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元数据语义互操作在科学数据领域的应用研究

中图分类号：G254文献标识码：A

AbstractThispaperexplorestheapplicationofsemanticall-basedmetadatainteroperabilitymethodsinthefieldofscientificdata，aimingtopromotethesharingandreuseofscientificdata.Throughonlineresearchandcaseanalysis，thestudyidentifiessixkeymethodsformetadatasemanticinteroperability：coremetadata，mapping，applicationspecifications，metadatamodels，metadataregistrationsystems，andontologies.Thepaperexaminestheimplementationprinciplesofeachinteroperabilitymethodanditsapplicationsinthescientificdatadomain.Basedonacomparativeanalysis，aconceptualframeworkforsemanticinteroperabilityofscientificdatametadata，groundedinontology，isproposed.Thepaperconcludeswithsuggestionsforenhancingmetadatasemanticinteroperabilityinscientificdata，including：emphasizingmetadatasemanticinteroperabilitytoenablein-depthinformationaggregation;constructingmetadataontologiestofullyrevealtherelationshipsbetweenmetadataelements;andprioritizingtheFAIRprinciplestoadvanceboththeoreticalandpracticalresearchonmetadatainteroperability.

Keywordsscientificdata;metadata;semanticinteroperability

数据为目标对象的描述性工具，对科学数据的描述、组织和发布起到关键性作用。元数据能够提取出科学数据的核心属性，并通过整合这些属性构建完备的数据库。然而，由于研究领域的多元性，元数据的表现形式也千差方别，因此，用户可以通过元数据的

作为国家科技创新的基石和战略性资产，科学数据的价值不言自明。科学数据的元数据是以科学互操作来实现科学数据的检索。元数据互操作主要包含语义互操作、语法与结构互操作和协议互操作3个维度，其中，元数据语义互操作是实现信息深度聚合的核心难题和最大挑战。

科学数据的管理、共享及复用不仅对促进数据经济市场的形成具有重要影响，也能够推动跨学科的研究。本研究聚焦元数据的语义层面，旨在揭示元数据互操作在科学数据领域中的应用现状与挑战，并提出应用建议。

国内外相关研究主要包括科学数据元数据标准、元数据互操作以及语义元数据互操作方法在科学数据领域中的应用研究3个方面。

2.1科学数据元数据标准研究

（1）科学数据仓储元数据标准比较研究。完颜邓邓调查了8个国际科学数据仓储，着重关注其标准、元素配置、创建方式以及数据质量的控制；胡芳选择了4个典型科学数据仓储（DataCite、GBIF、DataStaR和OTA），分析其元数据的方案目标、元素及特点；朱玲应用内容结构视图，对8种典型的研究数据元数据标准元素进行比较，分析不同元数据标准的内容特征3；崔佳伟等人选取了3个通用科学数据仓储元数据标准（DublinCore、DataCite和Dataverse）以及3个生物医学领域科学数据仓储元数据标准，探究国外现有科学数据仓储相关元数据标准的内容设计及实际应用情况4。刘峰等人选择了科研领域6种典型的元数据标准（DIF、DarwinCore、DDI、TEI、ISO19115、FGDC/CSDGM），构建出完整的、可操作性强的科学数据标准[5

（2）元数据实践研究。GreenbergJ.等人介绍了Dryad元