CN109344306A - 一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法及系统。该方法包括：1)建立多标准元数据定制化汇交模板，通过对领域核心元数据标准的继承、覆盖修改和扩展新增的模式实现模板的定制化设置；2)对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，并根据解析结果动态生成在线元数据汇交录入及管理功能页面；3)根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，进行多标准元数据的在线汇交录入与校验；4)对汇交的多标准元数据进行存储管理，并提供全局统一的各类元数据发现服务。本发明在保持多个元数据标准间相同元数据项语义通用性和一致性的同时，实现了多标准元数据的精细化和专业化管理，极大增强了领域资源服务的效果和质量。

Description

一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法及系统

技术领域

本发明涉及元数据管理领域，尤其涉及一种基于面向对象思想的领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法及系统，包括元数据汇交模板定制化设置、元数据模板解析与汇交功能动态实现、元数据在线汇交，校验，存储与服务等。

背景技术

元数据(Metadata)是描述信息资源或数据对象的数据，其最本质、最抽象的定义就是：“关于数据的数据”。元数据通过对描述对象的揭示，促进对被描述对象的共识性理解及高效利用。1994年电器和电子工程师协会(IEEE)在白皮书中(Bretherton F P,SingleyP T.Metadata:A user's view[C]//Scientific and Statistical DatabaseManagement,1994.Proceedings.,Seventh International Working Conferenceon.IEEE,1994:166-174.)明确了元数据应用的四种场景：(1)查询、浏览、检索数据；(2)数据获取、质量保证、再加工；(3)系统间转换数据；(4)存储、建立数据档案。总体来说，元数据的使用目的在于识别资源、评价资源和追踪资源在使用过程中的变化，以实现信息资源的有效发现、查找、一体化组织和对使用资源的有效管理。它可用于资源的组织、发现、互操作、归档和保藏等。元数据的基本表现形式是名值对，其中名称部分来自受控命名空间，值可能是自由文本、数值或来自受控词表。

在当今社会信息化技术飞跃发展的背景下，对各个领域信息资源开放共享的需求越来越强烈，随着国内外各种信息化工程建设的推进，各种领域信息(数据)资源共享服务平台不断涌现。其中元数据作为描述、发现、管理这些资源的基础信息，其专业化、规范化的设计，集中式的汇交与存储，对领域资源集成共享服务平台的建设至关重要，也成为信息化管理与服务研究的重点方向。

然而目前在领域元数据汇交管理设计与实现方面存在着许多突出的问题，亟待解决，具体表现为：

(1)在领域数据、文献等资源在线集成共享服务中，目前多采用统一的通用(核心)领域元数据标准，然而由于同一领域内一般存在多个学科方向，主题内容间多存在一定差异性，完全采用通用元数据标准管理的模式会忽略这些重要的内容描述差异，产生了资源服务元数据描述不够细致、全面的问题。它影响了领域资源服务的效果和质量，从这个角度上讲，目前对领域元数据进行细化的多标准汇交、管理的需求是非常强烈的。

(2)在多标准元数据管理时，目前的设计和实现多采用对每个元数据标准单独管理的模式，不区分元数据标准之间的共性和个性元数据项的关系，造成了多个元数据标准间相同元数据项的描述存在的语义通用性和一致性的问题，并且产生元数据管理设置过程冗余的问题，进而影响到在多标准元数据提供统一集成、发现、共享服务时出现困难，同时单独管理的多标准元数据项扩展、校验、维护工作量巨大。

(3)目前，领域多标准元数据在线汇交管理功能通常为专门化的设计实现，表现为根据特定领域元数据标准内容对在线元数据汇交管理功能进行专项开发，元数据项汇交参数如：名称，类型，数据范围，必填项、重复项设置与功能逻辑绑定在一起，缺乏定制化、可复用的解耦设计，造成相似领域元数据汇交系统研发时，产生了大量重复工作，加大了研发成本。

发明内容

针对以上三个突出问题，本发明聚焦在多标准元数据的汇交管理方面，提出了一种基于面向对象思想的领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法及系统。

本发明通过核心元数据设置模板和扩展元数据设置方法设计，利用继承、重载、扩展的方式实现了多标准元数据设置中共性和特定元数据的动态设置需求。保证了元数据设置中的一致性和便捷性，为多标准元数据集成发现及访问服务提供了基础保证。同时由于该方法采用定制化的思路进行设计，因此利用该方法实现的元数据汇交系统具有较强的可复用性，经过定制化设置后可以完全满足其他面向领域元数据汇交的功能需求，避免重复研发实现。

