三维位置定义(3D-LD)管理系统的元数据
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇三维位置定义(3D-LD)管理系统的元数据范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要:本文分析了三位位置定义系统的特点,重点介绍了三位位置定义中的元数据,作为描述数据的数据,元数据在三位位置定义系统中有着举足轻重的地位。本文通过两方面即空间元数据标准和非空间元数据标准对三维位置定义系统的元数据进行了详细的描述。
关键字:三维位置定义;元数据
天津市科技计划项目
(08ZCKFGX01700)天津科技支撑计划(项目编号:08zckfg01700)天津中小企业创新基金( 06zhcxc11600); 国家科技型中小企业技术创新基金(07c26211200097)
三维位置定义系统综述
信息时代的迅速发展使得对信息的空间管理属性需求逐渐增大,目前能够对空间数据进行管理的软件系统主要是GIS与CAD。然而由于它们的专业性,与MIS的结合相当艰涩。。通过借鉴GIS和CAD系统设计了便于与信息管理应用系统进行结合的三维位置定义(3d-ld)管理平台模型。
对应3D-LD系统的功能要求,应设计一套简洁的数据模型,满足用户定义简便,便于观察显示,查询能力强的要求。数据模型中最重要的是3维要素的数据模型,它应实现对空间信息属性的表示和同一空间几何对象多比例尺的表示。矢量数据有较高的定位精度,易于进行特征的辨别和选择,并且能精确地存贮坐标植,可以实现多比例尺图示。采用改进的矢量数据表示方法可以满足上述要求。
元数据
在不同的计算机领域元数据的具体定义可能不尽相同。在地理界,元数据是用于描述地理数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征的数据,它是实现地理空间信息共享的核心标准之一。但是无论其定义有多少种,它的本质则是描述数据的数据(data about data)。
元数据被定义为“描述数据的数据”,目标是在一定范围内进行空间数据的交换和共享,元数据描述的最基本的对象是“数据集”,可以扩展为数据集系列和数据集内的要素和属性,而元数据本身的存储形式为格式化文本或关系型数据库表达。然而电子信息技术的发展带动了元数据的扩展,使其已经从简单的数据描述或索引发展成为用于管理数据、发现数据、使用数据的一种重要工具。从元数据的数据组织形式上来看,元数据由元数据子集、元数据复合体、元数据元素构成。一般情况下元数据分成两级,第一级包含最基本、最主要的实体和元素,即核心元素或编目信息,它相对地概括了第二级中的一些必选项信息,是用来了解数据集总体的比较宏观的信息集合;第二级包含数据集的详细信息,它又可分为若干子集,分别说明数据集某一方面的信息。第二级地理空间元数据内容由可分为标准内容和引用内容。其中标准内容部分基本上要包括以下几个方面的内容:
(1)基本识别信息――数据集的基本信息,如标题名称、地理范围等等。通过它用户可以对数据集有一个总体的了解。
(2)空间数据组织信息――用于表示数据集中空间信息数据结构,如用于描述空间位置的方法以及数据集中空间目标的数据。用户将以此作为对数据集进行各种处理或分析的依据。
(3)数据集的继承信息――是建立数据集合时所设计的有关事件、参数、数据源等信息以及负责这些数据集的组织机构信息。通过它用户便可以对建立数据集的中间过程有一个详细描述。
(4)空间参考信息――数据集中坐标的参考坐标系和编码方法的描述,如地图投影或格网坐标系统、水平和垂直基准以及坐标系统分辨率的名称和参数。通过它用户可以知道地理实体转换成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。
(5)实体和属性信息――主要包括关于数据集内容的信息,包括实体类型、属性及属性赋值范围。通过它用户可以知道各地理要素属性码的名称、含义以及来源等。
(6)数据质量信息――主要包括数据集质量的评定信息,如接边质量评定信息,位置和属性的精度、完整性、一致性以及数据生产的方法。通过它用户可以对数据集进行判断以及决定数据集是否满足他们的需要。
(7)数据来源信息――关于获取数据集的信息,即分发者描述信息。通过它用户可以知道数据集在何处、怎样获取、获取介质以及相应的开发费用等信息。
(8)其它参考信息――包括元数据的现势性和负责部门等描述信息。通过它用户可以了解到所使用的描述方法的实时性等信息,加深对数据集内容的了解。
三维位置定义系统与管理信息系统的结合更加简洁,使用也更加方便,不需要专业的培训就可以面向客户。而结合之后的系统中的元数据包括空间数据的元数据和非空间信息的元数据。在建设数据库时,元数据标准的制定是数据库建设的主要指导方向之一。空间元数据标准目前已经有许多种,为空间信息系统元数据库建设提供了很好的参照。
而在三维位置定义系统与管理信息系统的结合中,数据控件管理则采用了元数据驱动的空间数据管理模式。结构如图所示:
图中所示的元数据管理器将不同的服务器组成一个虚拟的空间数据服务站点,对实际的数据库的连接通过元数据管理器来实现,所有的相关应用都在该虚拟服务器下进行工作,使系统管理、数据备份、系统安全得到有效保障,从而实现空间数据的分布式存储和集中化管理,能够满足大规模空间数据库应用系统建设的需要。同时将采用三级的元数据:数据源、数据集、字段级的元数据信息。每一级元数据采用平面结构进行存储,平面结构中的每一条记录称为“元数据项”,元数据项具有相应的属性,适应不同的需要,不同级别的元数据项的属性内容各有自己的特点。
1.空间元数据标准
在三级元数据结构中,数据源代表了数据文件或者空间数据库;而数据集组成了数据源,类似于数据源中的分层;数据集是由数据集的字段组成的,包含各种实体要素类别的属性字段的相关信息。
1)数据源级元数据内容
数据源元数据标准是指最高一级的元数据标准。按照数据的产生来源来确定的数据源元数据标准。空间数据源元数据标准主要包括以下的内容:
如同数据源的描述,数据集中还包括相关的属性数据集描述,数据级元数据标准概括到数据中的属性字段。
2.非空间元数据标准
非空间信息的元数据包括映射、枚举、常量三种类型的元数据项,描述和映射在应用中可以归为同一种类型。非空间信息的元数据信息主要实现为关于所有字段描述表,这些元数据类型也有自己的字段属性。常量型元数据内容是指在数据库中的字段取值为常量列表的数据说明。枚举型元数据在使用过程中,可以选择填入枚举的具体值或者引用编码。当使用引用编码时,可能会出现被引用的编码在元数据中被删除的问题,所以一般应该不允许对元数据的项进行随便删除。常量级元数据是以后系统数据进行风格设置、制作专题图以及系统编码的主要依据之一。
结束语
三维位置定义系统的开发对于传统的三维地理信息系统如GIS或者是CAD来说,工程量减少较多,这种情况下软件开发周期能够大大的缩短,同时使得用户不需要专业知识即可使用。关键的因素则是与应用系统可以更有效的结合。而在三维位置定义系统中,元数据有着至关重要的地位,同时元数据标准是实现空间数据信息共享的核心标准之一,一个完善的元数据标准在实现系统功能方面起着巨大的作用。
参考文献
[1] 邬伦,刘瑜等编著,地理信息系统:原理、方法和应用,北京:科学出版社,2005
[2] 肖乐斌,基于栅格框架的三维GIS集成数据模型与空间分析研究[D],北京:中国科学院地理研究所博士论文,1999
[3] 高俊.地理空间数据的可视化[J].测绘工程,2000