基于元數據的“一張圖”核心數據庫建設管理研究

李梅香，徐蘇維，馬艷娜

（南京市國土資源信息中心，江蘇 南京 210005）

0 引言

開展全國國土資源“一張圖”建設，形成國土資源核心數據庫，是落實中央領導、部領導和全國國土資源信息化工作會議精神的重要行動和步驟，是要解決當前國土資源數據匯交、采集、更新、積累、整合、開發、利用尚不能滿足國土資源監測監管和社會化服務需求的信息化瓶頸問題。

南京市“一張圖”的建設主要圍繞3 個重點展開。一是多源數據的整合，主要解決過去國土資源“多張圖”的問題，改變各部門之間相對獨立、存在數據孤島的情況，從而實現“一張圖”統一管理。二是注重集成、面向服務和監管，基于統一的地理空間框架，面向國土資源監管和服務目標，集成管理基礎地理、土地資源、礦產資源和地質環境等各種數據集。三是注重數據聯動，“一張圖”的各種數據不是簡單的疊加，而是通過搭建基于“一張圖”核心數據庫的業務管理系統。根據業務內在聯系，實現關聯和聯動，通過關聯數據的展示反映業務的內在聯系。

如何充分發揮數據在國土資源形勢分析、資源監測監管、地質災害防治、宏觀調控、輔助決策支持及社會化服務中的作用，這是國土資源信息化建設的核心任務之一，對國土資源管理工作和社會服務具有重大和全局的意義。建立1 個集中管理、安全規范、充分共享、全面服務的核心數據庫勢在必行。文章以南京市為例，研究“一張圖”核心數據庫的建設和管理問題，通過分析國土資源數據、元數據及其在數據管理中發揮的作用等，設計元數據結構，提出基于元數據的“一張圖”核心數據庫建設管理。

1 國土資源數據現狀分析

國土資源數據一般來源于國土、規劃、測繪等部門，且數據格式、坐標系、數據精度、空間尺度、時間尺度、數據標準等也各不相同。從數據使用的角度講，數據種類繁雜。比如：依數據種類劃分，國土資源“一張圖”數據庫主要包括空間數據和非空間數據。其中，空間數據包括矢量數據和柵格數據；非空間數據包括業務指標、表格、文檔、報表、附件等數據。依數據用途劃分，又主要包括基礎數據和專題數據。其中，基礎數據主要是遙感影像數據、城鎮地籍數據、土地利用現狀數據和土地利用規劃數據；專題數據主要包括建設項目用地數據、土地供應數據、土地開發整理數據、土地執法監察數據、土地儲備數據、基本農田數據、基準地價數據、農用地分等定級數據、礦業權數據、礦產資源規劃數據、地質災害數據等其他專題數據。這種數據狀況導致信息孤島無法破除，限制了國土資源管理中數據的挖掘和綜合利用，制約了國土資源數據的共享和服務。

總之，“一張圖”核心數據庫包含的數據內容豐富、來源多樣，數據標準、模型、格式、精度、存儲形態等差異很大，要將種類繁多、數據量巨大的各類土地、地質、礦產數據庫集成整合為支撐國土資源監管和管理行為的核心數據庫，需要按照統一的標準規范開展數據整合和數據整理工作。

2 元數據

元數據，即數據的數據，主要是描述數據的內容、質量、數據源、基礎結構等。國際上針對不同應用領域制定了很多元數據標準，其中地理信息領域也有很多元數據的標準，如FGDC（美國聯邦地理數據委員會）、ISO（國際標準化組織）、OPEN GIS（開源GIS 協會）、國家基礎地理信息各自都制定了地理空間元數據內容標準。這些標準基本上都對元數據的定義、相關術語、層次結構、性質、元數據內容、空間參照系統、標識信息等方面做了標準化描述。

信息化高速發展的時代，元數據已經由一種描述與索引的方法擴展到包括數據發現、數據轉換、數據管理和數據使用的整個數據共享使用過程中的工具和支撐之一。在數據管理與共享中，元數據發揮的作用也更為重要。例如：城市公共信息平臺建設中也規范了相應的元數據標準，通過研究其元數據要求，比較研究地理信息其他應用中的元數據使用。概括總結元數據在地理信息數據管理與共享中發揮的作用如下：

數據發現階段，通過元數據定位和理解數據，并對其進行查詢、瀏覽、分析。

數據轉換階段，通過元數據掌握其格式、空間參考、文件大小等信息，指引和控制數據轉換工作的思路和方法。

數據管理階段，通過元數據掌握數據的來源、狀況、質量、內容等。基于元數據組織數據庫，可以有效降低數據存貯的空間，減少數據用戶查詢數據庫及獲取數據的時間，從而降低數據庫的建設使用和管理維護費用。

數據服務階段，通過元數據掌握數據的適用范圍和適用對象等，控制數據的共享、使用和安全。同時基于元數據借助XML 等可提高數據交互服務的效率，節約時間、降低數據共享服務成本。

3 南京市“一張圖”核心數據庫建設

3.1 框架設計

通過對南京市國土資源數據的整理和歸類，南京市國土資源“一張圖”核心數據庫從邏輯上劃分為基礎層、專業層、管理層。其中，基礎層通常作為底圖數據使用，更新頻率較低、周期較長，如基礎地理數據、遙感影像、地形圖；專業層是由土地、礦產、規劃等業務部門調查規劃產生的數據，具有內容種類繁多、多尺度、專業性強等特點，包括土地利用專題（土地利用現狀數據、基本農田數據）、土地規劃專題、礦產資源專題、地質環境專題等；管理層是在土地、礦產資源等管理過程中產生的數據，具有伴隨管理業務實時更新的特點，包括征供地數據、執法巡查、土地整治等。

