资源环境遥感元数据库的设计与研究

资源环境遥感元数据库的设计与研究1

杨瑞茹

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京（100083）

E-mail：yangruiru@

摘要：资源环境遥感空间数据库中包括大量的遥感影像数据,数据结构复杂多样。元数据作为数据库信息的辅助数据,有利于用户对数据的再加工，并且能够提高用户检索数据的效率。本文从资源环境遥感信息平台特殊的数据结构入手,指出了建立资源环境遥感元数据库的意义,设计出了符合资源环境遥感实际情况的元数据内容,进而讨论了资源环境遥感元数据库管理系统的功能实现。

关键词：资源环境，遥感，元数据，数据标准

1. 引言

元数据是关于数据的内容、质量、条件和其它特性的数据,它是为数据的管理、查询和使用服务的[1]。目前，我们还缺乏资源与环境遥感地质调查信息的交流和共享机制。随着遥感技术的不断发展和大范围应用，为了满足数据生产者对数据的管理和维护, 并能使用户实现快速查询，知道从哪儿能找到所需要的信息,如何使用数据。建立一个统一的资源与环境遥感信息平台元数据库成为一项必不可少的工作。建立元数据库，首先要有一个元数据标准。《地质信息元数据标准》[2]2005版本，为从数据共享的层面来设计资源与环境遥感影像库的元数据库提供了参考。该标准属于地质信息专用核心元数据标准，适用于空间地质信息和非空间地质信息产品的发布和交换。

资源环境遥感空间数据库中包括大量的遥感影像数据，由于遥感数据有其特殊的描述方法，例如波段、数据加工、传感器、分辨率等，因此有必要对该标准做必要的扩展。资源与环境遥感平台元数据库以《地质信息元数据标准》2005版本的扩展元数据标准作为主要参考,考虑到国内大部分卫星遥感数据供应部门对外的主要业务之一是生产卫星遥感资源数据,这就要有遥感数据的详细说明介绍，从而使用户对提供的数据有个明确的了解，并且能够指导用户根据实际需要选择合适的数据。元数据可以当作是数据库信息的辅助数据,有利于用户对数据的再加工，并且元数据库的建立避免了对遥感数据不太了解的用户选择数据的盲目性，提高了用户检索数据的效率。如果元数据库建立成功，就能够为不同遥感部门将已建立的遥感影像数据库加入该信息平台提供一个统一的标准。本文按照资源与环境遥感信息类别，初步设计出该元数据库的大致内容。

《地质信息元数据标准》2005版本规定的地质信息元数据包括7个元数据子集，分别是元数据信息、标识信息、数据质量信息、内容信息、空间参照信息、分发信息、引用和负责单位联系信息。其中引用和负责单位联系信息是公用信息子集。该元数据库保留了《地质信息元数据标准》中设计的前6类内容，扩展出遥感影像采集信息(如波段、传感器、卫星、轨道号、太阳高度角等)这一元数据子集。对于按照《地质信息元数据标准》2005版本保留的6类内容，该元数据库严格按照《地质信息元数据标准》扩展元数据标准，保留了6类内容的必选实体，有选择性地选用了其中的条件必选和可选实体，并且结合资源与环境遥感数据库的实际需要增加一些信息，例如在分辨率里结合遥感图像特点增加了时间和辐射分辨率。在

1本课题得到中国地质调查局基础调查部下达的调查类计划项目资助（项目编号1212040611203）的资助。该标准由中国地质调查局提出，本文参照的是2005年1月16日完成的建议稿。

标志信息里增加了空间数据邻接信息，用于记录空间数据集属性接边状况、坐标接边状况、相邻图幅图号、相邻图幅名称，有利于用户了解图像外信息，进行图像镶嵌。该元数据库系统可以实现数据网上查询检索。

2. 资源环境遥感元数据库概述

该元数据库按照其描述的内容可以大致分为两类。其中，第一类是指关于元数据信息的总体介绍和对数据集总体了解，是对地理空间数据仓库的描述信息，包括数据仓库名称、数据仓库类型编号、数据仓库内容描述、数据仓库访问方法、数据仓库更新日期、数据仓库元数据主机、地址、负责单位、参照标准等；第二类包含数据集的详细信息，是对数据库中每一专题信息的较为详细介绍。

也可以从另一角度理解该元数据库，该元数据库按层状结构进行组织,由元素、实体和子集组成。元数据元素是元数据的基本单元。可以理解为是数据库中的一个字段。元数据实体是一组说明数据同类特征的元数据元素的集合。元数据实体可以是单个实体，也可以是包括一个或多个实体的聚合实体。例如在元数据子集标识信息中包含数据集有关的联系信息这一实体。元数据子集是相互关联的元数据实体和元素的集合，主要包括元数据信息、标识信息、数据质量信息、内容信息、空间参照信息、引用和负责单位联系信息、影像属信息。其中引用和负责单位联系信息是公用信息子集。

3. 资源环境遥感元数据库设计

（1）元数据信息。包含元数据的全部信息。在该元数据库中记录了元数据的名称、元数据创建日期、元数据采用的字符编码标准、元数据标准名称、元数据标准版本、元数据使用语言、对元数据信息负责任的单位或个人、数据集采用的空间参照系的信息、数据集质量的总体评价信息等9个实体。

（2）标识信息。描述地质数据集的基本信息。是空间数据仓库中任何地理空间数据集必须包含的部分。通过标识信息,用户可以对空间数据集有一个总体的把握和了解。在该元数据库中包括的内容有:字符集、摘要、目的、状况、地理标志符、数据表示方式、分辨率（对于遥感影星这里包括空间分辨率、时间分辨率、辐射分辨率）、专题类别、地理标识符、影像轨道标识、引用（数据集名称、数据集日期）、图像范围信息（包括东西南北个边界点地理经纬度区域范围、直角坐标区域范围、区域覆盖的图幅号）、时间范围信息（项目起始时间和终止时间）、数据集有关的联系信息（负责单位名称、职责、联系方式）、关键词（关键词类型、关键词）、静态浏览图信息（各静态浏览图文件名、文件描述）、垂向范围信息、数据集限制（访问限制、安全等级、使用限制）、数据集格式（格式名称、格式版本）、维护信息（维护更新频率、负责维护的单位信息）、空间数据邻接信息（空间数据集属性接边状况、坐标接边状况、相邻图幅图号、相邻图幅名称）。共计21个实体。

(3) 空间数据质量信息。空间数据质量信息是对空间数据集质量进行总体评价的信息。数据集生产者可以通过这部分内容对数据集质量评价的方法和数据集加工生产过程的质量进行详细地描述。而这一部分也是用户对空间数据集在数据质量和精度方面确定是否适合自己使用要求的主要依据。该元数据库中包含的内容有:数据质量说明（数据验收说明、图件输出质量、完整性报告、空间数据集逻辑一致性报告、准确度、验收说明、附件质量）、数据志（图像处理说明）、数据源（数据源说明、数据源比例尺分母、数据源参照系、数据源引用）、以及与遥感图片本身密切相关的图像处理过程（处理步骤说明、处理规则、所凭借的软件、