本文關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)管理，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

 

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元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

摘　要: 元數(shù)據(jù)就是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，隨著信息技術(shù)的快速向前發(fā)展,元數(shù)據(jù)在地理空間信息資源共享過程中起著關(guān)鍵的作用。元數(shù)據(jù)有自己的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要作用是介紹了元數(shù)據(jù)的組成元素和分類應(yīng)用，提出了一些元數(shù)據(jù)建庫(kù)的基本原則，并且給出了基于XML格式的元數(shù)據(jù)管理的設(shè)計(jì)方案。本文主要是研究元數(shù)據(jù)的管理和標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了元數(shù)據(jù)的建庫(kù)、編輯、導(dǎo)入導(dǎo)出、查詢和目錄關(guān)聯(lián)管理的功能。

關(guān)鍵詞：元數(shù)據(jù)； 標(biāo)準(zhǔn)； XML

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

目錄

1.概述... 2

2.元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)... 2

3.建立元數(shù)據(jù)庫(kù)... 3

4.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)... 4

5.關(guān)鍵技術(shù)與現(xiàn)實(shí)方案... 5

5.1Tree控件與XML相互轉(zhuǎn)化... 5

5.2 Oracle與XML相互轉(zhuǎn)化... 7

6.總結(jié)... 8

參考文獻(xiàn)：... 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.概述

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，空間數(shù)據(jù)也在不斷的增多，并且變得非常復(fù)雜，對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理變得更加的重要和困難。因?yàn)槿藗冃枰獙?duì)所使用的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和做不同的處理，例如查詢、計(jì)算和查看等等。但是面對(duì)網(wǎng)絡(luò)中分布的海里空間數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該怎樣查詢這些數(shù)據(jù)，我們又該如何很好的利用這些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)本身的意義可能不是那么明顯。解決這些問題已經(jīng)非常的急迫和重要，不然大量的空間數(shù)據(jù)信息就不能派上用場(chǎng)，或者是浪費(fèi)大量的時(shí)間來管理和查詢這些空間數(shù)據(jù)。

元數(shù)據(jù)就是為了描述數(shù)據(jù)信息而誕生的，元數(shù)據(jù)通常來講就是描述“數(shù)據(jù)”的數(shù)據(jù)。由于空間數(shù)據(jù)復(fù)雜，用元數(shù)據(jù)來描述空間數(shù)據(jù)，可以大大提高管理和利用空間數(shù)據(jù)的效率，讓抽象的空間數(shù)據(jù)變得具體化，對(duì)于空間數(shù)據(jù)的利用也更加的準(zhǔn)確和方便，對(duì)于空間數(shù)據(jù)的管理也更加的規(guī)范化，當(dāng)然管理的手段就更加豐富。描述空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)我們稱為空間元數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)的應(yīng)用當(dāng)然不僅僅在空間數(shù)據(jù)方面，只是在空間數(shù)據(jù)應(yīng)用更加的貼切�？臻g元數(shù)據(jù)是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行描述的數(shù)據(jù)，它以結(jié)構(gòu)化的形式描述了地理數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征。它不僅可以提供對(duì)空間信息數(shù)據(jù)的搜索、導(dǎo)航,而且便于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、維護(hù)、理解和使用。它是實(shí)現(xiàn)地理空間信息共享的基礎(chǔ),是數(shù)字地球的重要技術(shù)支撐條件之一。建立一套空間元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),提供對(duì)元數(shù)據(jù)的采集、管理、維護(hù)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)布,是元數(shù)據(jù)項(xiàng)目實(shí)施的當(dāng)務(wù)之急。

對(duì)于元數(shù)據(jù)的管理是本文重點(diǎn)介紹的內(nèi)容，主要的內(nèi)容包括元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、元數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、從XML格式的元數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中、從數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)出數(shù)據(jù)為XML格式、元數(shù)據(jù)的目錄關(guān)聯(lián)管理、元數(shù)據(jù)的檢索以及元數(shù)據(jù)的編輯等。

 

2.元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

元數(shù)據(jù)由描述數(shù)據(jù)特征的元素組成�？臻g元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一般都包括這么幾個(gè)部分:表示方法的說明、構(gòu)成元數(shù)據(jù)的元素分類及定義(元數(shù)據(jù)字典) 、按層次關(guān)系的元素組織(元數(shù)據(jù)模式) 、元數(shù)據(jù)擴(kuò)展方法與專用標(biāo)準(zhǔn)定義。本文討論一個(gè)具體的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于上面提到的幾個(gè)部分都有體現(xiàn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了8個(gè)必選元數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)集名稱、數(shù)據(jù)集出版日期、數(shù)據(jù)集摘要、數(shù)據(jù)集負(fù)責(zé)方、關(guān)鍵詞、數(shù)據(jù)集分類、數(shù)據(jù)志說明和元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)）和3個(gè)可選元數(shù)據(jù)，用以描述空間數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)、內(nèi)容、管理等信息。元數(shù)據(jù)模式有一個(gè)xsd文件所定義，主要描述了對(duì)元數(shù)據(jù)的一些約束和層次關(guān)系。