本发明采用的技术方案如下：

一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法，包括以下步骤：

1)建立多标准元数据定制化汇交模板，通过对领域核心元数据标准的继承、覆盖修改和扩展新增的模式实现所述多标准元数据定制化汇交模板的定制化设置；

2)对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，并根据解析结果动态生成在线元数据汇交录入及管理功能页面；

3)根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，进行多标准元数据的在线汇交录入与校验；

4)对汇交的多标准元数据进行存储管理，并提供全局统一的各类元数据发现服务。

进一步地，步骤1)首先基于领域多标准元数据抽取共性和必须的要素形成领域核心元数据标准，或直接使用领域内公知和通用的核心元数据标准，并构建领域核心元数据定制化汇交模板；然后在特定领域元数据标准的定制化汇交模板的设置时，通过继承模式共享已有的核心元数据模板设置，通过覆盖的模式修改需要特定改写的元数据项模板设置；通过新增的模式添加需要扩展的元数据项模板设置。

进一步地，所述多标准元数据定制化汇交模板包含以下元数据项要素：元数据项英文名称、元数据项中文名称、父级元数据项英文名称、元数据项类型、是否为必填项、是否为重复项、枚举信息、描述及备注信息。

进一步地，所述多标准元数据定制化汇交模板采用传统的XSD语法实现，或者采用用户自定义的描述格式(如：JSON或XML)进行定义描述，但必须对相应的语法格式的含义进行标准化的解析。

进一步地，步骤2)对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，包括：

2.1)对用户设置的多标准元数据定制化汇交模板进行语法的校验；

2.2)根据继承、新增、覆盖关系将核心元数据和多标准元数据定制化汇交模板进行合并，并重点对继承、新增、覆盖关系进行标注；

2.3)根据多标准元数据定制化汇交模板要素，逐项解析相关信息入库。

进一步地，步骤2)基于多标准元数据定制化汇交模板动态生成元数据批量汇交导入模板，便于用户完成大规模元数据的集中整理录入；同时与元数据批量汇交导入模板相对应，通过多标准元数据定制化汇交模板的解析结果动态生成的针对元数据批量汇交导入模板的导入程序完成元数据的批量读取、校验功能。

进一步地，步骤3)根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，完成元数据的逐条录入；或者利用元数据批量汇交导入模板，通过导入程序完成元数据的批量导入式汇交录入。

进一步地，步骤3)所述校验包括对元数据项类型、元数据项必填项的校验检查，保证录入的元数据信息格式的完整和准确。

进一步地，步骤4)将核心元数据部分统一设计，统一存储，而将扩展部分分别单独设计存储；然后基于汇聚的核心元数据部分提供全局统一的各类元数据发现服务，保证多标准的语义一致性和统一性；并基于发现的结果提供完整的领域标准元数据访问和展示服务，实现多标准元数据的细化完整性和专业性。

与上面方法对应地，本发明还提供一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务系统，其包括：

模板设置单元，负责建立多标准元数据定制化汇交模板，通过对领域核心元数据标准的继承、覆盖修改和扩展新增的模式实现所述多标准元数据定制化汇交模板的定制化设置；

模板解析与汇交功能动态支撑单元，负责对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，并根据解析结果动态生成在线元数据汇交录入及管理功能页面；

在线录入与校验单元，负责根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，进行多标准元数据的在线汇交录入与校验；

存储与服务单元，负责对汇交的多标准元数据进行存储管理，并提供全局统一的各类元数据发现服务。

本发明的有益效果是提出了一种基于面向对象思想的领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法，该方法在保持多个元数据标准间相同元数据项语义通用性和一致性的同时，实现了多标准元数据的精细化和专业化管理，避免了传统多标准元数据不易扩展、校验、管理，统一服务困难等问题，并极大增强了领域资源服务的效果和质量。同时本方法形成了汇交功能动态定制化、可复用的解耦设计，避免了领域元数据汇交系统研发时，产生了大量重复工作，降低了研发实现的成本。

另外本发明虽然是面向领域多标准元数据汇交管理与服务方法，其思想完全可以应用到无领域限制的通用范围内的多标准元数据汇交管理与服务方面。

附图说明

图1.本发明总体方法的步骤流程图。

图2.本发明方法各步骤与用户角色对应关系示意图。

图3.基于对象化思想的模板定制化设置实现思路示意图。

图4.定制化模板解析主要流程图。

图5.基于模板动态生成在线元数据汇交的功能页面的示意图。

图6.基于多标准元数据定制化汇交模板动态生成批量元数据汇交导入模板的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。

