收稿日期:2005206209;修订日期:2005210201
作者简介:魏亮(1982-),男,研究生,主要从事海量空间数据的组织与管理以及海量数据网上分发与共享的研究工作。
基于元数据目录服务的地理空间数据共享
魏 亮,刘士彬,王杰生
(中国科学院中国遥感卫星地面站,北京 100086)
摘要:在元数据标准的基础上,通过论述元数据目录服务的框架结构以及建立在元数据目录服务基础上的G IS Po rtal 的模型,为更好的数据共享提供解决方案,使得用户能够快速准确地获取所需地理空间数据。
关 键 词:地理空间数据;地理空间元数据;元数据标准;元数据目录服务;G IS Po rtal 中图分类号:P 208 文献标识码:A 文章编号:100420323(2005)0620616204
1 引 言
随着计算机网络的发展和信息一体化的深入,地理空间数据共享的需求愈演愈烈。用户迫切希望快速获得满足要求的地理空间数据;同时,现今存在着大量的可用的资源,但是用户如何快速准确地获取满足需求的资源却是一件极为棘手的事情。因此,为了充分发挥现有数据的作用,提高其利用效率,使更多的数据生成者和数据使用者节省昂贵的成本,就需要一种框架机制来有效地实现地理空间数据的发布共享和查询检索。
针对这一背景,作者将在元数据标准的基础上,
论述元数据目录服务(M etadata Catalog Service )的体系结构,以及建立在元数据目录服务基础上的G IS Po rtal 模型,为更好的数据共享提供解决方案,
使得用户能够快速准确地获取所需地理空间数据。
2 元数据以及元数据标准化
2.1 元数据的定义及其作用
在日常生活中,人们常常接触到元数据,比如在饭馆中使用的菜单、在图书馆使用的卡片目录、用户手册及各种说明书等。元数据作为一个专门的科学术语,已广泛地应用于各学科,尤其是在数据库领域。有关元数据的概念和使用存在诸多的认识:B ro therhood
〔1〕
和L ilyw h ite 〔2〕认为元数据是对数据
的描述,以及对数据集中数据项的解释,它能提高数据的利用价值;国际地球科学信息网络协会
(C IES I N )认为元数据包括数据用户指南、
数据字典、数据分类目录等数据描述信息,以及任何定义它们之间关系所需要的附加性信息;美国联邦地球空间数据委员会(FGDC )〔3〕指出元数据是关于数据从形成到使用过程中数据空间属性和时间特征变化的描述和记录;国际标准化组织(ISO )〔4〕认为元数据是关于数据内容、质量、条件状态和其它特征的描述。综上所述,地理空间元数据对地理空间数据外部形式和内部特征的详细描述,为地理空间数据共享提供信息,其主要目标是提供地理空间数据资源的全面指南,以便用户对地理空间数据资源进行准确、高效与充分的开发和利用。2.2 元数据标准化
为了便于实现数据的定位、共享、减少重复以及促进其合理使用〔3〕,1994年,美国联邦地球空间数据委员会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。国际标准化组织作为全球标准的权威机构,对地理数据标准化问题一直比较重视。ISO D IS 19115是关于地理信息元数据的国际标准
草案〔5〕,针对这一草案,我们看一下元数据标准的组成。
ISO 地理信息元数据中的标准由两大部分组
成,一部分是标准化部分,它是用户必须遵循的标准,另一部分是信息化部分,它用于通过提供示例等方法来帮助指导用户,以便更好地理解标准。标准化部分,定义了描述地理信息所必须的规则,确定了数字地理数据发行所必须的标识信息、数据质量信息、
第20卷 第6期2005年12月
遥 感 技 术 与 应 用
REMO TE SEN SI N G TECHNOLO GY AND A PPL ICA T I O N
V ol .20 N o .6D ec .2005
空间参照系信息、空间表示信息、特征和属性信息、发行信息以及元数据参照信息等元数据元素。它们适用于所有的地理数据,可用于数据集系列、数据集、个体地理特征以及它们的属性等,并对描述数据集所需的其它可选元素和特征等的集合做了明确的定义。通过标准化部分提供的上述模式,用户便可以了解到这些部分以及它们包含的元数据元素之间是怎样互相适应的。不过,由于地理数据的多样性,没有一个单独的元数据元素集合会满足所有应用的需求。所以,ISO 元数据标准中为用户还提供了一个扩展标准的方法,以便用户根据需求可以增加他们自己的元数据,但同时又能够满足互操作。这样通过扩展标准制定的元数据元素,就可以被其它用户理解和使用了。信息化部分为在分类系统中提供元数据以及元数据在不同用户之间共享提供了一个标准方法,同时,也为元数据标准的使用提供了应用指南和示例说明。
3 元数据目录服务
元数据目录服务是数据共享的基础平台,是数据提供者和数据使用者的纽带。如果用户想查询数
据(F inding D ata ),可以通过元数据目录服务进行快速检索;如果用户想将自己的数据与他人共享(Sharing D ata ),可以通过元数据目录服务进行发布。
3.1 元数据目录服务体系结构
图1描述了元数据目录服务的体系结构,在此框架结构中我们可以清楚的看到数据提供者(D ata
P rovider )、
数据使用者(D ata U ser )
以及元数据注册中心(M etadata R egistry Service )三者之间的相互关系:
(1)数据提供者通过元数据标准对数据进行描述(D escribe ),生成基于元数据标准的元数据文档,并将其发布(Pub lish )到元数据注册中心。
(2)数据使用者查询(F ind )元数据注册中心,通过相应的元数据文档,查看其描述的数据是否符合自己的需求。
(3)数据使用者通过元数据注册中心获取到满足自己需求的元数据文档,然后通过其描述内容访问或引用(A ccess 和R eference )数据。3.2 元数据目录服务管理
元数据目录服务提供两个基本的功能:
(1)为数据提供者提供发布元数据文档的功能。(2)为数据使用者提供查询检索元数据文档的功能。
针对以上两个基本功能,建立一个元数据目录服务需要完成以下操作:
(1)建立元数据目录数据库(M etadata Catalog )
在图1中我们看到,当数据提供者将元数据文档发布到元数据目录服务中,需要将此元数据文档保存到元数据数据库中。元数据目录服务可以借助空间数据库引擎和数据库管理系统建立元数据数据库,来提供查询、检索元数据文档的功能。在元数据数据库中,每份元数据文档对应一条记录。对于每一条记录中的列应包含该元数据文档的信息,比如名字,地理范围,关于数据的链接等。
(2)建立索引(Index )
当元数据文档发布到元数据目录服务中,需要对元数据文档中的信息建立索引。这样,使得数据使用者快速地查询检索包含搜索关键字的文档。比如,当用户搜索包含关键字river 的文档时,首先检查索引,查看哪些文档中包含此关键字。
(3)为用户分配访问权限作为元数据目录服务的用户,某些用户需要将元数据文档发布到元数据目录服务中,而某些用户仅仅是检索查看元数据文档。因此,对于不同角色的用户应该分配不同的权限。根据不同用户,我们可以定义以下角色:
①M etadata 2B row ser :属于此角色的用户能够检索查看元数据目录服务中的元数据文档;②M etadata 2Pub lisher :属于此角色的用户除了拥有M etadata 2B row ser 的权限外,能够在元数据目
716第6期 魏亮等:基于元数据目录服务的地理空间数据共享
录服务中发布元数据文档;
③M etadata2A dm in istrato r:属于此角色的用户除了拥有M etadata2Pub lisher的权限外,能够删除元数据目录服务中的元数据文档。
(4)提供元数据发布接口和访问接口
数据提供者以元数据标准描述要发布的数据集,生成元数据文档,然后通过元数据目录服务的发布接口发布元数据文档。数据使用者通过元数据服务的访问接口对元数据进行浏览、查询。
