元数据管理系统的研究与实现

摘　要: 元数据就是描述数据的数据，随着信息技术的快速向前发展,元数据在地理空间信息资源共享过程中起着关键的作用。

元数据有自己的标准，这个标准的主要作用是介绍了元数据的组成元素和分类应用，提出了一些元数据建库的基本原则，

并且给出了基于XML格式的元数据管理的设计方案。本文主要是研究元数据的管理和标准，并根据此标准实现了元数据的建库、编辑、导入导出、查询和目录关联管理的功能。

关键词：元数据； 标准； XML

1.概述

空间数据不断的增多，进行分析和处理，元数据就是描述数据产生的，让抽象的空间数据具体化，丰富管理手段。

描述空间数据的元数据称为空间元数据，以结构化的形式描述了地理数据集的内容，质量，表示方法，空间参考，管理方式及数据集的其他特征。

可以提供对空间信息的搜索导航，便于数据的转换，维护，理解和使用。

建立一套空间元数据管理，提供对元数据的采集，管理，维护和网络发布，是元数据项目实施的当务之急。

元数据的管理，包括元数据的标准，元数据的建立，从XML格式的元数据导入数据库中，从数据库中到出数据为XML格式，元数据的目录关联管理，元数据的检索及元数据的编辑等。

2.元数据的标准

元数据由描述数据特征的元素组成。

数据标准一般包括：表示方法的说明，元数据字典，按层次关系的元素组织（元数据模式），元数据扩展与专用标准定义。

本标准规定了8个必选元数据（数据集名称、数据集出版日期、数据集摘要、数据集负责方、关键词、数据集分类、数据志说明和元数据标识）

和3个可选元数据，用以描述空间数据的标识、内容、管理等信息。

元数据模式有一个xsd（xml）文件所定义，主要描述了对元数据的一些约束和层次关系。

元数据元素（metadata element）：元数据的基本单元，用以描述空间数据的某个特性。

元数据实体 （metadata entity）：一组说明空间数据相关特性的元数据元素。

数据集（dataset）：可标识的数据集合。

3.建立元数据库

要通过元数据标准文件建立元数据库，第一步需要做的是解析这个元数据标准文件。因为xsd文件时一个标准的格式定义，

所以解析它不是很困难。这里推荐两种解析方案，第一种相对来说比较简单，利用微软的一个解析xsd的工具，

它会自动生成一个文件（C#的代码文件），其实它生成的就是一个数据集（这个数据集是指的C#里面的数据集，

专门用于管理数据集合，可以是一张物理表，也可以是多张表，而且它可以维护数据表之间的关系）。

这个方案的好处是不用写一行代码就可以拥有一个完整的数据集来解析这个标准文件，而且这个数据集在以后管理一条元数据时非常方便。

第二种方案就是完全按照个人的思路，把它当成普通的XML格式文件，读入并自己分析他们之间的关系，可以专门写一个这样的解析类，

同样可以达到上面一样的效果，只是程序相对来说比较复杂，而且维护元数据的时候还需要自己专门写处理类。

但是它的好处也是显而易见的，就是更加灵活，怎样解析完全由自己掌控，只要自己写的解析类没有bug，这种解析方案还是很不错的。

本系统采用的是第一种方案，因为这样可以节约大量的时间，当然程序稳定性也会更加好。具体怎样利用微软的那个代码生成工具可以在google上收索，而且操作也是相对简单的。

4. 系统体系结构设计

本系统包含有元数据采集系统、元数据建库和管理系统、基础数据库目录查询系统。

实现本系统时，通过元数据编辑器，元数据管理工具（元数据服务配置管理工具、元数据导入导出工具、目录管理工具）、元数据服务器、元数据查询系统提供相应的功能和服务。
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1）元数据编辑：负责元数据信息的采集，各种元数据的操作。

2）元数据库创建：元数据库用于存储元数据，所以就是创建存储元数据的数据库。

3）元数据转换：负责在Oracle数据库与XML格式文件相互转化。

4）元数据目录关联：负责建立目录与元数据之间的关联关系，这样就可以通过目录来查看元数据信息，也可以更好的对元数据进行分类管理。

5）元数据查询系统：实现对元数据统一查询。在元数据查询子系统中用户可以通过目录结构查询元数据，也可以通过关键词查询元数据。

6）显示元数据的详细信息：由于元数据的内容多，而且每一条元数据的格式可能不完全相同，所以单独用一个模块来展示一条元数据的详细信息。

5.关键技术与现实方案

本系统采用的C#的WinForm工程实现的，所以以下所有技术的实现都是采用的C#语言。

5.1Tree控件与XML相互转化

Tree控件就是常说的树形控件，因为它的结构很像树。Tree控件和XML格式上很相似，都有递归的思想在里面，所以它们之间可以通过程序相互转化，程序中也会用到递归的思想。具体请参考下面的代码，有详细的注释。

1）XML向Tree转化

2）Tree向XML转化

5.2 Oracle与XML相互转化

XML格式的元数据是元数据的一种主要来源，把XML格式的元数据导入数据库是所有工作的前提，也是很重要的一个功能。

同样把Oracle中的数据导出为XML格式有着同样的意义。下面实现这两个功能的具体代码，用到了上面提到的数据集

（通过微软工具自动生成的NewDataSet数据集，管理有关一条元数据的15张表）。

6.总结

本文详解介绍了元数据的相关概念以及应用，对于元数据本身的管理是本文介绍的重点，元数据的管理同其他普通数据的管理有着相似也有特殊的地方。

本文介绍的元数据管理系统能够很好很方便的管理元数据，让元数据发挥更加重要的作用。

元数据的组织、存储、表达、传输、查询、管理等是元数据管理系统实现时必须考虑的一些问题。

在将来的工作中,要结合信息技术领域的新进展,对元数据库机制进一步完善,并在面向网络的大型地理信息系统中发挥支柱作用。

参考：http://www.cnblogs.com/brucewoo/archive/2012/02/01/2335207.html