位基础的时间空间参考系统应当统一、完整、严格地定义
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