本发明的整个方法共概括分为四大步骤，如图1所示，即1.多标准元数据定制化汇交模板设置、2.模板解析与汇交功能动态支撑、3.多标准元数据在线录入与校验、4.多标准元数据存储与服务。其中：

第1步是核心和基础，重点包括了集成(继承、重载、扩展等)面向对象思想的领域多标准元数据定制化汇交模板设计与实现方式说明。

第2步重点包括对第1步生成的多标准元数据定制化汇交模板进行解析和校验，并根据解析结果动态生成在线元数据汇交录入及管理功能页面。

第3步重点基于第2步的页面，供汇交用户实现在线单条或批量的元数据在线汇交录入和校验管理。

第4步重点实现对汇交的各类领域元数据的集中存储组织管理。

为了进一步理解本发明各步骤的关系及作用，图2对本发明各个步骤涉及到的用户关系进行了梳理分析。其中步骤1重点由系统管理人员负责实施完成，步骤3由元数据汇交人员负责在线实施完成，而步骤4重点为前台元数据访问用户提供服务。

同时每一个步骤又可进一步分解细化为若干子步骤及其设计实现方式，具体说明如下：

1.多标准元数据定制化汇交模板定制化设置

采用面向对象的思想通过对领域核心元数据标准的继承、覆盖修改和扩展新增的模式实现多标准元数据定制化汇交模板的定制化设置；整体设置的目标在于能够有效描述元数据项之间的关系，为后续多标准元数据的集中汇交实现提供必要的定制化支撑。

1.1多标准元数据定制化汇交模板定制化设置实现思路

采用面向对象的思想，既要保证设置的简洁和一致性，避免冗余；同时满足不同元数据标准修改和扩展设置的特定需求。

整体多标准元数据定制化汇交模板的定制化设置的实现思路如图3所示。首先基于领域多标准元数据抽取共性和必须的要素，形成领域核心元数据标准(或直接使用领域内公知和通用核心元数据标准)，并构建领域核心元数据定制化汇交模板。然后在特定领域元数据标准(图3中的标准1、2、……n)的定制化汇交模板的设置时，通过继承模式，共享已有的核心元数据模板设置；通过覆盖的模式修改需要特定改写的元数据项模板设置；通过新增的模式添加需要扩展的元数据项模板设置。

①继承设计：通过特定的继承语句或包含语句，明确指定要继承核心元数据定制模板文件及路径，将共享该核心元数据定制模板的全部设置内容；不支持具有重复元数据项的多重继承。继承设计是多标准元数据定制化设置的必需步骤。

②覆盖设计：在某特定标准的元数据定制模板设置中，与继承设置的核心元数据定制模板中同名的元数据项，即为元数据定制化覆盖设置项，它将覆盖核心元数据定制设置模板中同名设置项的全部内容。覆盖设计是多标准元数据定制化设置的可选步骤。

③扩展设计：在某特定标准的元数据定制模板设置中，与继承设置的核心元数据定制模板中全部元数据项都不同名的元数据项，即为元数据定制化扩展设置项。扩展设计是多标准元数据定制化设置的可选步骤。

1.2定制化模板要素构成

多标准元数据定制化汇交模板(含领域核心元数据定制化汇交模板)的信息要素构成如表1所示。

表1.多标准元数据定制化汇交模板的信息要素构成表

1.3定制化模板实现形式

基于1)和2)中描述的定制化设置方法和内容要素，多标准元数据定制化汇交模板的实现形式可以采用传统的XSD语法进行实现，也可以采用用户自定义的描述格式(如：XML、Json等)进行定义描述，但必须对相应的语法格式的含义进行标准化的解析。

对于自定义描述格式，由于设计形式灵活自由，无法统一描述，本发明不做具体定义说明；以下对基于XSD格式语法映射及实现形式进行重点说明。

①继承语句格式：

XSD实现定义说明：与include元素的schemaLocation属性定义相一致，标识继承schemaLocation属性定义的XSD文件中全部元数据定义，具体样式如下：

<xs:include schemaLocation＝"******.xsd"/>

②定制模板要素映射说明

信息要素1：元数据项英文名称

XSD实现定义说明：与element元素的name属性定义相一致，具体样式如下：

<xs:element name＝"*****"…>

</xs:element>

信息要素2：元数据项中文名称

XSD实现定义说明：与信息要素8：描述及备注信息合并定义，其中元数据项中文名称与元数据项描述及备注信息通过“：”分隔定义，具体形式包括在element元素下嵌套annotation元素如下：

信息要素3：父级元数据项英文名称

XSD实现定义说明：与element元素的name属性定义相一致，父子关系通过element元素自定义<xs:complexType>来实现，具体样式如下:

