基于元数据的仪器仪表科学数据共享平台
    

【摘 要】本文针对我国仪器仪表与检测技术科学数据发展现状、基于元数据理论提出了该领域的科学数据资源体系,并设计构建了仪器仪表与检测技术科学数据共享平台。

1 问题的提出和由来

科学数据是人类社会科技活动所产生的基本数据、资料,以及按照不同需求而系统加工的数据产品和相关信息,具有明显的潜在价值和可开发价值,并在应用过程中得以增值, 是信息时代最基本、最活跃、影响面最宽的科技资源。

我国的国家科学数据共享工程已经全面启动。“ 先进制造与自动化科学数据共享网”(项目编号:2005dk a32900)2005年正式列入国家重点科学数据共享基础平台建设计划。检测控制与仪器仪表作为先进制造与自动化科学技术的重要组成部分也已同步开展了 本领域的科学数据资源整合共享研究工作,正在建设“ 检测控制与仪器仪表科学数据共享平台”( 以下简称: 仪器仪表科学数据共享平台)。

检测控制与仪器仪表产业企业众多、产品更新快、用户广泛、技术发展迅速的特点,决定了其对科学数据和信息服务需求非常旺盛。仪器仪表科学数据共 享平台研究的目的在于:针对国内检测控制与仪器仪表领域科学数据资源短缺、凌乱、分散、共享利用率低的现状, 对现有科学数据资源的( 进行或开展) 有效整合, 并依据发展趋势和提升产业技术水平的需要,积累代表前沿和最新研究水平的科学数据,实现检测控制与仪器仪表科学数据的共享。

2 元数据和元数据标准

2.1 元数据的概念

元数据(m etadata)是说明数据的来源、内容、格式、质量、状态及其它有关特征的信息。国际电器电子工程师协会(ie e e )将元数据定义为: “ 关于数据的数据”(dataabout data)。元数据的主要目的是促进数据规范管理,并实现异地、异构数据库系统的数据共享:* 为数据生产者提供有效的数据管理和维护的手段; 通过元数据提供网上数据查询、检索与交换等。并可确保一个机构对数据的投资,不会轻易丢失数据文档,在出现数据使用争议时也可为数据提供单位维权;* 使数据的使用者快捷、全面、有效的获取数据资源。并为潜在用户找到其特定应用所需的数据,实现共享,发挥数据的最大潜力。

元数据的产生和应用是为网络信息资源的组织开发提供手段,使用元数据的目的在于使数字资源的管理维护者和使用者可通过元数据了解并辨别资源,进 而管理和利用资源,为由形式管理转向内容管理奠定必要的基础,对数字对象的内容和位置进行描述,从而为信息对象的存取与利用奠定必要的基础,根据元数据包 含的数字资源位置方面的信息,可以确定资源位置之所在,可促进网络环境中非实体信息对象的发现和检索。因此,元数据被称为是打开多源数据资源进行智能分 析、运算、挖掘知识大门的钥匙。

2.2 元数据标准

随着元数据理论的发展,出现了对数据资源整体进行描述的标准。目前流行的元数据标准和协议规范:iso 15836:2003《信息与文献— — 都柏林核心集元数据要素》。美国都柏林核心( dublin core--dc)元数据标准从1995年产生以来受到了全世界的广泛承认和利用, 目前已经被翻译成20种语言在各国使用。都柏林核心元数据2003年正式被国际认可, 发布为iso 15836。都柏林核心元素标准适用于各种网络数据资源,它包括15个元数据核心元素,分为三个子系统:数据资源内容、数据知识产权及数据实体。

z collection( z 39.50 p rofile for access to th edig ital collection)是美国工会图书馆为资源集合组织、检索开发的规范,是目前能较好描述集合、对象及其关系的元数据框架。z collection 的特点: ① 可有效描述资源集合和资源对象之间的关系;② 可提供元数据框架体系( 抽象记录结构ar s); ③ 可使用z 39.50等多个元数据检索协议。z collection 元数据框架能够很好的描述资源集合、对象及其相互关系。