4 基于元数据目录服务的G IS Po rtal 元数据目录服务可以看作是地理空间数据的搜索引擎,通过它,用户可以发布并查询他们所需要的数据或其它G IS资源。现在的问题是,当用户查询所需的资源时,可能要查询多个不同的元数据目录服务。而用户希望使用一站式的搜索便可快速方便地获取自己需要的数据,而事先不必知道多个元数据目录服务。基于元数据目录服务的G IS Po rtal为用户提供一站式的服务,它负责收集多个元数据目录服务的信息,并由一个集中的元数据服务门户网站统一管理。这样,用户只需要访问G IS Po rtal便可得到所需资源。
有2种策略建立基于元数据目录服务的G IS Po rtal:分布式搜索(D istribu ted search)和收集
(H arvesting)。
4.1 分布式搜索(D istr ibuted search)
在分布式搜索策略中,对元数据文档实行分布式管理,每一个参与到G IS Po rtal的元数据目录服务都要参与查询操作。正是由于每一个元数据目录服务都要参与查询操作,所以每一个元数据目录服务都要支持标准的查询协议(比如Z39.50协议,该协议是一种在客户机 服务器环境下计算机与计算机之间进行数据库检索与查询的通讯协议),如果元数据目录服务不是基于标准协议工作,那么应该配置相应的连接器(Connecto r)(比如Z39.50连接器)。基于分布式搜索的G IS Po rtal模型如图2所示。
从图2中我们可以清楚地看到,用户通过基于分布式搜索的G IS Po rtal进行查询的流程:
(1)用户访问G IS Po rtal并进行查询操作。
(2)查询请求被发送到每个参与的元数据目录服务。
(3)每个元数据目录服务执行查询操作,将查询结果返回给G IS Po rtal
。
图2 基于分布式搜索策略的GI S Port al模型
(4)最后由G IS Po rtal将查询结果返回给用户。
4.2 收集(Harvesti ng)
在收集策略中,对元数据文档实行集中式管理, G IS Po rtal收集(H arvest)每一个元数据目录服务的元数据文档的拷贝,并对这些拷贝建立索引以供用户查询。基于收集策略的G IS Po rtal模型如图3所
示。
图3 基于收集策略的GI S Port al模型
从图3中我们可以清楚地看到,在G IS Po rtal主站中我们建立一个中央元数据目录服务(Cen tral M etadata Catalog Service),它负责收集参与到G IS Po rtal主站中的每一个元数据目录服务分节点中的所有元数据文档的拷贝。这样,当用户通过G IS Po rtal进行查询时,仅需G IS Po rtal的中央元数据目录服务便可完成查询操作。G IS Po rtal需要定期地对各个元数据目录服务分节点中的元数据文档进行收集,以保证中央元数据目录服务中的元数据文档的更新,从而使得用户感觉好像直接访问各个元数据目录服务一样。
4.3 应用案例
4.3.1 分布式搜索策略案例
FGDC C learinghou se(h ttp: www.fgdc.
816 遥 感 技 术 与 应 用 第20卷
gov clearinghou se clearinghou se .h tm l )是基于分
布式搜索策略的G IS Po rtal 。当用户对C learinghou se 进行查询操作时,该请求被转发给每个参与的元数据目录服务。每个元数据目录服务执行查询操作并将各自的查询结果返回给C learinghou se ,最后C learinghou se 汇总查询结果,
并将其返回给用户。在这个过程中,可能会遇到以下
问题:
(1)当某个服务节点不可用时,用户无法查询到该节点上的元数据信息。
(2)当某个服务节点的处理性能很低时,G IS Po rtal 的查询性能也将大大下降。
(3)当G IS Po rtal 对查询结果进行汇总时,对
于某些查询结果难于解析。4.3.2 收集策略案例
“GeoSp atial O ne -Stop ”(h ttp : www .geo 2
one 2stop .gov )是基于收集策略的G IS Po rtal 。作为中央元数据目录服务器,“GeoSp atial O ne 2Stop ”为数据提供者提供发布的接口,数据提供者将其元数据文档拷贝发布至其中。数据使用者通过
“GeoSpatial O ne -Stop ”的查询界面便可实现一站
式的查询,从而快速、准确地获取自己所需的数据。相对于分布式搜索策略,收集策略的优点如下:
(1)用户总能查询到所有的元数据信息,即使元数据目录服务分节点处于不可用的状态。
(2)由于使用集中式查询,避免了网络拥塞和等待响应最慢的分节点的查询结果,用户可以快速
地获得查询结果,提高了查询性能。
(3)G IS Po rtal 的管理员可以对所有元数据文档进行统一管理,使得所有收集的信息都满足用户查询的需要。
5 结 语
基于元数据标准的元数据目录服务是实现地理空间数据共享的关键。论文通过对元数据目录服务的论述,提出建立在元数据目录服务基础上的G IS Po rtal 模型,为真正实现全球信息一体化,促进地理空间数据的网络化共享提供了良好的解决方案。
参考文献:
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.2003.Geo -Spati al Data Shar i ng Based on M etadata Catalog Serv ice
W E I L iang ,L I U Sh i 2b in ,W AN G J ie 2sheng
(Ch ina R e m ote S ensing S a tellite G round S ta tion ,Ch inese A cad e m y of S ciences ,B eij ing 10086,Ch ina )Abstract :A t p resen t ,the requ irem en t of geo 2sp atial data sharing is becom ing m o re and m o re com pelling .T hough there are huge geo 2sp atial data availab le ,it is ex trem ely difficu lt fo r u sers to get data they w an t efficien tly and exactly .T he m etadata of earth science data w h ich is called geo 2spatial m etadata allow s a p roducer to fu lly describe a dataset .So u sers can understand the assum p ti on s and li m itati on s and evaluate the dataset’s app licab ility fo r their in tended u se .
In th is p aper ,geo 2spatial m etadata and the m etadata
standards fo r geo 2spatial data are in troduced firstly .T hen based on the m etadata standards ,the paper illu strates the arch itectu re of M etadata Catalog Service and the m odel of G IS Po rtal w h ich is based on the M etadata Catalog Service ,p roviding the so lu ti on s fo r better data sharing and enab ling the u sers to get the geo 2sp atial data they dem and exactly in the m o st efficien t w ay .
