土地利用现状数据元数据管理系统的设计与实现
(1.宁波市国土资源局江北分局信息中心，宁波，3150202。浙江大学浙江资源与环境信息系统重点实验室，杭州，31028)
摘要:元数据在促进土地基础数据的管理、使用和共享方面发挥着重要作用。在描述土地利用现状数据元数据和分析元数据要素及其关系的基础上，设计分析了土地利用现状元数据管理系统的框架结构和系统设计流程，并结合实例详细介绍了用XML组织土地利用现状元数据内容和用XSLT转换XML文档的具体实现方法。最后集成到开发的土地利用现状数据库系统(LandEx)中，达到有效管理土地利用现状数据的目的。提出并设计的元数据管理系统在土地基础数据管理实践中具有代表性和普遍性。
关键词:元数据；土地使用；信息系统
土地利用现状、土地利用规划、地籍、地价等基础数据是土地管理及相关工作的基础数据之一，在编制国民经济计划、土地利用总体规划、基本农田保护区划、日常土地证发放等方面具有重要意义。但由于其数据源复杂、数据格式多样、空间、时间和属性信息变化快，如何更好地管理和利用这些数据成为各级土地管理部门面临的突出问题。负责数据生产的部门需要有效的数据管理、维护和更新方法；数据使用部门需要一种更快捷、更全面、更有效的方法，从土地基础数据库中查找、访问、获取和使用现状性强、精度高、易获取的数据。在这种情况下，土地基础数据的内容、质量和现状等元数据信息变得尤为重要，成为有效管理和应用土地基础数据的重要手段。因此，如何在基础土地数据库中建立有效的元数据管理系统，已成为基础土地数据库建设和更新的核心内容之一。
目前，地理空间数据元数据的研究主要集中在元数据标准的制定和发展上，各种元数据标准被设计用来描述如何实现数据维护、数据享受、查询和传输等功能，而如何在计算机上组织、实现和管理这些元数据信息涉及较少。在此背景下，本文以浙江省土地利用现状数据元数据管理系统的实现为例，提出用XML描述、组织和存储土地利用现状空间数据的元数据，论述了元数据管理系统的设计和实现过程，最终实现了系统中土地利用现状元数据的有效管理。
1土地利用现状元数据概述
1.1元数据在土地利用现状应用领域的内容。
元数据被广义地定义为“关于数据的数据”。在地理空间数据中，元数据是指地理空间相关数据集和信息资源的描述性信息。它通过描述和解释地理空间数据的内容、质量、条件、位置和其他特征，帮助和促进人们有效地定位、评估、比较、获取和使用地理空间相关数据。在土地管理领域，土地利用现状元数据主要描述土地利用及相关信息资源的空间数据，包括:标识信息、数据集名称、数据集参考信息、数据集质量信息、数据集性质、数据集格式、空间参考系信息和内容信息。
1.2元数据的元素及其关系
根据我国可持续发展信息元数据内容标准中对元数据的论述，元数据可分为元数据子集、元数据实体和元数据元素三个层次。元数据元素是元数据的最基本单元，在元数据实体中是唯一的。元数据实体是具有相同特征的元数据元素的集合，由一个或多个具有相同特征的元素组成；元数据子集是相互关联的元数据实体或元素的集合。同一子集中可以有两种类型的实体，即简单实体和复合实体。简单实体只包含元素，而复合实体既包含简单实体又包含元素。同时，简单实体、复合实体以及构成这两个实体的元素之间存在继承关系。因此，浙江省土地利用现状元数据子集、元数据实体和元数据元素之间的关系可以用图1来说明，其中地理范围是一个复合实体，包括两个简单实体:地理描述和地理坐标范围。
图1元数据组件关系图
基于XML的土地利用现状元数据系统的设计与实现
2.1系统总体结构框架
浙江省土地利用现状元数据管理系统由9个功能模块组成，每个模块的详细划分如图2所示。元数据创建模块提供了元数据的初始创建，其中通过自主开发的数据库引擎(ReSDE)从数据库中自动读取关于空间数据的内容信息，保证了元数据内容和空间数据的一致性。图3是元数据操作界面，根据土地利用数据的特点创建元数据。转换模块用于转换XML文档，以满足用户以各种格式输出和显示的需求，并通过XSLT和JavaScript技术实现。显示模块，也称为元数据浏览模块，是基于元数据XML文档转换的显示样式。图4显示了XSLT处理器转换定义的XSLT样式文件后，元数据信息在系统中的显示效果。左边的目录树是数据库中土地利用的空间数据集。只要选中数据集，右侧就会显示相应的元数据信息。图1中元数据的关系可以通过点击相应的数据节点来逐步展开浏览。元数据子集对应第一级节点，下一级是元数据实体。如果它是一个复合实体，您可以继续展开和浏览，直到元数据元素。由于土地利用现状的空间数据往往会随着土地变更等操作而发生变化，描述其空间数据的元数据也会随之发生变化，编辑模块提供了实时修改已有元数据的功能。元数据存储模块负责存储土地利用元数据的XML文档。为了满足元数据管理系统的安全需求，系统提供了用户登录和身份认证功能。查询模块面向所有用户，不涉及用户对元数据内容的修改，因此不需要身份认证，能够满足用户快速查询和访问所需数据的功能。
