元数据库是什么?与数据库有何区别?

元数据（Meta Date），主要记录数据仓库中模型的定义、各层级间的映射关系、监控数据仓库的数据状态及ETL的任务运行状态。一般会通过元数据资料库（Metadata Repository）来统一地存储和管理元数据，其主要目的是使数据仓库的设计、部署、 *** 作和管理能达成协同和一致。

元数据是数据仓库管理系统的重要组成部分，元数据管理是企业级数据仓库中的关键组件，贯穿数据仓库构建的整个过程，直接影响着数据仓库的构建、使用和维护。

构建数据仓库的主要步骤之一是ETL。这时元数据将发挥重要的作用，它定义了源数据系统到数据仓库的映射、数据转换的规则、数据仓库的逻辑结构、数据更新的规则、数据导入历史记录以及装载周期等相关内容。数据抽取和转换的专家以及数据仓库管理员正是通过元数据高效地构建数据仓库。 用户在使用数据仓库时，通过元数据访问数据，明确数据项的含义以及定制报表。 数据仓库的规模及其复杂性离不开正确的元数据管理，包括增加或移除外部数据源，改变数据清洗方法，控制出错的查询以及安排备份等。

元数据可分为技术元数据和业务元数据。技术元数据为开发和管理数据仓库的IT 人员使用，它描述了与数据仓库开发、管理和维护相关的数据，包括数据源信息、数据转换描述、数据仓库模型、数据清洗与更新规则、数据映射和访问权限等。而业务元数据为管理层和业务分析人员服务，从业务角度描述数据，包括商务术语、数据仓库中有什么数据、数据的位置和数据的可用性等，帮助业务人员更好地理解数据仓库中哪些数据是可用的以及如何使用。

由上可见，元数据不仅定义了数据仓库中数据的模式、来源、抽取和转换规则等，而且是整个数据仓库系统运行的基础，元数据把数据仓库系统中各个松散的组件联系起来，组成了一个有机的整体。

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元数据的英文名称是“Metadata"，它是“关于数据的数据”在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，它是实现地理空间信息共享的核心标准之一。目前，国际上对空间元数据标准内容进行研究的组织主要有三个，分别是欧洲标准化委员会(CEN/TC287)、美国联邦地理数据委员会(FGDC)和国际标准化组织地理信息/地球信息技术委员会(ISO/TC211)。空间元数据标准内容分两个层次。第一层是目录信息，主要用于对数据集信息进行宏观描述，它适合在数字地球的国家级空间信息交换中心或区域以及全球范围内管理和查询空间信息时使用。第二层是详细信息，用来详细或全面描述地理空间信息的空间元数据标准内容，是数据集生产者在提供空间数据集时必须要提供的信息。

元数据主要有下列几个方面的作用：

(1)用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源，这正是数字地球的特点和优点所在。通过它可以在广域网或因特网上准确地识别、定位和访问空间信息。

(2)帮助数据使用者查询所需空间信息。比如，它可以按照不同的地理区间、指定的语言以及具体的时间段来查找空间信息资源。

(3)组织和维护一个机构对数据的投资。

(4)用来建立空间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空间元数据内容，用户可以共享空间信息、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。使用户在获取空间信息的同时便可以得到空间元数据信息。通过空间元数据，人们可以接受并理解空间信息，与自己的空间信息集成在一起，进行不同方面的科学分析和决策。描述空间信息的元数据标准体系内容按照部分、复合元素和数据元素来组织，它们是依次包含关系，前者包含后者，即：后者依次组成前者。具体分为8个基本内容部分和4个引用部分，由12个部分组成，其中标准化内容包括标识信息、数据质量信息、数据集继承信息、空间数据表示信息、空间参照系信息、实体和属性信息、发行信息以及空间元数据参考信息等内容，另外还有4个部分是标准化部分中必须引用的信息，它们为引用信息、时间范围信息、联系信息及地址信息。元数据标准内容体系是通过元数据网络管理系统来实现的，该系统主要由权限验证功能(服务器端验证)、输入和合法性校验功能(客户端校验)、查询功能(服务器端查询)与返回和显示功能(服务器端格式化查询结果并返回，客户端显示)等组成。利用空间元数据网络管理系统作为空间交换站的共享软件可基本上实现空间信息的网络共享。

元数据是“关于数据的数据”，存在于电子信息环境中，用于描述资源的属性，呈现其关系，支持资源发现、管理与有效利用(徐筱红，2006)，是对所采集到的数据的说明。一般来说，它有两方面的用途:首先，元数据能提供基于用户的信息，如记录数据项的业务描述信息的元数据能帮助用户使用数据其次，元数据能支持系统对数据的管理和维护，如关于数据项存储方法的元数据能支持系统以最有效的方式访问数据。具体来说，在塔里木河流域生态环境动态监测及辅助决策支持系统综合数据库系统中，元数据机制主要支持以下几类系统管理功能:①描述哪些数据在综合数据库中②定义要进入数据库中的数据和从数据库中产生的数据③记录并检测系统数据一致性的要求和执行情况④衡量数据质量。