Key words :Geo 2spatial data ,Geo 2spatial m etadata ,M etadata standards ,M etadata Catalog Service ,G IS Po rtal
916第6期 魏亮等:基于元数据目录服务的地理空间数据共享
元数据的概念 元数据（Metadata）,即关于数据的数据,是对数据和信息资源进行描述的信息。通常认为,元数据是为了更为有效地管理和使用数据而对它进行说明的信息。所以元数据与其描述的数据内容有着密切联系,不同领域的数据的元数据在内容 上差异很大。地理空间数据的元数据是地理空间的空间数据和属性数据以外的描述地理信息空间数据集的内容、质量、状态和其它特性的一类数据,它是实现地理空间信息共享的核心标准之一。其中,对空间数据某一特征的描述,称为一个空间元数据元素。空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。它与非空间元数据的主要区别在于其内容中包含大量与空间位置有关的描述性信息。 研究元数据的作用和意义 元数据可用来帮助数据提供者和数据使用者解决数据转换、沟通和理解的问题。归纳起来,元数据主要有下列几个方面的作用： 1)、用来组织、管理和维护空间数据,建立数据文档,并保证即使其主要工作人员退休或调离时,也不会失去对数据情况的了解 2)、提供数据存储、数据分类、数据内容、数据质量及数据分发等方面的信息,帮助数据使用者查询检索所需地理空间数据 3)、用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心,提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径,以及与数据交换和传输有关的辅助信息 4)、通过空间元数据,人们可以接受并理解空间信息,帮助数据使用者了解数据, 以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断并与自己的空间信息集成在一起,进行不同方面的科学分析和决策。 元数据是使数据充分发挥作用的重要条件之一。它可以用于许多方面,包括数据文档建立、数据发布、数据浏览、数据转换等。元数据对于促进数据的管理、使用和共享均有重要的作用。元数据对于建立空间数据交换网络是十分重要的,往往网络中心通过设在中心的元数据库可以实时地连接各个分发数据的分节点元数据库,帮助潜在的用户找到其特定应用所需要的数据,实现数据共享。 一个完整的元数据系统通常包括三部分,即元数据标准、元数据管理工具和元数据库。不同的元数据库可能采用不同的管理工具,唯一能够在不同数据管理软件间交换元数据的途径是统一元数据标准,只有在统一的标准前提下,才能跨越操作系统平台和数据库软件平台进行数据的互操作,实现数据共享。 DIF 元数据标准
元数据的构成方式 （徐枫宦茂盛）通过元数据的描述，能够使信息资源的使用者了解数据的内容、特征、作用、获取方式等信息。 元数据是关于数据的数据，在建立信息资源目录体系的过程中，元数据主要是对信息资源从外部特征进行而非从内部结构进行描述。通俗地讲，元数据就是信息资源的标签或卡片，通过元数据的描述，可以使信息资源的使用者能够了解数据的内容、特征、作用、获取方式等信息，能够对信息资源是否满足特定的应用需求做出适当的评价，并根据评价的结果决定是否采取进一步的措施来获取该信息资源。 元数据是信息资源目录体系建立的基础，构建一个信息资源目录体系首要和基础性的工作就是建立描述各个信息资源的元数据库，元数据库中存储的是描述各种来源、各种类型的信息资源的描述信息。无论用户以何种方式查询信息资源目录，包括以分类目录的形式进行查询、或者以多关键词的形式进行查询，其本质都是对后台元数据库的检索，只是从表现层提供了不同形式的人机查询接口。根据所描述的信息资源对象的不同，可以建立不同的元数据库，分别对各类信息资源进行描述。
元数据的组成 为能够对信息资源进行准确和高效的描述，元数据本身具有自身的逻辑结构。一般来说，元数据本身是层次化、树状结构的。处于树状结构最底端的叶子节点称之为元数据元素，包含了元数据元素的节点称之为元数据实体，当然元数据实体也可以只包含元数据实体。根据实际需求，元数据实体或者元数据元素可以多次出现。例如，信息资源可以有不同的分类，可以按照信息资源的来源进行分类，也可以按照信息资源的不同应用主题进行分类，因此，“信息资源分类”元数据实体就可以出现多次。 元数据一般分三个方面对信息资源进行描述。 一是对信息资源基本内容的描述。包括信息资源的标题、摘要、关键词等基本信息。标题是信息资源的名称，通过标题使用者能够初步掌握信息资源的基本范围。其次，使用者可以通过摘要，了解信息资源的主要内容、用途等各种信息。一般情况下，用户主要通过摘要作为信息资源适用性评价的主要依据。所以，在信息资源元数据的著录过程中，摘要的填写一般都由专业人员完成，只有专业人员才能够对信息资源的内容有准确的把握和深入的理解，能够提供有关信息资源内容的更加权威的解释。根据信息资源对象的不同，描述信息资源基本内容的元数据实体和元数据元素还可
基于ArcGIS 的空间数据共享平台的设计与实现 张敏 （核工业计算机应用研究所） [摘要]：随着GIS技术的不断发展，各级林业部门对空间数据的需求日益增高。文章以ArcSDE9.1作为空间数据引擎，利用ORACLE10g建立海量空间数据库，通过远程访问ArcIMS9.1 的服务获得数据，同时可加载本地数据，以Visual C++6.0 为开发平台，以ArcGIS Engine9.1为开发组件，开发了基于网络的海量空间数据共享平台，能够为各终端用户提供数据浏览、下载等服务。 [关键词] ArcGIS Engine 空间数据共享VC++ 设计 随着网络技术和GIS的快速发展，人们对空间数据的需求也日益增大，空间数据对天气预报、自然灾害监测、气候变化监测、生态环境监测与评估研究等极具价值。传统的空间数据显示和管理系统与日益增长的海量空间数据已越来越不协调。传统的GIS领域对于三维地物的模拟、浏览方法不但建模复杂、操作繁琐，也难以脱离一些专业软件环境，如何高效率地使用和管理GIS中的空间数据，特别是三维数据，已经成为GIS领域研究的一个趋势。因此，建立基于网络和GIS技术的空间数据共享服务平台，解决好空间数据的共享就成为一项非常必要的工作。 1、系统分析 整个系统包括以下几个部分： （1）系统采用功能强大、运行高效的Vc++6.0作为前台的开发工具，界面采用多视图自定义窗体，除主视图外均为浮动窗口，方便了人机交互。系统采用完全面向对象的开 发方法，使系统易于维护和扩展。 （2）．系统的核心功能用ArcGIS Engine开发包实现，它是一套地图制图组件和开发资源库，可以让开发人员实现动态制图和GIS功能。使用ArcGIS Engine开发包，开发人员在为地图创建定制界面时有了前所未有的灵活性。开发人员可以使用多种具有行业标准的交互式开发环境来创建先进的GIS应用程序。ArcGIS Engine的功能非常强大，其中的ArcGIS3D分析扩展中提供了一个新的GlobeControl组件，用来以全新的方法对多分辨率全球数据可视化。允许用户对海量三维数据进行可视化和分析，并且速度很快。应用ArcGlobe 可以方便地在三维环境中漫游的地球并实时地对海量（数百G ）三维栅格，地表和矢量数据集的连续漫游和缩放，用户能非常快地从整个地球的视图“钻”到一个高分辨率的视图近距离的视图，并可查询相关的属性表。 （3）数据服务采用ArcIMS提供，ArcIMS可以运行在一个分布式环境中，包含客户端和服务器组件。ArcIMS是一个可伸缩的、基于网络制图和分布式GIS的新一代软件系统，。Web 服务器通过ArcIMS连接器与应用服务器连接，应用服务器请求的数据从空间服务器中获得；它处理所有请求的地图数据和相关的信息；用ArcIMS构建的GIS网站允许任意数量的用户通过Internet或Intranet访问和交互操作，能够为浏览器端的客户提供GIS地图、数据和应用等服务。 （4）系统采用ArcSDE作为空间数据库引擎，ArcSDE对海量空间数据的存储和多用户并发访问提供了很好的支持，并可通过SDE应用编程接口(SDE API)向SDE服务器提出空间数据请求，SDE服务器依据空间对象的特点在本地完成空间数据的搜索，并将搜索结果通过网络向用户的应用程序返回。海量空间数据库采用著名Oracle数据库，它能支持海量数据、多用户的高性能的事务处理；能实施安全性控制和完整性控制；支持分布式数据库和分布处理。
