1、基于XML技术的元数据信息服务系统的研究与设计 凌柳凤 付宪国1信息工程大学测绘学院 河南郑州 450052273603部队 江苏南京 210049Email：摘要:随着全球信息网格（GIG）思想的提出，使得主动式服务技术得到快速发展。根据互联网信息资源广泛共享的需求，本文结合元数据在数据组织和管理方面的特点，以及XML技术在元数据系统建设上的应用，提出了建立基于XML技术的元数据信息服务系统的设想，阐述了系统的具体设计思路，并提出一种基于B/S（浏览器/服务器）服务模式的元数据信息服务系统的体系结构。关键词：元数据 XML 元数据信息服务系统 元数据库网络Abstract: With the
2、 thought of the GIG appearing, it makes the active service technique develop quickly. According to the extensive share need to the Internet information resource, this paper combines the Metadatas characteristic with organizing, managing the data and XML applied in the construction of the Metadata Sy
3、stem, puts forward to founding the Metadata Information Service System based on XML, elaborates the concrete designning thought of the system, and advances the Metadata Information Service System architecture over the B/S (browser/server) service mode.Keywords: Metadata XML Metadata Information Serv
4、ice System Metadata database network随着Internet技术的快速发展和日趋完善，互联网的功能变得越来越强大，成为了海量复杂数据和信息的载体，由于这些信息来源广泛，类型复杂多样，并且具有很高的利用和参考价值，以至于在实际生活中对这些信息的应用需求不断提高。但网络数据分布零散、表示形式多样且数据量和数据内容处于高速的变化和更新的状态，为数据的管理和高校利用带来了巨大的困难，因此，如何将这些复杂多变的海量数据合理的组织利用起来，以达到数据共享和高效利用的目的是至关重要的。鉴于这个问题，本文通过分析元数据技术的特点以及XML技术在元数据系统建设上的应用情况，探讨了
5、构建基于Web服务模式的元数据信息服务系统的一些相关问题。1 元数据技术及XML技术应用情况1.1元数据技术元数据(Metadata)是关于数据的数据1。元数据主要是对数据的内容、质量、位置及其他特性的描述性数据，以提供数据的精确理解、定位和其他应用方面的信息。它可以为各种形态的数据资源提供规范、普遍的描述方法等，从而使得各形态的数据资源在建立元数据时都有公用的客观依据，有助于进行一类数据资源的合理组织和整合。元数据本身具有概括性、结构化、实用性、广泛对象性及规范性的特点，这些特点已经被研究者清楚的认识到，正是由于这些特点，使得元数据在管理复杂的数据以实现共享方面具有很大的优势和好处，主要表现
6、在以下几个方面： (1)有序组织和管理信息，并挖掘信息资源。通过它可以在广域网或因特网上准确地识别、定位和访问信息。(2)帮助数据使用者查询所需信息。(3)组织和维护一个机构对数据的投资。(4)用来建立信息的数据目录和数据交换中心。通过数据目录和数据交换中心等提供的元数据内容，用户可以共享信息、维护数据结果，以及对它们进行优化等。(5)提供数据转换方面的信息。使用户在获取信息的同时便可以得到与之相关的元数据信息。通过元数据，人们可以接受并理解信息，与自己的信息集成在一起，进行不同方面的科学分析和决策。1.2 XML技术在元数据系统建设上的应用XML是Extensible Markup Lang
7、uage的缩写，全称是“可扩展标识语言”，它是由W3C制定的一种网络上的通用语言。目前，XML已经发展成为一个比较独立完整的知识体系，主要包括XML文法、XSL可扩展样式语言、DOM和RDF等2。由于XML技术和元数据在很多方面具有相似性，使XML技术在元数据表示、传输、转换、存储、查询、建模等领域得到了广泛应用。尤其是在建立元数据系统时，将元数据的诸多元素定义为XML的标签，根据元素的级别不同进行XML标签的嵌套式定义，并利用XML的样式语言实现元数据间的转换和显示，使元数据的互操作变得简单。同时，如果元数据都是用XML语言进行表示和存储的，利用XML知识体系的通讯和数据传输机制，可以很容易
8、实现元数据网络上的查询、交互等操作，对于分布式元数据的动态读取和集成具有重大的意义。所以，XML技术对于建立元数据信息服务系统无疑是非常实用、有潜力的。如图1所示的XML相关规范在元数据系统中的作用就可以看出来。图1 XML相关规范在元数据系统中的作用2 系统的设计思路及体系结构2.1设计思路：基于XML技术的元数据信息服务系统是基于互联网的Web信息资源的共享和规范管理而进行研究的。基本思路是：从元数据网络服务所要满足的互联网数据共享需求出发，以存在于网络上各个节点的元数据为后台基础数据，通过建立元数据中心库将这些分散的元数据联系起来，并通过网络的数据传输协议形成一个基于整个网络数据管理的元