(一)元数据分级与特征

1.元数据分级

基本元数据:提供地理数据源基本文档所需要的最少的元数据元素集。

完全元数据:提供完整的地理数据源(单独的数据集、数据集系列、各种地理要素)文档所需要的必选的和可选的元数据元素集。它完整地定义全部元数据，以便标识、评价、摘录、使用和管理地理信息。

2.元数据特征

(1)名称:赋给元数据实体或元素的标记。

(2)标识码:计算机中使用的定义每个元数据实体和元素的唯一代码。代码结构为:XXXXXX

前2位为元数据子集，2位数字码中间2位为元数据实体/独立元素，2位数字码后2位为元数据实体包含的元素，2位数字码。

(3)定义:对元数据实体和元素的说明。

(4)性质:说明元数据实体或元素是否总是出现，或有时出现的描述符。描述符分别为:M－必选C－一定条件下必选O－可选。

(5)条件:说明何种条件下元数据子集、实体或元素是必选的。如果对所说明的条件成立，那么该子集、实体或元素就是必选的。

(6)最大出现次数:指定元数据实体或元素在实际使用时，可能重复出现的最大次数。只出现一次的表示为“1”，重复出现的表示为“N”。

(7)数据类型:表示元数据元素的一组不同的值，例如，“文本”、“整型”、“短语”、“坐标串”、“实型”和“日期”。

(8)值域:指定每个元数据元素的取值范围。“任意长文本”表示所述内容不受限制，实型数和基于代码的整型数等只能使用一个限定的(闭合的)值域内的值。

(二)元数据库主要内容

塔里木河流域生态环境动态监测系统的元数据包括数字影像图、数字栅格图、数字高程模型、数字线划图等。大部分数据都有相应的国家或行业元数据标准规范，有国家或行业标准的按照标准规范采集没有规范的，按照元数据的分级特征进行定义。主要包括有关数据源、数据分层、成果归属、空间参照系、数据质量(包含数据精度和数据评价)、数据更新、图幅接边等方面的信息(周骋等，2006)。其主要内容描述如下:

(1)标识信息:是唯一标识数据集的元数据信息。包括数据集名称、发布时间、版本、语种、摘要、现状、空间范围(地理范围、时间范围)、表示方式、空间分辨率、信息类别。

(2)数据质量信息:是数据集质量的总体评价。包括数据集内容完整性说明、数据集在概念、值域、格式和拓扑关系等方面的一致性程度、位置精度(空间位置绝对精度和相对精度)、时间精度(表示时间的精确程度、现势性、有效性)、属性精度(数据集属性分类正确性、属性值的精度和正确性)、数据质量保证措施。

(3)数据字典信息:包含数据集应用、数据源及生产数据集时所用工艺方法等信息。

(4)空间参照系信息:数据集使用的空间参照系统的说明。包括基于地理标识的空间参照系统、基于坐标的空间参照系统。

(5)内容信息:描述数据集的主要内容。包括主要要素类型名称及相应的属性名称、影像数据集内容概述(波长、波段、灰阶等级、合成处理方式)、栅格数据集内容概述(格网尺寸、格网尺寸单位、格网行列数、格网起始点坐标)。

(6)元数据参考信息:包括元数据发布或更新的时间，以及建立元数据单位的联系信息。

以上6类由两个公共数据类型联系，公共数据类型包括:

(1)覆盖范围信息:数据集的空间范围(经纬度坐标、地理标识符)、时间范围(起始时间、终止时间)、垂向范围(最小垂向坐标值、最大垂向坐标值、计量单位)。

(2)负责单位联系信息:与数据集有关的单位标识(负责单位名称、联系人、职责)和联系信息(电话、传真、通信地址、邮政编码、电子信箱地址、网址)。

(三)元数据入库

元数据信息是一个纯文本文件，在生产时采集了多项数据，它是与图形数据、属性数据紧密联系在一起的，按照每幅图一个文本文件存储。为了实现数据库系统中元数据与数据体的集成化管理，以及元数据与数据体的一体化相互检索查询，需将元数据信息空间化。采取的技术方法就是将元数据文件与图幅结合表联系起来，将每一幅图形的区域作为一个目标对象，所采集的多项元数据信息作为其属性项，构成一个以图幅结合表为基础的矢量格式元数据集。同图形数据坐标系统一样，元数据采用地理坐标系统，整个流域则以Coverage格式整体存储，数据处理完成后全部导入到Oracle9i数据库中。

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