国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据标准草案(初稿) 1. 主题内容与适用范围 本标准提供国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据的内容，包括NFGIS数据的标识、内容、质量、状况及其他有关特征。本标准可用于对NFGIS数据集的全面描述、数据集编目及信息交换网络服务。 2. 参考标准 ISO 15046-15地理信息--元数据(CD 2.0) FGDC 地理空间数据元数据内容标准（CSDGM）v.2.0 3. 术语 3.1 元数据 是关于数据的数据，即关于数据的内容、质量、状况和其他特性的信息。也可译为描述数据或诠释数据。 3.2 元数据元素(元数据Element) 元数据最基本的信息单元。 3.3 元数据实体(元数据Entity) 同类元数据元素的集合。 3.4 元数据子集(元数据Section) 相互关联的元数据实体和元素的集合。 3.5 信息交换网络(Clearinghouse) 数据生产者、管理者和用户之间的分布式、电子连接的网络。 3.6 数据志(Lineage) 数据继承信息，包括获取或生产数据使用的原始资料说明、数据处理中的参数、步骤等情况及负责单位的有关信息等。 3.7 引用文献(Citation) 数据集引用或参考使用的资料、数据集、模型、文献等。 4. NFGIS 元数据层次结构和性质 4.1 元数据层次结构 本标准规定NFGIS元数据分为三层：元数据子集、元数据实体和元数据元素。 元数据元素是元数据的最基本的信息单元,元数据实体是同类元数据元素的集合，元数据子
集是相互关联的元数据实体和元素的集合。在同一个子集中，实体可以有两类即简单实体和复合实体，简单实体只包含元素，复合实体既包含简单实体又包含元素，同时复合实体与简单实体及构成这两种实体的元素之间具有继承关系。 4.2 元数据性质 本标准定义三种性质的元数据子集、实体和元素： 必选(Mandatory)──元数据的核心内容，适用于各种被描述对象，是元数据文件必须包含的子集、实体或元素。 一定条件下必选(Conditional )──针对不同的被描述对象特征元数据文件所必须提供的子集、实体或元素。 可选(Optional)──该子集、实体或元素是可选的，由用户决定是否将其包含在元数据文件中。 5. NFGIS 元数据分级和特征 5.1 元数据分级 本标准规定元数据分为两级，即： 基本元数据──提供地理数据源基本文档所需要的最少的元数据元素集。它包括回答下列问题的元数据元素: "是否有特定主题的数据集('什么')?"、"是否有特定地区的数据集('何处')?"、"是否有特定时段的数据集('何时')?" 以及"订购或了解数据集更多情况的联系人('谁')? 完全元数据──提供完整的地理数据源(单独的数据集、数据集系列、各种地理要素)文档所需要的必选的和可选的元数据元素集。它完整地定义全部元数据，以便标识、评价、摘录、使用和管理地理信息。 5.2 元数据特征 本元数据标准定义了8种特征： 5.2.1 名称 赋给元数据实体或元素的标记。 5.2.2 标识码 计算机中使用的定义每个元数据实体和元素的唯一代码。代码结构为： xx xx xx 前两位为元数据子集，两位数字码 中间两位为元数据实体/独立元素，两位数字码 后两位为元数据实体包含的元素，两位数字码
《元数据的作用[元数据的构成方式]》 （徐枫宦茂盛）通过元数据的描述，能够使信息资源的使用者了解数据的内容、特征、作用、获取方式等信息。元数据是关于数据的数据，在建立信息资源目录体系的过程中，元数据主要是对信息资源从外部特征进行而非从内部结构进行描述。通俗地讲，元数据就是信息资源的标签或卡片，通过元数据的描述，可以使信息资源的使用者能够了解数据的内容、特征、作用、获取方式等信息，能够对信息资源是否满足特定的应用需求做出适当的评价，并根据评价的结果决定是否采取进一步的措施来获取该信息资源。 元数据是信息资源目录体系建立的基础，构建一个信息资源目录体系首要和基础性的工作就是建立描述各个信息资源的元数据库，元数据库中存储的是描述各种来源、各种类型的信息资源的描述信息。无论用户以何种方式查询信息资源目录，包括以分类目录的形式进行查询、或者以多关键词的形式进行查询，其本质都是对后台元数据库的检索，只是从表现层提供了不同形式的人机查询接口。根据所描述的信息资源对象的不同，可以建立不同的元数据库，分别对各类信息资源进行描述。 元数据的组成 为能够对信息资源进行准确和高效的描述，元数据本身具有自身的逻辑结构。一般来说，元数据本身是层次化、树状结构的。处于树状结构最底端的叶子节点称之为元数据元素，包含了元数据元素的节点称之为元数据实体，当然元数据实体也可以只包含元数据实体。根
据实际需求，元数据实体或者元数据元素可以多次出现。例如，信息资源可以有不同的分类，可以按照信息资源的来源进行分类，也可以按照信息资源的不同应用主题进行分类，因此，“信息资源分类”元数据实体就可以出现多次。 元数据一般分三个方面对信息资源进行描述。 一是对信息资源基本内容的描述。包括信息资源的标题、摘要、关键词等基本信息。标题是信息资源的名称，通过标题使用者能够初步掌握信息资源的基本范围。其次，使用者可以通过摘要，了解信息资源的主要内容、用途等各种信息。一般情况下，用户主要通过摘要作为信息资源适用性评价的主要依据。所以，在信息资源元数据的著录过程中，摘要的填写一般都由专业人员完成，只有专业人员才能够对信息资源的内容有准确的把握和深入的理解，能够提供有关信息资源内容的更加权威的解释。根据信息资源对象的不同，描述信息资源基本内容的元数据实体和元数据元素还可以进行有选择的增加。例如，描述空间信息资源时，可以增加空间参照系、图示表达等元数据实体，描述科学数据资源时需要增加数据质量等元数据实体。 二是对信息资源的获取方式进行描述。包括信息资源的分发者信息、信息资源的在线获取地址信息等。通过提供分发者联系信息，使用者可以直接联系信息资源的分发部门，这对于不能直接在网络上进行数据交换的信息资源获取非常有效。其次，使用者还可以通过信息资源的在线地址来下载、查询、浏览信息资源。使用者甚至可以提供专门的电子订单处理系统，并将入口信息加入到元数据内容中，方便
