科学数据库元数据分析与应用.ppt

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1、科学数据库元数据分析与应用中国科学院计算机网络信息中心黎建辉提纲提纲科学数据库元数据建设的背景与需求科学数据库元数据框架科学数据库核心元数据规范工具与试应用总结背景背景从学科视角看科学数据库（Domain）45个主体数据库主要涉及到8个的一级学科生物学（14）地球科学（19）物理学（3）化学（3）天文学（1）材料科学（2）能源科学技术（2）化学工程（1）背景（背景（Cont.）从资源分布的视角看科学数据库（Distribution）45个主体数据库主要分布在15个城市，涉及到45个单位北京（17）上海（3）沈阳（1）长春（4）大连（1）兰州（1）西安（1）新疆（1）成都（1）昆明（2）武汉（4

2、）长沙（1）南京（3）青岛（1）广州（4）背景（背景（Cont.）从资源类型的视角看科学数据库（Data type）结构化数据（Structure Data）关系数据库半结构化数据（Semi-structure Data）Html特定类型的数据文件非结构化数据（Un-structure Data）图像、视频、音频等多媒体文件背景（背景（Cont.）Distribution（Autonomous）DomainData TypeC(DB）=Distribution,Domain,Data type自治性带来异构性自治性带来异构性Design AutonomyThe conceptualizatio

3、n or semantic interpretation of dataThe representation and the naming of the data elementsThe data being managedConstraints used to manage the dataThe functionality of the systemThe association and sharing with other systemsThe implementationCommunication AutonomyExecution AutonomyAssociation Autono

4、my自治性自治性（Autonomy)异构性异构性（Heterogeneity）Information heterogeneitySemantic HeterogeneityStructural,Representation/Schematic HeterogeneitySyntactic,Format Heterogeneity System HeterogeneityDigital media repository management systemDatabase management systemDBMS,data model heterogeneityConcurrency contr

5、ol,recovery heterogeneityOperating SystemFile system,naming,type heterogeneityOperations,transaction support heterogeneityHardware SystemInstruction set,data coding heterogeneity元数据的需求（元数据的需求（Cont.）从数据访问和共享的需求看Creator&ProviderAdministrator&OrganizerUserScientificDatabaseCreation&CollectionOrganizati

6、onSearching&RetrievalUtilizationValue-addedApp/ServiceClear out元数据的需求（元数据的需求（Cont.）从数据库集成与互操作来看AB格式/语法结构/表示语义C元数据的需求（元数据的需求（Cont.）从数据库集成与互操作来看ABCCDMCCommon Data Model（Metadata format）科学数据库中二个层面的元数据科学数据库中二个层面的元数据The real worldData/Database World概念化、模型化和数字化User/App.World发现、访问和使用内容分析数据库内容的元数据资源描述数据库描述的

7、元数据元数据在科学数据库中的作用元数据在科学数据库中的作用元元数数据据规规范范安全体系安全体系信信 息息 服服 务务 子子 系系 统统数据访问子系统数据访问子系统系系统统平平台台中中间间件件应应用用服服务务与与工工具具集集科学数据库元数据框架科学数据库元数据框架References：DC FGDC ISO19115 EML MPEG7 etc.Ref.Ref.Semantic ruleStructure ruleSyntax ruleExtension RuleSchemaNamespaceSemantic StatementsSchemesCrosswalk/mappingCore Meta

8、dataDomain-specific metadataMedia-specific metadataApplication ProfileAuthoring toolsMetadataformat规则集语义规则（Element Semantic）中文名称（Chinese Name）英文名称（English Name）标识（Identifier）定义（Definition）类型（Type）值域（Domain）选择性（Option）最大出现频率（Max Occurrence）注释（Note）规则集RootModuleModuleComponentComponentComponentCompone

9、ntElementElementElementRoot-Module-Component-Element结构规则规则集语法规则遵循 XML Schema 语法规则 .语法规则 .A Schema Example扩展规则应用方案制定（Application Profile)裁减应该包括原标准中的所有必选模块的必选元素；一般来说，所创建的元数据应用方案中应包含原标准中的核心元数据元素；允许根据需要削减掉某些可选元素；扩展在确定拟新增模块/元素与原标准中的模块/元素不存在语义重复之后，可以定义新的模块/元素；新增元素不可用于替换原标准中现有元素的名称、定义或数据类型。应将扩展元素合理地组织到原标准所

10、确定的“模块复合元素数据元素”这一结构中去；应用方案制订规则修改允许对已有模块/元素施以更严格的可选性限制，即可以在应用方案中将核心标准中的某一可选模块/元素设定为必选元素。允许将已有元素的值域由“自由文本”替换为一个合适的值代码表，以限制该元素的值域；允许缩小已有元素的值域。例如，在核心标准中某个已有元素的值域为整数，那么应用方案中可以规定该元素的值域为某个范围内的整数；允许对已有代码表进行扩充；不允许对核心标准进行上述原则所没有允许的任何扩展。应用方案制订规则基于框架的实施现状 科学数据库核心元数据标准V1.1 科学数据库生态研究元数据标准V1.1 科学数据库大气数据元数据标准V1.0科学

11、数据库多媒体元数据框架主体数据库元数据 应用方案SDBCoreMetadataMedia-specificMetadatadisciplineSpecificMetadataApplication Profile科学数据库核心元数据规范科学数据库核心元数据规范适用对象任何一个数据库/数据集，包括逻辑意义上的以及物理意义上的作用各专业数据库提供统一、规范的结构化描述为各专业子库的导航、联合目录服务为网格平台中信息服务子系统、数据访问子系统服务设计的原则与优点简单性与通用性可扩展性缺点各学科领域的专指度不够核心元数据规范（核心元数据规范（Cont.）数据集元数据数据集描述数据集结构数据集质量数据集

12、分发数据集服务服务元数据服务名称服务类型服务描述服务标识服务参数中间件服务Grid服务FTP服务WWW服务.核心规范的学科领域应用范例SDB-ERMSDBCM修改ISO 19115 CSDGMEMLCERNFLED扩展元素和模块未修改的元素长期生态观测数据元数据规范生态数据元数据规范CnemsDatasetType0.0.0.0.DatasetDescriptionInfoDistributionInfoRsProjectMetadataReferenceInfoServiceDescriptionInfoRsMethodRsFieldStructrureDesciptionInfoCnems

13、DatasetCoverageInfoContactInfoCitationInfo主模块辅助模块根元素CnemsDatasetType0.0.0.0.DatasetDescriptionInfoDistributionInfoRsProjectMetadataReferenceInfoServiceDescriptionInfoRsMethodRsFieldStructrureDesciptionInfoCnemsDatasetCoverageInfoContactInfoCitationInfoMetadataReferenceInfoDistributionInfoDatasetDesc

14、riptionInfoDatasetServiceDescriptionInfoStructureDescriptionInfoSDB Core MetadataCoverageInfoContactInfoDatasetType0.生态学元数据标准核心元数据标准新增模块两种规范之间的关系工具支持与试应用工具支持与试应用科学数据库通用元数据管理工具MDIS(LDAP)interim XMLMD schemaUserpageProcess(Java bean)XML engineinstall&configureuniversal,extensiblecustomizable总结元数据对科学数据库的资源发现、管理、应用和互操作至关重要科学数据库中元数据包括数据库描述和数据库内容两个层面的元数据，后者在分析和应用过程中难度更大，对数据库的互操作和集成作用也更大一个定义完整的元数据框架对于一个多种元数据格式并存的系统尤其重要，它是未来系统中不同的元数据互操作的基本保障谢谢！