1、第四章 基于空间元数据的GIS集成铜陵学院建筑工程学院2022-11-11o 地理空间元数据概述o 地理空间元数据库系统o 基于空间元数据的地理信息系统集成2022-11-112o 地理空间元数据概述o 地理空间元数据库系统o 基于空间元数据的地理信息系统集成2022-11-113o 元数据（Meta Data）n 是关于数据仓库的数据，指在数据仓库建设过程中所产生的有关数据源定义，目标定义，转换规则等相关的关键数据。n 同时元数据还包含关于数据含义的商业信息，所有这些信息都应当妥善保存，并很好地管理。为数据仓库的发展和使用提供方便。2022-11-114o 元数据的用途n 元数能提供基于用户
2、的信息，如记录数据项的业务描述信息的元数据能帮助用户使用数据。n 元数据能支持系统对数据的管理和维护,如关于数据项存储方法的元数据能支持系统以最有效的方式访问数据。2022-11-115o Metadata的应用目的 n 确认和检索（Discovery andentification）o 主要致力于如何帮助人们检索和确认所需要的资源，数据元素往往限于作者、标题、主题、位置等简单信息。n 著录描述（Cataloging）o 用于对数据单元进行详细、全面的著录描述，数据元素囊括内容、载体、位置与获取方式、制作与利用方法、甚至相关数据单元方面等，数据元素数量往往较多，MARC、GILS和FGDC/C
3、SDGM是这类Metadata的典型代表。2022-11-116o Metadata的应用目的 n 资源管理（Resource Administration），o 支持资源的存储和使用管理，数据元素除比较全面的著录描述信息外，还往往包括权利管理、电子签名、资源评鉴、使用管理、支付审计等方面的信息。n 资源保护与长期保存（Preservation and Archiving）o 支持对资源进行长期保存，数据元素除对资源进行描述和确认外，往往包括详细的格式信息、制作信息、保护条件、转换方式、保存责任等内容。2022-11-117o 在数据仓库系统中,元数据机制主要支持以下五类系统管理功能n 描述哪
4、些数据在数据仓库中n 定义要进入数据仓库中的数据和从数据仓库中产生的数据n 记录根据业务事件发生而随之进行的数据抽取工作时间安排n 记录并检测系统数据一致性的要求和执行情况n 衡量数据质量2022-11-118o 元数据以非特定语言的方式描述在代码中定义的每一类型和成员。o 元数据存储以下信息：2022-11-119n运行所需的安全权限n类型的说明n名称、可见性、基类和实现的接口n成员（方法、字段、属性、事件、嵌套的类型）n属性n程序集的说明n标识（名称、版本、区域性、公钥）n导出的类型 n该程序集所依赖的其他程序集n修饰类型和成员的其他说明性元素o 元数据列举n 数据结构：数据集的名称、关系
5、、字段、约束等；n 数据部署：数据集的物理位置；n 数据流：数据集之间的流程依赖关系（非参照依赖），包括数据集到另一个数据集的规则；n 质量度量：数据集上可以计算的度量；n 度量逻辑关系：数据集度量之间的逻辑运算关系；n ETL(全称Extract&Transformation&Loading，即数据抽取，转换，加载。是建立数据仓库的一个必备过程)过程：过程运行的顺序，并行、串行；2022-11-1110o 元数据列举n 数据集快照：一个时间点上，数据在所有数据集上的分布情况；n 星型模式元数据：事实表、维度、属性、层次等；n 报表语义层：报表指标的规则、过滤条件物理名称和业务名称的对应；n
6、数据访问日志：哪些数据何时被何人访问；n 质量稽核日志：何时、何度量被稽核，其结果；n 数据装载日志：哪些数据何时被何人装载；2022-11-1111o 元数据库系统数据模型n MDBS数据模型是一个与知识表达相结合的数据模型,又称之为全局元数据字典(GMDD)。GMDD为异构多数据库应用系统中所包含的元数据提供统一的描述方法,它的基础数据模型是扩充实体-联系模型（简称E-R模型）,利用扩充E-R模型可以定义各局部数据库的模式。模式间的联系与冲突,以及应用系统中的数据流信息和相关的控制信息由知识来描述。2022-11-1112o GMDD模型中不仅包含了一个关于各局部数据库模式定义的数据目录,
7、而且可利用知识来描述数据处理的过程,因此有助于异构数据库集成应用系统的设计和实现。2022-11-11132022-11-1114o GMDD模型具有以下特点:n 模型具有描述和管理知识的能力,这些知识说明了各自治数据库之间的联系与冲突n 具有扩充E-R模型的丰富语义和层次的建模结构n 具有自描述性o 基于扩充E-R模型的GMDD模型不仅能够较好地描述关系数据模式以及层次和网状数据模式,而且可以用来描述面向对象数据库的模式。GMDD支持对面向对象数据库的集成。2022-11-1115o 元数据库设计n 元数据库系统MDBS是一个基于SCO UNIX/ORA-CLE平台的数据库系统,集中管理异构