基础地理信息数据入库流程 1、基础地理信息数据包括的内容 基础地理信息主要是指通用性最强，共享需求最大，几乎为所有与地理信息有关的行业采用作为统一的空间定位和进行空间分析的基础地理单元，主要由自然地理信息中的地貌、水系、植被以及社会地理信息中的居民地、交通、境界、特殊地物、地名等要素构成，另外，还有用于地理信息定位的地理坐标系格网，并且其具体内容也同所采用的地图比例尺有关，随着比例尺的增大，基础地理信息的覆盖面应更加广泛。基础地理信息的承载形式也是多样化的，可以是各种类型的数据、卫星像片、航空像片、各种比例尺地图，甚至声像资料等等。 2、基础地理信息数据入库的意义 通过制定统一的分类代码标准，将多格式基础地理信息数据统一整理转换进行入库形成统一的数据库，为基础地理信息数据共建共享与交换及数字化城市建设奠定良好的准备，同时通过建立统一的基础地理信息系统可以避免各部门间的重复劳动，提高工作效率节约社会资源。 3、基础地理信息数据入库的基本流程 1）、规范及标准的制定
基础地理信息数据种类齐全，内容丰富，涉及领域广泛，为了能将它们有机地进行组织，有效地进行存储、管理和检索应用，只有将所有的地理信息按一定的规律进行分类和编码，使其有序地存入计算机才能对它们进行按类别存储，按类别和代码进行检索，以满足各种应用分析需求。因此首先必须对基础地理信息数据进行分类和编码，编写相应的元数据标准。根据绍兴项目的实施其相应的规范和标准主要有以下内容： （1）、《4d产品数据成果入库提交技术规定》 （2）、《基础地理信息分类与代码》 （3）、《基础地理信息数据建库技术规定》 （4）、《基础地理信息数据库成果质量检查与验收技术规定》（5）、《基础地理信息要素属性》 （6）、《基础地理信息要素字典》 （7）、《基础地理信息元数据标准》 2）、基础地理信息数据的整理及入库
附件1 浙江省地理空间数据交换和共享平台（天地图·浙江）提交数据情况表 提交时间： 备注： 1、为保证平台发布数据符合国家有关规定，请专题数据提交单位认真填写相关信息。 2、请在相应栏中打“√”，每类必须并且只能勾选一项。 7
附件2 浙江省地理空间数据交换和共享 平台（天地图·浙江）使用申请表 注：本表一式四份，申请单位、省测绘与地理信息局、相关部门、交换中心各执一份。
附件3 浙江省测绘与地理信息局同意使用浙江省地理空间数据交换和共享平台（天地图·浙江）通知书 编号：[ ] 号 申请人： 法定代表人（负责人）： 地址： 你（单位）于年月日提出的浙江省地理空间数据交换和共享平台（天地图·浙江）使用申请收悉，根据《浙江省地理空间数据交换和共享管理办法》、《浙江省地理空间数据交换和共享平台地理空间数据和平台应用管理规定》，经本局审核，同意你（单位）使用浙江省地理空间数据交换和共享平台（天地图·浙江）以下服务（包括使用目的、内容、范围、方式、时间）。 浙江省测绘与地理信息局 测绘成果与地理信息管理处 （盖章） 年月日 注：请持本通知书到浙江省地理空间数据交换中心办理使用手续
附件4 浙江省地理空间数据交换和共享 平台（天地图·浙江）使用协议 甲方（服务方）：浙江省地理空间数据交换中心 乙方（使用方）： 甲、乙双方在平等、自愿的基础上，就使用浙江省地理空间数据交换和共享平台（天地图·浙江）（以下简称“共享平台”）有关事宜，达成如下协议： 一、甲方的责任和义务 （一）根据浙江省测绘与地理信息局同意使用浙江省地理空间数据交换和共享平台（天地图·浙江）通知书（编号：[ ］号），甲方向乙方提供共享平台以下使用服务（包括使用目的、内容、范围、方式、时间）： 。 （二）甲方进行共享平台维护升级需要暂停服务的（非特殊情况下一般安排在法定假日期间），应当提前通知乙方。 （三）因系统故障或不可抗力等原因影响乙方使用时，甲方应积极采取措施予以修复，但由此给乙方带来的不便和损失，甲方不承担责任。 （四）甲方不因共享平台本身的瑕疵而对乙方所造成的任何后果承担任何责任。 （五）若乙方违反本协议规定乙方的责任和义务，甲方有权终止
空间元数据库知识点一、知识点结构
二、知识点内容 知识点（优先级）描述定位 1元数据编辑相关插件(A) 与元数据编辑相关的视图为元数据视图。 与元数据编辑相关的插件有元数据编辑插件，加载之后的工具条为： ?元数据库列表框用于选择元数据库，如图所示：元数据库列表框； ?元数据集列表框用于选择元数据集，如图所示：元数据集列表框； ?样式表列表框用于选择样式表，如图所示：元数据显示样式表列表框； ?单击编辑按钮，可以实现对元数据的编辑，如图所示：编辑元数据按钮； ?单击创建按钮，可以实现对元数据的创建，如图所示：创建元数据按钮； ?单击导入按钮，可以导入元数据，如图所示：导入元数据按钮； ?单击导出按钮，可以导出元数据，如图所示：导出元数据按钮； ?单击元数据和空间数据的一致性检查按钮，可以浏览检查元数据和空间数据的一致性，如图所示：元数据和空间数据的一致性检查按钮； ?单击浏览附件按钮，可以浏览元数据附件，如图所示：浏览元数据附件按钮。 MapGIS7.x 数据管理 篇.chm 25.2.2
2元数据创建(A)1、创建元数据库和元数据集 在“元数据库”文件夹右键选择“创建”功能，输入元数据库的名称，如test。 展开元数据库，找到test点击右键选择创建元数据集，输入元数据集名称。 图1创建元数据库和元数据集 2、元数据的创建方法有多种，以下逐一介绍。 （1）在元数据集上右键点击元数据导入，其具体的操作参见元数据的批量导入。 （2）工具条上点击创建元数据按钮，如果当前选中的是“元数据库”，就会在元数据库文件夹下的第一个元数 据库中的第一个元数据集中建立元数据；如果选中的是某个元数据库（如test），就会在该元数据库中的最先建的 元数据集中建立元数据；如果选中的是某个元数据集（如meta），就会在该元数据集中建立元数据。 （3）为地理实体建立元关系，在建立了元关系的元数据集上右键点击，选择同步元数据，则会在元数据列表中新 建元数据，其具体的操作请参考创建同步和更新同步。 MapGIS7.x 数据管理 篇.chm 25.2.1 3元数据浏览(A)在MapGisCatalog目录树中选中某个元数据集，将视图切换到元数据视图，在元数据视图中的元数据列表中会列出 该元数据集下的所有元数据，选择某条元数据，在元数据视图中即会显示该条元数据的信息。 可以从下拉列表中，选择已有的显示方式对该条元数据的显示方式进行更改。 MapGIS7.x 数据管理 篇.chm 25.2.1
2、Arcgis在建设数字化城市中的作用？ （1）基础地理空间数据库建库和管理的有力手段 （2）辅助决策支持的重要技术 （3）虚拟现实的有效工具 3、网络化GIS（简称网络GIS）是以网络为平台的GIS。 具体讲，网络GIS是指在网络环境下为各种地理信息科学的应用提供GIS的基本功能（如分析工具、制图功能）分布式计算和空间数据管理的空间信息管理系统。 4、ArcGIS提供了三种服务器产品:：ArcIMS、ArcGIS server、ArcGISImage server。 （1）ArcIMS是一个可伸缩的高性能的地图网络发布软件。ArcIMS基于开放的Internet协议，动态地发布地图，数据和元数据目录，为GIS网络发布提供了高度可扩展的框架，从而满足用户通过网络共享GIS 信息的需求。 （2）ArcGIS server 是功能强大的基于服务器的GIS产品，用于构建集中管理的、支持多用户的、具备高级GIS 功能的企业级GIS应用与服务，如空间数据管理、二维三维地图可视化、数据编辑、空间分析等即拿即用的应用和类型丰富的服务。 （3）ArcGIS Image server 是基于网络的、提供动态地影响处理服务的服务器端软件，可以按照访问者需要完成海量影像数据的快递访问和可视化。 5、计算机网络的分类 按分布距离：局域网（Local Area Network ，LAN）、城域网（Metropolitan Area Network，MAN）、广域网（Wide Area Nerwork ,WAN）、互联网（Internet） 按拓扑结构：总线型结构、环形结构、星型结构、树形结构、网状型结构、混合型结构 按服务性质：工作组网络（WorkGroup Network）、部门级网络（Department Network）、企业级网络（Enterprise Network） 根据网络覆盖距离可将无线网络分为无线广域网、无线局域网、无线个人区域网 6、GIS体系结构大致经历了单机结构GIS 和网络环境下的GIS 两个发展阶段，目前正向与网络计算组结合的模式推进。 7、伴随着网络技术和计算机技术的发展，网络计算模式从早期的单一计算模式（集中式体系结构）发展到后来的客户/服务器计算模式（分布式的两层体系结构）乃至今天的浏览器/服务器计算模式（分布式的三层、多层体系结构）。 8、两层体系结构按照逻辑关系，一个复杂应用程序可划分为表示逻辑、业务逻辑、事务逻辑和数据逻辑。表示逻辑主要负责前端用户界面。 业务逻辑主要负责系统中业务规则和流程处理。 事务逻辑主要负责应用程序访问数据的安全性、完整性等。 数据逻辑主要负责数据库的存取、管理等。 9、三层体系结构 三层体系结构突破了客户/服务器两层模式的限制，将各种逻辑分别分布在三层结构中来实现，这样便可以将业务逻辑、表示逻辑、数据逻辑分开，从而减轻客户机和数据服务器的压力，较好的平衡负载，并且形成了一种新的计算模式—浏览器/服务器模式（B/S）。 10、空间数据库内容 1）基础地理空间数据库 2）面向对象数据库管理系统 3）对象-关系型数据库 11、基础地理空间数据库一般包括： 地形要素矢量数据DLG） 数字高程模型（DEM）
《地理空间数据库原理》课程期末考试卷 一、选择题（每题3分，共10题） 1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A） A. 传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性； B. 传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系； C. 传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂； D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。 2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C） A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。 B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。 C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。 D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数； 3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D)
ArcCatalog中的地理元数据的研究 寇静行丁立国贾旭阳 信息工程大学测绘学院河南郑州 450052 Email:Koujingxing1985@https://www.doczj.com/doc/d917931949.html, 摘要：本文在阐述地理元数据的概念及其国际化标准的基础上，结合ESRI公司ArcGIS软件中ArcCatalog平台，探明了ArcCatalog中元数据的内容和存储方式，并对ArcCatalog中附带的符合FGDC 标准和ISO标准的两种元数据编辑器进行了较为深入的研究。 关键词：ArcCatalog 元数据 FGDC ISO Abstract: Based on the explication of geographical metadata’s concert and its internationlization standard, this paper proved up the metadata's content , the methord of storage and the two editors according with FGDC standard and ISO standard on the plat roof of ArcCatalog. Key words: ArcCatalog；metadata；FGDC; ISO 1. 引言 空间信息化建设的过程中，数据的海量化，多元化，异构化的趋势为这些空间数据的管理、使用、共享设置了障碍。地理元数据是为解决上述问题而提出的一种思路，在多种解决方案、技术的研究、应用和比较中，它以其描述性、开放性和简易性逐渐得到认可并较快发展起来。 地理数据和元数据是对地理空间的不同层次上的描述,地理元数据集是对相应地理数据集的抽象映射,地理空间元数据提供用户了解空间数据基本特征，帮助用户发现、定位空间数据，并辅助用户组织、管理空间数据的作用，在空间信息领域已得到广泛重视。 ESRI公司的ArcGIS 软件也致力于对地理元数据的研究和管理上。在ArcInfo中可以管理其所支持的所有数据类型的属性和文档。具体地，ArcCatalog应用可以对元数据进行编辑和浏览。元数据是对数据进行描述和定义的数据，它包括与空间数据相关的很多有用的信息，如数据属性全名、原始数据比例尺、定位精度、投影等。ArcCatalog直接支持多种常用的元数据，提供了元数据编辑器以及用来浏览的特性页。它们都是完全可客户化的，所以任何格式的元数据都可编辑和存储。元数据的存储采用了XML。(Extensible Markup Language)标准。对这些数据可以使用所有的管理操作(如拷贝、删除、重命名等)。 2.地理元数据 2.1 地理元数据的定义 元数据Metadata就是“数据的数据”，对数据进行描述和定义的数据。地理元数据是关于地理相关数据和信息资源的信息。它用于描述地理数据集的标识、空间范围、内容等特征,是实现地理数据集共享的核心内容之一。其表现形式多样,甚至可为图形、图像等。 2.2 地理元数据的标准
一、名词解释 年份 2005 中心投影辐射分辨率瑞利散射地球同步轨 道 亮温 2006 摄影红外太阳常数气溶胶朗伯体瞬时视场角反差扩展2007 2008 空间参考系 统数据字典拓扑包含关 系 质底法辐射温度树枝状水 系 2009 矢量数据结 构数据字典拓扑包含关 系 空间数据库米氏散射瞬时视场 2010 影纹图案气溶胶归一化植被 指数 热点 2011 太阳同步轨 道光谱分辨率大气窗口与 大气屏障 多中心投影 二、简答题 年份题目 何谓解译标志？解译标志包括哪些方面？请具体叙述。 采用何种图像处理方法可以有效增强图像阴影区中的地物信息？请列出两 种方法，并说明原理。 试述土壤的光谱特征及其影响因素 试述地形对光学遥感数据的影响？ 试述主要沉积岩类的影像标志 试述SPOT（HRV）卫星遥感数据的几何特征和波谱效应 侧视雷达图像属什么投影，与摄影成像航空照片相比其变形特征有什么不 同？ 何谓天空光（天空漫射光），它成因及主要影响因素是什么？对遥感数据产 生什么影响？地物反射率主要受哪些因素的影响？ 书体光谱由哪几部分组成？ 试述地形对光学遥感数据的影响 试述主要沉积岩类的影像标志 试述SPOT（HRV）卫星遥感数据的几何特征和波谱效应。 矢量数据叠置分析的基本步骤是什么？举例说明。 E—R模型有哪些基本成分，怎样利用E—R模型进行概念设计？ 什么是像点位移？与地形起伏有何关系？ 在彩虹外航空照片上，如何识别阔叶林、针叶林、灌木和草本植物？ 如何通过图像处理消除图像上的孤立糙声点？ 在遥感图像上如何区分沉积岩和火成岩