在元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)里面涉及到一些專業(yè)術(shù)語(yǔ)，為了更加清楚的理解元數(shù)據(jù)以及元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，我們需要先了解一下這些術(shù)語(yǔ)。

元數(shù)據(jù)元素（metadata element）：元數(shù)據(jù)的基本單元，用以描述空間數(shù)據(jù)的某個(gè)特性。

元數(shù)據(jù)實(shí)體 （metadata entity）：一組說明空間數(shù)據(jù)相關(guān)特性的元數(shù)據(jù)元素。

數(shù)據(jù)集（dataset）：可標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)集合。

了解了什么事元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)了就需要知道怎么利用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)就是我們建立元數(shù)據(jù)庫(kù)的參考，我們必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的定義來建立元數(shù)據(jù)庫(kù)，包括它定義的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和每一條數(shù)據(jù)的約束，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系主要是指主鍵和外鍵的關(guān)系，而約束主要指的是對(duì)每一條數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型和范圍的約束。

3.建立元數(shù)據(jù)庫(kù)

元數(shù)據(jù)庫(kù)指的就是存放元數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，可以用任何的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來建立。作為本文的一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目案例，我采用的是Oracle 10g。采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)有一個(gè)需要解決的問題就是：Oracle建立數(shù)據(jù)庫(kù)需要用專門的工具（也可以用命令，但是也很復(fù)雜），我希望的是通過程序就完全能夠做到，用戶可以在本系統(tǒng)上就能輕松的完成從建庫(kù)到管理等功能。SqlServer能夠通過簡(jiǎn)單的Sql語(yǔ)句（調(diào)用執(zhí)行Sql語(yǔ)句的接口）就能建立，Oracle不能這么輕松的完成。為了簡(jiǎn)化程序功能，我采用一種巧妙的方法來實(shí)現(xiàn)：就是在已存在的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例上面，用數(shù)據(jù)庫(kù)的名字作為所有的表的前綴，后面就跟著具體的表名（具體表名就是這種格式：xxx_xxxxx）。這對(duì)用戶來說是完全透明的，只是我們用程序在后臺(tái)處理好就可以了。

在介紹元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)里面說道，建立元數(shù)據(jù)庫(kù)必須嚴(yán)格按照元數(shù)據(jù)定義的標(biāo)準(zhǔn)來建立。而且元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的定義是一個(gè)XML格式的文件，后綴名是.xsd，也稱它為XML模式定義文件，就是約束XML文件，使XML的格式更加規(guī)范。這個(gè)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文件里面有我們建立元數(shù)據(jù)庫(kù)的所有信息，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的各個(gè)表名、各個(gè)表的主鍵和外鍵、各個(gè)表的字段類型和字段名稱等。

要通過元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文件建立元數(shù)據(jù)庫(kù)，第一步需要做的是解析這個(gè)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文件。因?yàn)閤sd文件時(shí)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的格式定義，所以解析它不是很困難。這里推薦兩種解析方案，第一種相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，利用微軟的一個(gè)解析xsd的工具，它會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)文件（C#的代碼文件），其實(shí)它生成的就是一個(gè)數(shù)據(jù)集（這個(gè)數(shù)據(jù)集是指的C#里面的數(shù)據(jù)集，專門用于管理數(shù)據(jù)集合，可以是一張物理表，也可以是多張表，而且它可以維護(hù)數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系）。這個(gè)方案的好處是不用寫一行代碼就可以擁有一個(gè)完整的數(shù)據(jù)集來解析這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件，而且這個(gè)數(shù)據(jù)集在以后管理一條元數(shù)據(jù)時(shí)非常方便。第二種方案就是完全按照個(gè)人的思路，把它當(dāng)成普通的XML格式文件，讀入并自己分析他們之間的關(guān)系，可以專門寫一個(gè)這樣的解析類，同樣可以達(dá)到上面一樣的效果，只是程序相對(duì)來說比較復(fù)雜，而且維護(hù)元數(shù)據(jù)的時(shí)候還需要自己專門寫處理類。但是它的好處也是顯而易見的，就是更加靈活，怎樣解析完全由自己掌控，只要自己寫的解析類沒有bug，這種解析方案還是很不錯(cuò)的。本系統(tǒng)采用的是第一種方案，因?yàn)檫@樣可以節(jié)約大量的時(shí)間，當(dāng)然程序穩(wěn)定性也會(huì)更加好。具體怎樣利用微軟的那個(gè)代碼生成工具可以在google上收索，而且操作也是相對(duì)簡(jiǎn)單的。

