基于元数据的生态数据管理和信息共享

论文摘要

随着生态学研究的问题趋于复杂化和综合化,研究对象的时空尺度越来越大,现代生态学的发展面临着巨大的挑战。如何生产或获取规范化的数据资源,如何存储和高效管理海量数据资源,如何实现生态数据的规范化管理和信息共享,是生态学研究者当前亟待解决的问题。当前生态科学数据管理和信息共享中存在的主要问题是：数据管理水平参差不齐,数据采集自动化与手工输入之间的矛盾,数据更新的周期较长,利用效率低,数据格式和标准不统一,共享观念淡薄,元数据的缺乏和不规范等。上述问题的存在使数据用户难以发现和获取所需的数据,严重制约着科学研究和学术交流活动的开展。本文以数据集为单位,对国家重点野外科学观测研究站—会同杉木林生态站的历史数据进行整理,并以元数据理论及生态数据元数据国家标准为基础,结合Web数据库技术和Java编程语言,开发出基于元数据的生态数据管理系统和信息共享平台,并取得了以下主要结论：1.元数据是关于数据的数据,对于促进数据的管理、共享和使用起着重要的作用。适当的元数据能够帮助生态数据生产者及生态数据用户快速发现所需数据,了解其内容和限制,评估其可用性,从而获取和使用这些数据。元数据是规范生态科学数据管理和实现信息共享的关键。2.基于现行的生态元数据国家标准《生态科学数据元数据》,按照“元数据子集—元数据实体—元数据元素”的三层模式,确定了关系类型数据集元数据的UML模型,共包括7个模块：分别是标识信息模块、场地信息模块、方法信息模块、数据质量信息模块、项目信息模块、分发信息模块和实体信息模块。3.生态科学数据管理是一项基础性工作。基于元数据的生态数据管理系统不仅可以有效地解决Eco-DBMS运行中存在的问题,而且能够实现在网络环境下远程填报数据和元数据,从整体上提高了数据的管理水平,实现数据管理的科学化和规范化。4.在基于元数据的生态数据管理系统的基础上开发出信息共享平台,并将数据集的元数据发布在信息共享平台中,不仅实现了元数据和其他信息的共享,还实现了跨平台访问和元数据的分类检索和浏览。5.在技术层面上实现了数据共享,建立了生态科学数据共享平台。本文在数据管理和信息共享的基础上,将元数据库和数据库进行链接,在信息共享平台中初步实现了数据实体申请和下载。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 现代生态学的发展趋势
• 1.1.2 生态学家面临的挑战
• 1.1.3 制约因素—信息孤岛
• 1.2 选题目的和意义
• 1.2.1 选题目的
• 1.2.2 生态数据管理的重要性
• 1.2.3 生态信息共享的意义
• 1.3 国内外研究进展
• 1.3.1 元数据在国外的研究进展
• 1.3.2 元数据在国内的研究进展
• 1.3.3 国内外相关研究进展
• 2 理论基础和关键技术
• 2.1 元数据理论
• 2.1.1 元数据的概念
• 2.1.2 元数据的类型
• 2.1.3 元数据和数据的关系
• 2.1.4 元数据的作用
• 2.2 Web数据库技术
• 2.2.1 Web数据库技术的概念
• 2.2.2 Web数据库技术的主要优点
• 2.2.3 Web数据库技术的数据交换技术
• 3 生态科学数据元数据及其标准
• 3.1 生态元数据的内容
• 3.1.1 元数据基本属性
• 3.1.2 生态元数据的构建模式
• 3.1.3 全集元数据—UML模型
• 3.1.4 核心元数据
• 3.1.5 关系类型数据集元数据
• 3.2 生态元数据标准
• 3.3 元数据扩展和裁剪
• 3.3.1 元数据扩展的类型
• 3.3.2 元数据扩展规则
• 3.3.3 元数据扩展方法
• 3.3.4 元数据裁剪
• 4 基于元数据的生态数据管理
• 4.1 生态研究数据的类型与特点
• 4.1.1 生态研究数据的类型
• 4.1.2 生态研究数据的特点
• 4.1.3 生态研究数据集的类型
• 4.2 生态科学数据管理发展历程
• 4.2.1 人工管理阶段
• 4.2.2 文件系统阶段
• 4.2.3 数据库系统阶段
• 4.2.4 Web数据库和信息共享平台阶段
• 4.3 数据管理系统开发
• 4.3.1 系统运行环境要求
• 4.3.2 Excel服务器简介
• 4.3.3 历史数据整理
• 4.3.4 元数据库的建立
• 4.3.5 元数据库的逻辑结构
• 4.3.6 元数据库和数据库的链接
• 4.3.7 远程填报
• 4.4 系统安全管理
• 4.4.1 网络安全
• 4.4.2 服务器安全
• 4.4.3 数据库安全
• 5 基于元数据的生态信息共享
• 5.1 信息共享平台总体框架
• 5.2 信息共享平台开发
• 5.2.1 平台运行环境
• 5.2.2 安装及配置平台软件
• 5.2.3 平台功能设计
• 5.3 信息共享系统前台
• 5.3.1 元数据服务模块
• 5.3.2 数据服务模块
• 5.3.3 用户服务模块
• 5.4 后台管理系统
• 5.4.1 用户认证
• 5.4.2 用户及角色管理
• 5.4.3 数据申请管理
• 5.4.4 数据下载管理
• 5.5 生态数据共享的初步实现
• 6 结论与讨论
• 7 创新点
• 参考文献
• 附录:攻读学位期间的主要学术成果
• 致谢