E—R模型有哪些基本成分，请用案例形式设计一个E—R模型。 什么事地理信息元数据？地理信息元数据包括哪些内容？ 卫星运行轨道会对遥感数据产生什么影响？太阳同步轨道与地球同步轨道获得的遥感数据各有什么特点？ TM卫星遥感数据7个波段各有什么信息特点。 以TM影像为例，对多波段光学卫星影像数据，如何通过波段选择和图像处理获得最佳的水质信息。 在航空遥感图像上如何区分深变质岩和沉积岩？ 在彩红外航空照片上如何识别不同类型的植被？ 大气散射有哪几种类型？各在什么条件下发生，有什么特点？ 较之光学遥感图像，卫星雷达遥感图像哥有什么特点？ 影响土壤反射波谱的主要因素有哪些？如何影响？ DEM的地形模型分析主要有哪些？（用案例说明） 栅格数据中混合像元的处理方法有哪些？ 何谓像点位移？有哪两种类型？其特点如何？ 反差扩展的原理是什么？线性反差扩展、指数反差扩展对数反差扩展各有什么特点？ 遥感信息模型有哪些特点？ 如何通过图像处理方法增强和提取山区阴影区中的信息？简述原理。 什么是地理信息元数据？地理信息元数据包括哪些内容？ 矢量数据叠置分析的基本步骤是什么？举例说明。
空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室（福州大学） 开放基金管理暂行条例 第一条为规范空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室（以下简称重点实验室）开放基金的使用与管理，参照《教育部重点实验室访问学者专项基金管理办法》制定本办法。 第二条开放基金所需经费主要从重点实验室依托单位拨发的运行经费中列支。 第三条开放基金用以资助经重点实验室学术委员会批准的开放课题。 第四条重点实验室设立办公室负责发布基金课题指南和受理基金申请等日常管理工作。 第五条开放基金资助对象 开放基金资助对象的可以是： （1）凡具有中级职称以上（含中级职称）的国内外教学科研人员（含在职博士生）、博士后研究人员、以及在生产应用部门的科技工作者均可申请本重点实验室开放基金； （2）根据工作需要，应本实验室主任邀请来室参加项目研究的人员； （3）在职的博士研究生（需要导师推荐）； （4）自带项目和经费来重点实验室工作的科研人员。 第六条开放基金申请 重点实验室按年度受理申请者提出的开放基金申请，每年受理一次，受理时间为5月1日至7月30日，遇有特殊情况可以随时申报。 符合条件的申请者，须按申请书格式认真填写开放课题申请书（或通过计算机网络远程申请），用计算机打印后提交。申请书格式模版可从重点实验室网站下载。 每年10月以前由重点实验室学术委员会主任召集学术委员会会议，对各项开放课题申请进行评审，确定资助课题及经费额，遇特殊情况不能召开会议时，可采用通讯方式进行评审。
资助者每年9月前由重点实验室发出通知，获准资助的课题负责人凭通知办理有关手续。 第七条开放基金使用范围 （1）与获资助项目直接相关的研究费用，如材料费、加工费、实验费、水电费、差旅费、消耗品购置费、小型仪器添置费等。 （2）与获资助项目直接相关的学术活动费，调研费，资料、论文的打印复制费等。 （3）客座人员来室的交通、住宿及生活补贴等费用。 （4）实验室公共性开支、大型设备的维护运转费、业务管理费（不超过基金总额10%）。 （5）研究工作人员的岗位补贴、科研津贴等。 （6）项目机动费（不超过基金总额10%）。 第八条开放基金使用及管理办法 （1）课题完成期限一般为2年（具体期限按获准资助课题的任务书规定为准），必须持续较长时间的重大课题，可分阶段申请。经费支持额度原则上为2-4万元，资助课题经费一次核定，分期下拨。 （2）实行课题负责制。课题负责人负责研究工作组织、经费使用和成果提交。每个获准课题，经费的使用权由课题负责人掌握，限额使用。征得课题负责人同意可由重点实验室统筹协调若干科技人员配合课题研究工作。 （3）项目经费的60%拨到课题负责人依托单位，由课题负责人按依托单位的财务管理规定使用。课题经费的40%为申请者在本实验室内的实验费和来实验室工作期间的生活补助（按福州市出差补贴标准发给）。项目承担者在本实验室工作时限以已批准的课题所需为准。重点实验室为承担者提供必要的工作条件，并在生活上尽力提供便利。承担者工资、奖金由依托单位支付。 （4）开放基金年度拨款在课题执行期内可跨年度使用。课题结束后所余经费、原材料、仪器器材等一律上交实验室，重点实验室将根据结余情况给予课题组成员适当奖励。 （5）如检查发现开放基金课题中断或无法进行，课题负责人未按规定提交
第37卷第7期测绘与空间地理信息 GEOMATICS ＆SPATIAL INFOＲMATION TECHNOLOGY Vol．37，No．7收稿日期：2014－01－22 作者简介：马宏斌（1982－），男，甘肃天水人，作战环境学专业博士研究生，主要研究方向为地理空间信息服务。 大数据时代的空间数据挖掘综述 马宏斌1 ，王 柯1，马团学 2（1．信息工程大学地理空间信息学院，河南郑州450000；2．空降兵研究所，湖北孝感432000） 摘 要：随着大数据时代的到来，数据挖掘技术再度受到人们关注。本文回顾了传统空间数据挖掘面临的问题， 介绍了国内外研究中利用大数据处理工具和云计算技术，在空间数据的存储、管理和挖掘算法等方面的做法，并指出了该类研究存在的不足。最后，探讨了空间数据挖掘的发展趋势。关键词：大数据；空间数据挖掘；云计算中图分类号：P208 文献标识码：B 文章编号：1672－5867（2014）07－0019－04 Spatial Data Mining Big Data Era Ｒeview MA Hong －bin 1，WANG Ke 1，MA Tuan －xue 2 （1．Geospatial Information Institute ，Information Engineering University ，Zhengzhou 450000，China ； 2．Airborne Institute ，Xiaogan 432000，China ） Abstract ：In the era of Big Data ，more and more researchers begin to show interest in data mining techniques again．The paper review most unresolved problems left by traditional spatial data mining at first．And ，some progress made by researches using Big Data and Cloud Computing technology is introduced．Also ，their drawbacks are mentioned．