 

4. 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)包含有元數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、元數(shù)據(jù)建庫(kù)和管理系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)目錄查詢系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)時(shí)，通過元數(shù)據(jù)編輯器，元數(shù)據(jù)管理工具（元數(shù)據(jù)服務(wù)配置管理工具、元數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出工具、目錄管理工具）、元數(shù)據(jù)服務(wù)器、元數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)提供相應(yīng)的功能和服務(wù)。

元數(shù)據(jù)管理詳細(xì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖如下所示：

 

1）元數(shù)據(jù)編輯：負(fù)責(zé)元數(shù)據(jù)信息的采集，各種元數(shù)據(jù)的操作。

2）元數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建：元數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，所以就是創(chuàng)建存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3）元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：負(fù)責(zé)在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)與XML格式文件相互轉(zhuǎn)化。

4）元數(shù)據(jù)目錄關(guān)聯(lián)：負(fù)責(zé)建立目錄與元數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，這樣就可以通過目錄來查看元數(shù)據(jù)信息，也可以更好的對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理。

5）元數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)元數(shù)據(jù)統(tǒng)一查詢。在元數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)中用戶可以通過目錄結(jié)構(gòu)查詢?cè)獢?shù)據(jù)，也可以通過關(guān)鍵詞查詢?cè)獢?shù)據(jù)。

6）顯示元數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息：由于元數(shù)據(jù)的內(nèi)容多，而且每一條元數(shù)據(jù)的格式可能不完全相同，所以單獨(dú)用一個(gè)模塊來展示一條元數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息。

5.關(guān)鍵技術(shù)與現(xiàn)實(shí)方案

本系統(tǒng)采用的C#的WinForm工程實(shí)現(xiàn)的，所以以下所有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都是采用的C#語(yǔ)言。

5.1Tree控件與XML相互轉(zhuǎn)化

Tree控件就是常說的樹形控件，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)很像樹。Tree控件和XML格式上很相似，都有遞歸的思想在里面，所以它們之間可以通過程序相互轉(zhuǎn)化，程序中也會(huì)用到遞歸的思想。具體請(qǐng)參考下面的代碼，有詳細(xì)的注釋。

（1）XML向Tree轉(zhuǎn)化

 

 

XMLToTree(

);






;

;
74
75 n = n.Parent;
76
77 }
78
79 }
80
81 }
82
83 }
84
85 }

 

（2）Tree向XML轉(zhuǎn)化

 

TreeToXML(AdvTree advTree,
);
,, );
);

).Nodes, (XmlElement)xnRoot, strXmlFilePath);
46
47 }

 

5.2 Oracle與XML相互轉(zhuǎn)化

XML格式的元數(shù)據(jù)是元數(shù)據(jù)的一種主要來源，把XML格式的元數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)是所有工作的前提，也是很重要的一個(gè)功能。同樣把Oracle中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為XML格式有著同樣的意義。下面實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)功能的具體代碼，用到了上面提到的數(shù)據(jù)集（通過微軟工具自動(dòng)生成的NewDataSet數(shù)據(jù)集，管理有關(guān)一條元數(shù)據(jù)的15張表）。

（1）從Oracle中導(dǎo)出數(shù)據(jù)到XML文件中

 

ExportXmlFromOracle(+ strDatabaseName + ;
strMdid = odr[
+ strMdid + );
38
39 }
40
41 }

 

 

（2）導(dǎo)入XML中的數(shù)據(jù)到Oracle中

 

 

ImportXmlToOracle((System.Data.DataTable dt ;
+ dt.TableName;
]);
(dt.Rows.Count > + dt.TableName;
+ strTableName;
]);
33 OracleCommandBuilder builder = new OracleCommandBuilder(oda);
34 oda.Fill(ds);
35 oda.Update(dt);
36 }
37 }
38 }

 

6.總結(jié)

本文詳解介紹了元數(shù)據(jù)的相關(guān)概念以及應(yīng)用，對(duì)于元數(shù)據(jù)本身的管理是本文介紹的重點(diǎn)，，元數(shù)據(jù)的管理同其他普通數(shù)據(jù)的管理有著相似也有特殊的地方。本文介紹的元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能夠很好很方便的管理元數(shù)據(jù)，讓元數(shù)據(jù)發(fā)揮更加重要的作用。元數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、表達(dá)、傳輸、查詢、管理等是元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)必須考慮的一些問題。在將來的工作中,要結(jié)合信息技術(shù)領(lǐng)域的新進(jìn)展,對(duì)元數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)制進(jìn)一步完善,并在面向網(wǎng)絡(luò)的大型地理信息系統(tǒng)中發(fā)揮支柱作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心. 中國(guó)地理信息元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研究[ C ].北京:科學(xué)出版社, 1999.

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本文編號(hào)：162855