同時，在全面梳理部、省、市相關數據庫建庫標準和規范，并參考《全國一張圖核心數據庫建設方案》的基礎上，結合南京市實際情況，相關部門制訂南京市“一張圖”數據庫建設方案和覆蓋南京市國土資源數據的4 個大類、21 個小類、50 余個數據集的數據庫結構。下一步是需要厘清“一張圖”核心數據庫框架結構（見圖1）。

元數據由1 個或多個元數據子集構成，包含1 個或多個元數據實體。綜合分析南京市國土資源管理數據的特點，定義元數據實體是下列實體的聚集，分別為：基本信息、質量信息、更新信息、來源信息、覆蓋范圍信息、分發信息、流轉信息、元數據擴展信息。

圖1 “一張圖”核心數據庫框架結構

具體描述數據的如下信息：①基本信息。描述數據的文件名稱、數據格式、大小、空間參照系統、比例尺、成圖時間、保密級別以及簡單的內容提要。②質量信息。描述數據生產參照的質量標準或規范、質量等級、質檢單位、質檢人員。③更新信息。包括更新時間、更新單位、版本、更新內容、更新說明。④來源信息。來源單位或部門、來源負責人、來源人聯系方式、來源格式、來源空間參照系統、接收信息（接收人、聯系方式、接收時間）。⑤覆蓋范圍信息。描述實體的時間范圍、空間范圍。⑥分發信息。描述可使用者（使用人名稱、所在單位部門、崗位名稱）、操作權限、使用期限、使用者責任等信息。⑦流轉信息。主要是針對管理數據，描述其在審批流程中產生的元數據內容，包括創建時間、所在業務節點、時間節點、辦理人、辦理狀態、結束時間、成果類型、事宜認定。⑧元數據擴展信息。考慮到日后的元數據管理需要，特設元數據擴展信息，待需要時補充描述。

3.2 管理模式

南京市國土資源“一張圖”數據以“集中統管，分權使用”思想為指導，元數據貫穿數據的整個生命周期，市局采用Oracle 11g 集中存儲各類空間、非空間數據，矢量、柵格數據，并以數據服務的形式、分權提供給市、區縣、國土所3 級使用。如圖2，數據管理和元數據管理同為“一張圖”核心數據庫的管理的重要部分，數據編輯、更新、入庫，每一個環節牽制著元數據的錄入、更新和擴展；同時數據服務階段，數據分發與展示也離不開元數據的查詢、分析的支撐，進而提高數據服務的準確性和效率。下一步是需要厘清“一張圖”核心數據庫管理模式（見圖2）。

3.2.1 數據存儲管理

根據前期的元數據設計，國土資源“一張圖”數據集中存儲于“一張圖”數據庫中，構建實體元數據，不同的數據實體分用戶集中統管。用戶根據權限可以對數據進行編輯、入庫、更新操作，同時，數據實體相應的元數據錄入數據庫；用戶也可通過元數據查詢、分析快速獲取定位自己需要的數據，實現元數據表和實體數據同步維護、關聯分析。

圖2 “一張圖”核心數據庫管理模式

從數據入庫、編輯更新、查詢分析，到數據分發使用，元數據貫穿數據的整個生命周期。元數據不再僅僅是對數據描述的數據，更是管理數據的得力助手、獲取數據的高效途徑，為依托“一張圖”進行國土資源管理，實現國土資源數據切實整合、高效利用，提供了數據保障。

“一張圖”平臺支持元數據的入庫，維護元數據與數據的關聯，可對元數據進行瀏覽查詢，進行查詢和統計匯總，在數據經歷重要處理時追加或更新相關元數據信息，可實現元數據的輸出與打印。下一步是需要厘清“一張圖”平臺元數據查詢頁面（見圖3）。

圖3 “一張圖”平臺元數據查詢頁面

3.2.2 數據服務管理

國土資源數據使用中，市、區縣、國土所3 級可訪問的空間范圍不同，不同部門處室對數據的需求各不相同，不同的訪問者對數據的操作權限也不同。因此，在數據服務管理時，基于“分權使用”的思想，根據元數據過濾數據、限制權限，把正確的、合理的數據提供給相應權責的用戶。圖4 是為南京市國土資源“一張圖”基礎數據服務平臺中受控于元數據分發信息的“角色—權利”形式的數據分權使用管理的界面。下一步是需要厘清“一張圖”數據服務分權管理（見圖4）。

圖4 “一張圖”數據服務分權管理

4 結語

元數據自身的特點決定了其在“一張圖”核心數據庫建設、管理中不可或缺的地位。南京市基于元數據成功構建了涵蓋城鄉范圍、空間及非空間數據、區分基礎、專題等數據種類的國土資源“一張圖”數據庫，準確反映國土資源業務數據之間的關聯關系，為管理者對國土資源“總量、結構、布局和時序”的全面掌握提供準確、全面的數據支撐。今后的研究和實踐還需進一步完善現有元數據結構，提高國土資源行業對元數據的應用分析能力和管理能力。

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［3］雷章，史明昌，劉文博，等.大型GIS 數據中心元數據框架研究［J］.水電能源科學，2011（11）：67-69.