图2元数据管理模块划分
图3创建和编辑元数据
图4浏览元数据
2.2系统设计流程
本文设计和实现的土地利用现状元数据管理系统是在Oracle 9i数据库平台上用VC++6.0开发的，使用了XML、XSLT和JavaScript的相应技术。元数据系统设计的过程如图5所示。土地利用现状元数据组织成XML文档时，结构大致按照图1中元数据元素的构成关系。最后，将所有元数据子集组织成一个XML文档，并根据要管理的特定对象来确定XML文档中的内容。这里按照《浙江省土地利用现状更新调查技术报告》元数据样式参考规范中的内容结构组织，标签设计参考FGDC元数据标准和ISO/TC216544。设计的XML文档可以以多种方式存储，可以存储在数据库或文件系统中。该系统使用Oracle 9 i作为后台数据库，将元数据信息存储在表空间中，并创建一组与空间数据集相关联的表来管理元数据。功能模块的设计主要基于图2所示的各个功能。XSLT转换文档的设计主要是定义相应的样式文件，以便XSLT处理器对XML文档进行相应的转换。用户界面设计为每个数据子集设计一个属性页，方便用户查找和操作。
2.3实例分析
2.3.1元数据XML表达式示例
可扩展标记语言XML是W3 C(万维网联盟)批准的文档标记标准。本文定义了用简单易读的标签来标记数据的一般语法，并提供了计算机文档的标准格式。XML的一大优势是定制。DTD和XML schema在功能上是一种元数据，XML Schema也可以用来扩展元数据。因为元数据描述的不同层次的对象具有如图1所示的成员关系和继承关系，所以非常适合用XML来组织和表达这种关系。
在将元数据组织成XML文档时，除了合理的结构安排外，还要注意标签的使用，以增加XML文档的可读性。具体的XML代码组织形式如下:
< div CLASS =″ph2″onmouseover =″doHilite()″onmouseout =″doHilite()″
onclick = " hideshougroup(this)" >空间参考系统信息
< info > < xsl:value-of select = ' metadata/spatialrefInfo/name '/> < br/>
< info > < xsl:value-of select = ' metadata/spatialrefInfo/refname '/> < br/>
< info > < xsl:value-of select = ' metadata/spatialrefInfo/coortype '/> < br/>
< info > < xsl:value-of select = ' metadata/spatialrefInfo/projname '/> < br/>
转换后的XML文档是HTML。由于HTML是静态的，为了方便浏览和满足友好交互的要求，使用JavaScript语言进行相应的编码来达到目的。具体函数调用方法见代码描述。
3结论
根据本文设计实现的浙江省土地利用现状数据元数据管理系统在实际应用中取得了良好的效果，满足了数据管理和元数据操作的基本要求，具有操作简单、用户界面良好的特点。由于土地利用现状数据的元数据具有地理空间数据元数据的一般特征，本文提出的元数据管理系统的设计与实现方法在实践中具有代表性和普适性。它不仅适用于土地利用现状数据的元数据管理系统，而且对开发其他土地基础数据库元数据系统也具有一定的实用价值。在实际工作中，不仅要重视元数据管理系统的建设，还要加强土地基础数据元数据标准的研究，从而建立更加科学合理的元数据标准来描述土地基础数据。
参考
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