基于元数据规范的高分遥感时空大数据智能服务平台研制.docx

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基于元数据规范的高分遥感时空大数据智能服务平台研制

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李翔翔

为了低耗高效的充分开发高分专项的数据应用价值，为领域用户提供一套规范化、综合性、一站式的数据服务系统，研究高分专项元数据规范的设计框架、提出了一种基于元数据规范的应用主题数据字典模型，基于该模型设计了一套高分遥感时空大数据智能服务平台系统，通过实际项目的应用，初步验证了高分专项元数据及字典规范合理性和本平台系统设计的有效。

【关键词】高分专项元数据规范主题数据字典时空大数据智能服务

1概述

高分辨率对地观测系统重大专项是《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020）》所部署的16个重大专项之一。该专项将统筹建设基于卫星、平流层飞艇和飞机的高分辨率对地观测系统，完善地面资源，与其他观测手段结合，形成全天候、全天时、全球覆盖的对地观测能力。

在此趋势下，如何低耗高效的充分开发高分专项的应用价值成为行业内共同关注的热点问题。低耗的数据传输、运转、应用机制需要建立在强化统一的卫星数据接收、生产、存储、交换、服务标准规范基础之上，从而推动遥感卫星数据的开发和共享，形成长期、连续、高效的数据应用服务体系。高分元数据规范体系的建立可以用于许多方面，包括数据文档建立、数据发布、数据浏览、数据转换等。如图1所示，其主要作用可以总结为以下几点：

（1）帮助数据生产单位有效地管理和维护高分遥感影像数据，建立详细的数据文档，即使工作人员变动，也可以根据元数据详细地了解高分影像信息；

（2）为各级、各类高分数据中心、应用中心体系（如地理信息系统）提供整合的工具与纽带，元数据规范既是数据集成的核心技术，也是系统集成的有利工具；

（3）提供数据生产单位各方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据，其中包括信息内容、存储位置、数据分类、质量、交换网络等；

（4）提供便于用户转换和处理有用数据的帮助说明信息；

（5）提供网络查询、检索数据的方法及途径以及与数据交换和传输相关的辅助信息标准。

2需求分析

高分信息元数据规范需要按照国际、国内标准规范编制的框架和要求，科学规范的制定，并考虑与国际、国内已有标准的继承性，保证数据共享和交换的快速和方便，具体需求内容包括以下几个方面：

2.1国内外标准兼容需求

在遵循国际主流遥感数据格式标准的基础上，针对我国高分遥感器的特点，制定适合于我国的遥感数据格式标准，既有利于統一我国各部门、行业遥感数据格式，也有利于标准将来与国际接轨，甚至上升为国际标准。

2.2跨平台、异构环境兼容需求

我国正建立自己的遥感数据分发共享的高分数据服务体系，以实现不同部门、不同行业对不同遥感数据源的交换与共享。高分遥感元数据格式规范需要支持跨平台、异构环境的应用需求，包括不同软件平台（操作系统和应用软件）和不同硬件平台的兼容能力。以操作系统为例，由于不同的操作系统（如Windows、Linux和Unix等）在文件编码和数据存储方面存在一定的差异。因此高分遥感元数据格式规范应能够支持用户在不同的操作系统上进行遥感数据的互操作。随着我国对标准化工作的日益重视，特别是遥感数据的交换、共享的需求不断增加，越来越要求有一个能够统一各行业和部门的遥感数据格式标准，从而避免资源的不必要的浪费，节省人力、物力和财力。

2.3元数据类别定义需求

为了最大化的提升高分数据的应用价值，拓宽并推广行业、区域应用成果为公众服务，解决产业链长、应用范围广、“数据-信息-知识”转换带来的信息集成与共享的问题，并最终推动高分数据进入行业、区域广泛应用，高分元数据规范应按照数据的应用领域特性与产品数据固有特性分层、分类的定义基础属性类、扩展属性类、应用特性类，从而满足数据的共享服务、扩展性、应用融合管理的需求。

2.4内容扩展需求

高分数据的特性包括应用领域特性与产品数据固有特性。应用领域包括气象、林业、减灾、国土、地震、测绘、水利、农业、卫生、交通运输等，各领域用户管理的高分深加工产品具有特定的应用价值，元数据规范需要对各类应用定义具有唯一识别性的属性扩展集合，方便用户共享和获取数据。高分产品数据的固有特性包括云量、观测模式、幅宽、数据结构等，固有属性数量多，属性的定义域和值域变化较大，因此在元数据规范中应考虑属性内容扩展能力。

2.5时态版本关联需求

高分数据最高时间分辨率将达到分钟级，因此对海量多时相数据、多版本数据的管理需求将成为高分数据中心首要解决的问题。历史数据的迁移、备份，如何通过自动化的手段帮助用户准确获取目标数据最终都将归结到时态版本关联这一核心问题上。

2.6数据与应用的关联需求

目前主流遥感数据管理系统都欠缺对应用的关注，导致影像数据检索条件复杂，无法做到精确检索。因此每个数