Finally ，future trend of spatial data mining is dis-cussed． Key words ：big data ；spatial data mining ；cloud computing 0引言 随着地理空间信息技术的飞速发展，获取数据的手 段和途径都得到极大丰富，传感器的精度得到提高和时空覆盖范围得以扩大，数据量也随之激增。用于采集空间数据的可能是雷达、红外、光电、卫星、多光谱仪、数码相机、成像光谱仪、全站仪、天文望远镜、电视摄像、电子 显微镜、CT 成像等各种宏观与微观传感器或设备，也可能是常规的野外测量、人口普查、土地资源调查、地图扫描、 地图数字化、统计图表等空间数据获取手段，还可能是来自计算机、 网络、GPS ，ＲS 和GIS 等技术应用和分析空间数据。特别是近些年来，个人使用的、携带的各种传感器（重力感应器、电子罗盘、三轴陀螺仪、光线距离感应器、温度传感器、红外线传感器等），具备定位功能电子设备的普及，如智能手机、平板电脑、可穿戴设备（GOOGLE GLASS 和智能手表等），使人们在日常生活中产生了大量具有位置信息的数据。随着志愿者地理信息（Volunteer Geographic Information ）的出现，使这些普通民众也加入到了提供数据者的行列。 以上各种获取手段和途径的汇集，就使每天获取的 数据增长量达到GB 级、 TB 级乃至PB 级。如中国遥感卫星地面站现在保存的对地观测卫星数据资料达260TB ，并以每年15TB 的数据量增长。比如2011年退役的Landsat5卫星在其29年的在轨工作期间，平均每年获取8．6万景影像，每天获取67GB 的观测数据。而2012年发射的资源三号（ZY3）卫星，每天的观测数据获取量可以达到10TB 以上。类似的传感器现在已经大量部署在卫 星、 飞机等飞行平台上，未来10年，全球天空、地空间部署的百万计传感器每天获取的观测数据将超过10PB 。这预示着一个时代的到来，那就是大数据时代。大数据具有 “4V ”特性，即数据体量大（Volume ）、数据来源和类型繁多（Variety ）、数据的真实性难以保证（Veracity ）、数据增加和变化的速度快（Velocity ）。对地观测的系统如图1所示。 在这些数据中，与空间位置相关的数据占了绝大多数。传统的空间知识发现的科研模式在大数据情境下已经不再适用，原因是传统的科研模型不具有普适性且支持的数据量受限， 受到数据传输、存储及时效性需求的制约等。为了从存储在分布方式、虚拟化的数据中心获取信息或知识，这就需要利用强有力的数据分析工具来将
南水北调中线工程地理信息数据采集 1 概述 南水北调是缓解我国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程，分为东线、中线、西线三条调水线路。南水北调中线工程总干渠从陶岔渠首闸起，向北经过河南、河北两省，至北京和天津，总干渠全长1432km。引水线路涉及平原、丘陵、山区等地形地貌，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域。总干渠南北地理跨度大，沿线地质、气候、地貌类型复杂，社会经济要素密集多样，工程建设具有挑战性。根据南水北调中线工程规划、设计、建设、管理等各项工作信息化的需要，建立中线工程地理信息数据库，开发基础信息应用系统，为工程信息化建设提供地理信息支撑。 南水北调中线工程地理信息数据库建设内容包括：典型渠段1:2000比例尺数字线划地图DLG、数字高程模型DEM、数字正射影像DOM数据的生产与建库；工程沿线1:50000比例尺DEM数据、DOM数据整编与建库；地理信息元数据库建设。其中，1:2000比例尺3D数据采用数字摄影测量的方法生产。 2 作业流程 采用数字摄影测量技术，对中线工程总干渠进行数字航空摄影，获取测区真彩色数字影像，通过外业像片控制测量与像片调绘，利用全数字摄影测量系统，生产DLG、DEM、DOM产品，为基础信息数据库建设提供数据源。主要作业流程如图2-1。
图2-1 作业流程图 3 地理数据采集 3.1 数字航空摄影 采用IMU/DGPS辅助航空摄影技术，对中线工程总干渠沿线进行航空摄影，获取总干渠沿线真彩色数字航空影像立体像对数据。对中线工程10个典型渠段，即陶岔段、沙河段、穿黄段、焦作段、穿漳段、石家庄段、漕河－西黑山段、天津干渠西－保段、惠南庄段、北京团城湖段等，进行地形图测绘，成图比例尺为1:2000。根据地形图精度指标要求，航空摄影地面分辨率GSD选择0.18m。采用UCXp航摄仪，主要技术参数见表3-1： 表3-1 航空摄影参数表
《1:10000基础地理信息地形要素数据规范》 编制说明 国家基础地理信息中心 2014年9月3日
目录 1 工作概况 (1) 1.1 项目背景 (1) 1.2 任务来源 (2) 1.3 主要工作内容 (2) 2 编制原则和依据 (3) 2.1 编制原则 (3) 2.2 相关标准规范 (3) 3 国外相关法律、法规和标准情况的说明 (4) 4 与有关的现行法律、法规和标准的关系 (4) 5 标准主要内容特别说明 (5) 5.1数据分幅说明 (5) 5.2数据分层说明 (5) 5.3 数据格式说明 (5) 5.4要素选取表示说明 (5) 5.5现势性说明 (6) 5.6元数据说明 (6) 6 预期社会经济效果 (6) 7 贯彻国家标准的要求及措施建议 (7) 7.1 贯彻要求 (7) 7.2 实施日期建议 (7)
1 工作概况 1.1 项目背景 1:10000基础地理信息数据作为重要的省级基础地理信息数据，广泛应用于国家社会发展、经济建设和国防建设等各领域。 “十五”起，全国各省区开始开展1:10000基础地理信息数据库建设，至“十二五”初，大部分省区已建立了1:10000基础地理信息数据库，部分省份开展了相关更新工作。 1:10000地形要素数据是1:10000基础地理信息的重要数据产品之一。目前，与1:10000地形要素数据相关的国家和行业标准方面，主要包括《基础地理信息要素分类与代码》、《国家基本比例尺地图图式》、《基础地理信息要素数据字典》等，但缺乏具体描述1:10000地形要素数据产品规格和具体指标的标准规范，不利于1:10000基础地理信息的生产、建库、更新与和分发服务。 由于缺乏统一规范的1:10000基础地理信息产品标准，各省区建立的1:10000数据库的产品模式、技术指标等各不相同，难以交换共享、集成应用。 为实现全国各省1:10000基础地理信息数据的规范统一、与国家1:50000基础地理信息数据的关联衔接奠定基础，2013年国家测绘地理信息局部署启动了全国1:10000数据库整合升级工作。 在全国1:10000数据库整合升级工作中，工程设计单位充分参考了相关的国家标准规范，结合现有的生产现状，研究制定了《1:10000(1:5000)基础地理信息地形要素数据规范》，具体规定了数学基础、精度与现势性要求、数据分层及组织、选取指标和原则、要素和属性内容、元数据等内容，规范统一了1:10000地形要素数据产品的产品规格和具体指标。 为了进一步确立1:10000基础地理信息地形要素数据产品的统一性和规范化，促进全国各行业、各部门对1:10000地形要素数据的广泛使用和便捷共享，迫切需要将《1:10000(1:5000)基础地理信息地形要素数据规范》升级为国家推荐标准。 国家基础地理信息中心作为《1:10000(1:5000)基础地理信息地形要素数据