9、数据网络数据库，建立一种基于B/S模式的元数据信息服务系统，具体思路主要包括以下四方面：第一、利用现在广泛应用于网络建设和服务的XML技术，将分散的分布于网络上各元数据系统的元数据库有效的统一管理起来，建立元数据中心库和元数据库中心服务器。其中元数据中心库是直接服务于元数据信息服务系统的，是网络上其他分散的元数据库的中心节点，是网络上各元数据库连接的中间纽带，而元数据库中心服务器是将这些元数据库进行统一管理的核心，服务器与中心库之外的其他元数据库之间应用Z39.50协议和XML技术的网络通讯访问协议和机制发生关系，这样就由元数据中心库、元数据库中心服务器和分布于网络上的其他元数据库组成了一个互
10、联网上的元数据库网络，从而实现了网络上错乱分布的元数据库的分布式管理，使整个Internet网络成为元数据的工作平台和载体，更有利于信息资源的广泛共享，促进了网络上的数据共享环境的形成，以减少数据维护和使用上的重复投资建设。第二、建立系统的应用服务层即功能实现层。各功能模块的设计要从网络数据的应用范围、应用形式和实际的需求内容等考虑，主要由元数据查询、添加、输入、修改、删除、元数据标准的添加、修改等功能模块组成，再通过语言编程建立应用服务层与元数据中心库和元数据库中心服务器的操作关系，通过元数据库服务器的访问协议和XML的通讯机制和协议对元数据库网络进行操作。第三、建立友好的、便于交互的服务界
11、面。由于系统采用B/S模式的结构，所以还要建立一个友好的服务界面。用户通过网络通讯协议http等进入到系统的服务界面，通过点击界面上的功能按钮进入到应用服务层，再通过具体的操作访问到具体的功能模块，该模块接收到消息指令后按照程序的设计流程去组织实现，从而满足用户的元数据需求。第四、建立通用可编辑的元数据标准的基本模板。在系统内部，元数据中心库的建立需要依赖于一套完善的元数据标准。由于中心库主要是提供网络上的信息资源的元数据信息，所以，我们必须充分认识网络信息资源的特点，通过分析提取出这些资源的共性信息，根据这些信息确定元数据标准的基本要素结构，利用XML语言生成元数据标准的框架模板和元数据的基
12、本数据表结构，此时生成的元数据标准模板只是网络数据的公共标准，每类网络数据需要根据自身的特性扩展该标准的内容，形成自身的元数据标准。通过人工输入或其他辅助手段将各自的元数据信息填充到元数据标准模板上，由于模板是用XML语言生成的，这样录入的元数据信息就会以XML的数据格式被存储起来，便于数据信息的维护和互操作的实现，这是其他语言无法比拟的。2.2 元数据信息服务系统的体系结构B/S(浏览器/服务器)模式是当前Web数据库服务应用的典型模式，是C/S(客户/服务器)模式的一种扩展，B/S模式将业务逻辑单独提取出来作为中间层Web服务器，形成三层体系结构。三层的B/S体系结构是把原来在客户机一侧的
13、应用程序模块与显示功能分开，将它放到Web服务器上单独组成一层，而客户机上只需安装单一的浏览器，这样客户机的压力大大减轻了，在实现了“瘦客户端”的同时也实现了用户界面和应用逻辑的隔离，便于系统的维护和修改，增强了系统的开放性和灵活性。将web的强大信息服务能力与数据库系统的数据管理能力有机地结合在一起，充分发挥各自的优点，避免各自固有的缺陷，从而起到事半功倍的效果。在该模式的系统中，所有数据都由现有的数据库技术存储与操作，客户机使用IE浏览器向服务器提出请求并即时返回查询结果。一般的元数据系统在设计形式上主要由三部分构成：一、元数据的显示和功能操作窗口；二、元数据的应用服务层；三、系统的数据层
14、。因此，结合这些基本特征和B/S模式的结构特点，本文设计并提出了一种基于B/S服务模式的元数据信息服务系统的体系结构。其体系结构如图2所示：图2 元数据信息服务系统由图2我们可以看出，该系统主要由客户端、服务器层和数据层组成。各层之间的关系主要由网络通讯协议和Z39.50协议建立起来，并且它们贯穿于整个系统的各个环节。客户端主要是接收系统返回的元数据信息，并将最终的执行结果显示给用户。为了减小客户端的系统压力，避免客户端过于臃肿，系统将整个元数据的程序运行层即功能实现层也搬到互联网上，使功能层和服务器层融合在一起，用户需要通过IE浏览器和服务器对系统进行访问和操作，使用户操作系统时就像浏览网页
15、一样轻松，大大提高了数据访问的速度。系统的数据层主要包括元数据库服务器和元数据库网络，元数据库服务器是元数据库网络与外界发生关系的窗口，为系统运行提供数据信息，同时通过元数据库服务器将分散的分布在网络上的元数据库进行统一的管理，形成一个数据服务网络，为用户提供更广泛的信息资源，从而发挥出网络在实际生活中的巨大作用。3 结束语随着信息技术、网络技术的不断发展，人们对互联网信息服务能力的需求程度将会不断提高，网络上信息资的广泛共享已经成为当前必需解决的难题，所以，元数据系统的研究必须不断的适应新形势的发展，元数据技术必须与其他各项技术的发展进行科学合理的结合，更好的发挥元数据本身的技术优势，为实现网络信息资源的充分共享提供支撑。参考文献1中国21世纪议程管理中心中国地理信息元数据标准研究M北京：科学出版社，1999.2(美)Williamso.H.XML技术大全M北京：机械工业出版社，2002.3Use of z39.50 tO search and retrieve geospatial data http：/www.fgdc.gov4樊胜C/S与B/S的结构比较及web数据库的访问方式J情报科学，2001，19(4).5FGDC.I-site. http：/www.fgdc.gov/clearinghouse.6MetaStar. http：/.