2.3 仪器仪表科学数据共享平台元数据标准

仪器仪表科学数据共享平台元数据标准是在参考国内、国外相关元数据标准的基础上,结合本领域科学数据的特点而制订。采用z collection 作为元数据标准的整体框架,标准体系分为上下二层: 结构层和内容层。结构层,采用z collection 抽象记录结构为基本架构,将元数据分为资源集合元数据和资源对象元数据,并描述资源之间的关系。内容层主要定义资源集合、资源对象元数据标准的内容, 采用dublin core核心元素元数据标准进行描述;而资源之间关系的描述有: 父子关系、相关关系、结合关系。仪器仪表科学数据共享平台元数据标准与“ 先进制造与自动化数据共享网”元数据标准保持一致。

3 仪器仪表与检测技术数据资源体系

3.1 建立科学数据资源体系的原则

首先,数据资源体系要有一定的系统性和完整性,即包括从基本要素( 材料、原理)、关键部件( 工艺)到整体系统、典型案例等各个方面,形成比较系统的、完整的面向科研开发、行业应用的数据资源体系。其次,数据资源体系要有一定的科学性,即遵循学科 或行业常规分类原则。

3.2 仪器仪表科学数据资源体系

仪器仪表与检测科学数据资源体系的建立参考了: 自然科学技术学科分类、产品分类代码、国民经济行业分类代码、专利文献分类、科技文献分类、国家863科技计划领域( 主题) 划分等资料, 同时对本领域现有科学数据资源分布、科学技术发展热点和趋势等进行调研。并征询行业内外专家意见后,提出了仪器仪表与检测技术领域科学数据资源体系。该数 据资源体系包括20个技术方面,每一技术方面又可根据数据资源的情况逐级细分到最多三层,以“ 温度测量技术及应用”为例,显示其逐级细分到三层的体系结构, 见图1和图2。

3.3 仪器仪表科学数据资源元数据表

元数据最基本的单元是元素。由于元素具有结构简单、通俗易懂、描述灵活等特点而被广泛用于各领域的资源描述。本研究中对资源集合元数据设计了如表1中所示的元素, 对资源对象元数据设计的元素如表2所示。

资源对象指文本、图形、图像、数据表格、软件等相对独立的数字对象, 包括的数据资源格式见表3。

通过上述一系列基于元数据标准的设计,可以为仪器仪表与检测技术提供关于数据资源内容、访问以及其它特性的描述,不仅使用户能够在访问具体数据库之前对数据是否能满足使用要求做出判断,而且有利于有效的数据管理和数据的长期保存。

4 基于元数据的仪器仪表数据共享平台

仪器仪表数据共享平台设计采用cm s( 内容管理系统)和sq l s erver (数据库管理系统)。cm s+sq ls erver方案主要的优势是充分发挥二者的长处,既利用cm s 实现了网站内容( 数据、表格、文字、图片等等)与网站组件的有机分离,方便了网站内容的管理、发布和维护,而不再需要编写大量的h t m l 代码或手工建立每一个页面;又充分发挥了sq l 大型数据库存储数据量大、速度快、效率高、安全性好的功能, 使数据库系统具备动态、高效和交互的特点。满足了本领域积累的海量科学数据资源进行整合和优化并实现共享服务,以利于新技术环境下对科学数据资源进行进一 步的开发和利用的需要。

仪器仪表数据共享平台首页、数据资源体系的树型结构、资源集合元数据表、资源对象元数据表和具体的数据对象的实现形式分别见图3、图4、图5、图6。

数据共享平台已可提供仪器仪表国家标准和行业标准,仪器仪表产品分类代码,温度测量技术和仪表,典型自动化仪表技术性能、参数、指标等数据12 万个。另外, 网站的设计还包括了行业动态、科技成果、工程范例、科技论文等栏目,以期全面反映仪器仪表与检测技术领域的现状和发展。

参考文献

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[2] 范敏.一种基于元数据的文化信息综合管理系统框架设计[j ]. 现代情报,2007(1):75~ 77

[3] 张晓林. 元数据研究与应用[m ]. 北京: 北京图书馆出版社,2002

[4] 赵军,宋扬,王先来. 基于“ z collection” 的资源集合元数据标准体系研究[j ]. 制造业自动化, 2005(2):70~ 71

[5] 沈凤善.元数据的类型、模型与规范[j ].牡丹江师范学院学报: 自然科学版, 2006 (4):22~ 23

[6] 杨大勇,林奎. 环境监测自动监测系统信息共享技术研究[j ]. 中国环境监测,2006 (5): 1~ 5

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    收录时间:2014年12月09日 08:02:43 来源:中国计量测控网 作者:点击率
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