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地理空间元数据标准研究作者: 赵永平 ?? 来源: 网络 ?? 更新日期：2006-2-16MD 20816, USA) 承继成(北京大学遥感与GIS研究所教授) 内容提要 国际标准化组织全球地理信息系统标准技术委员会(ISO/TC211)目前正在发展的一体化标准体系将于1999年正式出台，而作为该标准体系核心内容的元数据标准将于1998年提前完成。本文回顾了元数据的发展历史，对元数据标准的发展前提和理论作了系列分析，以希望在推进全球信息化进程中，尽快实现地理空间数据的互操作。 关键词 地理信息元数据 标准化1 前言 伴随计算机及空间技术的发展，地理界正面临着来自地理信息系统(GIS)的冲击，向一体化信息高速公路时代迈进。而要真正实现全球信息化，促进地理信息的网络共享，空间数据标 准化则是首先要解决的关键问题。 在地理信息所有标准中，元数据(Metadata)标准是其核心部分，目前已得到了充分的发展［1］。本文即是对该问题的详细探讨。 2 元数据介绍 2.1 元数据的形成 当提及“元数据”时，许多人会认为它是一个复杂的体系，仅适用于信息技术和计算机科学。事实上，元数据在地理界已用了几个世纪了，比如早期地图和海图图廓中的图例等，只是当我们把计算机引入该学科后，元数据标准的重要性才被人们逐渐认识到。 当利用计算机来表示地理现实时，为了使用户能够理解地理信息，在不同计算机上交换数据，人们便希望用一种统一的格式来表示地理信息，这时古老的元数据方法便被正式引入地理界，被赋予了新的含义，出现了“元数据”这一时髦的概念。而随着目前全球信息化和建立空间数据基础设施的发展，即将迈入空间数据基础设施时代的地理界对元数据的需求变得更加紧迫［3］。 2.2 元数据的理解 事实上，对地理界之外的元数据，大家极容易理解。如每天在图书馆中使用的卡片分类、CD唱片目录、用户手册以及各种说明书等。而在地理界，最典型的元数据便是各种地图中 的图例内容，如图名、数据源、比例尺、精度、生产者、各种符号、航海注意事项，以及其它所有可以在地图图廓上找到的标识信息等均为元数据。通过元数据，人们拿起一张地图便可以理解和使用它。 元数据在地学中的另一应用便是地图分类。通过典型的分类元数据，用户可以确定地图中感兴趣的内容信息。分类元数据通常由地图的区域范围，出版类型(专题内容和比例尺)，出版日期以及发行信息等组成。 2.3 元数据现状 在地理界刚开始接触计算机时，人们便尝试着用传统的元数据方法来描述地理空间信息。所以早期的数字地图产品涉及了大量的有关计算机处理方法和介质方面的信息，如磁带信息、磁带数量、数据在磁带中的组织形式以及数据的发行约束条件等，这样用户必须依靠详细的产品说明才能够理解数据信息，并且对数据操作人员的素质要求也比较高，不利于数字产品的推广。 伴随80年代个人计算机的广泛推广及其软硬件成本的降低，以及网络化技术的迅速发展，传统的元数据方法已不再适应信息化社会对空间数据信息的需求了。而遥感(RS)、全球定位系统(GPS)以及GIS等技术的迅速集成，使地理信息已成为一种增长势头迅猛的产业，这就迫使人们开始用新的元数据表示方法来理解地理信息，即用元数据载入数据体的方法来表示信息产品［5］。 目前较新的地理数据数字产品，诸如美国国防部基于DIGEST/VPF的VmapTM和DNCTM等，都载有元数据［7］。这种方法在数字传输结构中同时包括了数据集和元数据，使得新的数字产品信息能够被其它产品以及不熟悉信息系统和计算机科学的人使用，保证了信息的最大共享。 由于VPF在层次设计中增添了数据内容，使得每一层中除数据自身的信息外，还包含了其下属层的信息。这样，每一个VPF资料在头文件中都得到了充分的描述，使得软件系统能够在不同层之间利用VPF表头来相互区别。同时，所生产的数据产品不仅能够满足计算机 处理的要求，而且使用户也能够更容易地理解地理数据。 3 元数据标准化 3.1 问题的提出 当许多部门开始意识到地理空间元数据标准的重要性时，元数据标准化作为一项独立研究内容的需求变得也越来越明显［4］。1994年，美国联邦地理数据委员会(FGDC)便开始了元数据的研究，发展了一种以元数据为核心的标准，以便实现数据定位、共享、减少重复以及促使其合理使用［8］。但由于FGDC的地理空间元数据内容标准仅仅包含了标准化中元数据元素的定义，而对数据的格式没有严格的定义，使得其在使用起来比较紊乱。 尽管FGDC早期的数据格式可以采用任何方法的数字形式来实现，但近期的发展方向表明这种趋势已有了明显的改观，比如目前正在建立的FGDC查询屋(Clearinghouse)，便采用了比较通用的SGML、Z39.50和其它协议来实现。所以随着标准的发展，采用一种统一的协作方式，尽快建立可共享的标准化体系，便