8、数据库系统中的元数据。n 这些元数据包括:描述各局部数据库模式的信息、规则以及应用程序名等。2022-11-11162022-11-1117o 元数据库管理系统实现技术2022-11-1118o 元数据库管理系统实现技术n 查询分解与数据综合n DBMS接口n 全局事务处理2022-11-1119o 地理空间元数据n 是关于地理空间相关数据和信息资源的描述性信息。n 通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，帮助和促进人们有效地定位、评价、比较、获取和使用地理相关数据。n 地理元数据通常由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。与非空间元数据的主要区别在于其内容包含大量与空间位
9、置有关的描述性信息。2022-11-11202022-11-11212022-11-1122o 地理空间元数据的功能n 元数据是实现地理空间信息共享的前提件和基本保障。o 只有实现了地理空间信息的收集、存储、管理、维护、发布、销售等一系列步骤的元数据化,才能真正实现海量空间数据的共享。n 帮助数据生产者有效组织、管理和维护空间数据。o 可保证即便其主要工作人员调离,仍然对过去生产的数据集有较全面的了解,这样可以实现对数据集的维护、更新,确保数据生产者对数据的持续投资。2022-11-1123n 通过地理空间元数据将大量零散的数据收集起来,使之成为可共享的有用信息。o 根据元数据中指定的数据标准
10、、规范和格式,数据采集者、生产者、收集者可以整合不同种类及来源的数据,为用户提供有关数据生产单位、数据存储、分类、质量及数据销售等方面的信息。n 地理空间元数据最本质的特性之一就是具有目录索引的作用,类似于一本书的目录功能。n 提供通过网络对数据进行查询检索的方法和途径,同时也为用户处理和转换数据提供必要的参考。2022-11-1124o GIS中使用元数据的原因n 数据分析n 系统完整性和可扩展性需求n 浏览查错功能需求n 程序生成2022-11-1125地理空间元数据的应用o 地理空间元数据的一般应用n 获取目标数据n 数据质量评价与控制n 在数据转换中的应用n 数据存储及管理的应用202
11、2-11-1126o 地理空间元数据在可视化管理中的应用n 图形显示数据状态o 地理空间元数据在GIS数据集成中的应用n 在数据检索查询中的应用n 在集成预处理中的应用n 在数据集成处理中的作用n 在数据结果表达中的作用n 对集成结果的评价2022-11-1127o 地理空间元数据概述o 地理空间元数据库系统o 基于空间元数据的地理信息系统集成2022-11-1128o 地理空间元数据的组织n 对于空间数据、属性数据和知识数据,可以按系统的要求来规定适当的层次n 高层元数据对应数据库n 中层元数据对应表n 底层元数据则对应数据.2022-11-11292022-11-1130o 地理空间元数据
12、的存储模式n 以数据集为基础o 优点：独立性强o 缺点：量大复杂n 以数据库为基础o 优点：简单方便2022-11-1131o 地理空间元数据的管理n 将地理空间元数据信息进行分类和规划,确定各元数据项的类型和长度,并建立相应的地理空间元数据库;利用各种编程工具实现地理空间元数据管理系统,完成对地理空间元数据信息的录入、浏览、查询、编辑、插入、删除等功能。2022-11-1132o 地理空间元数据的管理模型o 管理的内容n 元数据的获取n 元数据的更新n 面向应用项目的元数据使用2022-11-11332022-11-1134o NGDC（美国国家地理空间数据交换中心）的地理空间数据管理模型的
13、设计2022-11-1135o NGDC的查询方式n 直接条件查询方式n 地名辞典方式n 动态地图窗口方式n 分级目录方式2022-11-1136o ArcInfo中地理元数据的管理2022-11-1137o GeoStar中的地理元数据管理系统2022-11-1138o 地理空间元数据概述o 地理空间源数据库系统o 基于空间元数据的地理信息系统集成2022-11-1139o 地理空间元数据表达现状n 文本性的描述o 过于松散o 缺乏连接o 存储与管理困难o 不够简洁o 容易产生歧义o 阻碍标准化的推进n XML是发展的趋势2022-11-1140o XML（Extensible Markup
14、 Language）n 即可扩展标记语言，它与HTML一样，都是SGML(Standard Generalized Markup Language,标准通用标记语言)。Xml是Internet环境中跨平台的，依赖于内容的技术，是当前处理结构化文档信息的有力工具。n 是一种简单的数据存储语言，使用一系列简单的标记描述数据，而这些标记可以用方便的方式建立，虽然XML占用的空间比二进制数据要占用更多的空间，但XML极其简单易于掌握和使用。2022-11-1141o 基于XML的地理空间元数据表达n 元数据=数据标识信息+0数据质量信息1+0空间数据组织描述1+0数据空间参考信息1+0实体及属性信息1+0数据传播1+共享和元数据参考信息(mn表示括号中的项重复m到n次)。2022-11-1142o 基于地理空间元数据的网络数据管理模型2022-11-11432022-11-1144o 基于地理空间元数据的GIS设计与实现o 基于地理空间元数据的异构空间数据库集成2022-11-1145作业o 1,什么是空间元数据，其在GIS中的应用目的是什么？o 2,为何采用XML来表达空间元数据？2022-11-1146