其中penname代表父级元数据项英文名称样例标识，senname代表元数据项英文名称样例标识

信息要素4：元数据项类型

XSD实现定义说明：与element元素type属性定义相一致,包括XSD中内建数据类型：如：xs:string、xs:decimal、xs:integer、xs:boolean、xs:date、xs:time；也包括用户自定义的simpleType或complexType元素的名称，具体样式如下：

<xs:element type＝"*****"…>

</xs:element>

信息要素5：是否为必填项

XSD实现定义说明：element元素的minOccurs属性设置为"1"表示必填，为"0"表示非必填，其它值为错误数据，具体样式如下：

<xs:element minOccurs＝"1"…>

</xs:element>

信息要素6：是否为重复项

XSD实现定义说明：element元素的maxOccurs属性设置为"1"表示不可重复；设置为"unbounded"，表示可以重复；其它值为错误数据，具体样式如下：

<xs:element maxOccurs＝"3"…>

</xs:element>

信息要素7：枚举信息

XSD实现定义说明：与element元素的type属性定义相关联，通过simpleType进行定义，具体样式如下：

信息要素8：描述及备注信息

XSD实现定义说明：参见“信息要素2：元数据项中文名称”部分

1.4定制化模板设置实例及说明

①核心元数据模板实例(CoreMDInst.xsd)

2.模板解析与汇交功能动态支撑

2.1模板解析流程

基于前述的面向对象设计思路，为了准确便捷的理解用户定制化设置的模板文件，必须准照一定的流程进行模板文件的解析(如图4所示)。具体包括：

1.模板文件语法检查校验：主要完成对用户设置的多标准元数据定制化汇交模板进行语法的校验。

2.领域核心元数据定制化汇交模板与多标准元数据定制化汇交模板合并与标引：根据继承关系将核心元数据和多标准元数据定制化汇交模板进行合并，并重点对继承、新增、覆盖关系进行标注。

3.多标准元数据定制化汇交模板要素逐项解析入库：根据多标准元数据定制化汇交模板要素，逐项解析相关信息入库。入库信息参照表1重点包括：

元数据项英文名称、元数据项中文名称、父级元数据项英文名称、元数据项类型、是否为必填项、是否为重复项、枚举信息、描述及备注信息，同时增加元数据项设计标引(继承、覆盖、新增)。

2.2汇交功能动态支撑实现

1)在线录入功能界面动态生成(单条)

多标准元数据定制化汇交模板设置后，可以基于模板动态生成在线元数据汇交的功能页面如图1.本发明总体方法的步骤流程图。

图2.本发明方法各步骤与用户角色对应关系示意图。

图3.基于对象化思想的模板定制化设置实现思路示意图。

图4.定制化模板解析主要流程图。

图5所示，其中的星号*代表必填项，白色的加号图标+代表该项是可重复项。

为了进一步理解基于模板动态生成功能界面的控制逻辑，整理模板各信息要素与汇交界面输入项的生成及功能对照关系如表2所示。

表2多标准元数据定制化汇交模板要素与汇交界面输入项对照说明表

2)批量导入式功能实现(多条)

模板设置后，可以基于多标准元数据定制化汇交模板动态生成如图1.本发明总体方法的步骤流程图。

图2.本发明方法各步骤与用户角色对应关系示意图。

图3.基于对象化思想的模板定制化设置实现思路示意图。

图4.定制化模板解析主要流程图。

图5.基于模板动态生成在线元数据汇交的功能页面的示意图。

图6的元数据批量汇交导入模板(如：excel，csv或xml格式)，便于用户完成大规模元数据的集中整理录入。同时与元数据批量汇交导入模板相对应，可以通过多标准元数据定制化汇交模板解析结果动态生成的针对元数据批量汇交导入模板的导入程序完成元数据的批量读取、校验功能。

3.多标准元数据在线汇交录入与校验

基于2.2节中的两种汇交功能的支持，多标准元数据的在线汇交录入可以包括根据生成的界面(如图5所示)，完成元数据的逐条录入，也可以通过根据多标准元数据定制化汇交模板动态生成如图6所示的元数据批量汇交导入模板，由用户整理录入后，通过导入程序完成元数据的批量导入式汇交录入。

在数据汇交校验方面重点是包括对元数据项类型、元数据项必填项的校验检查，保证录入的元数据信息格式的完整和准确。

4.多标准元数据存储管理与服务

在多标准元数据存储管理的设计方面，可以与模板设计相同，将核心元数据部分统一设计，统一存储，而将扩展部分分别单独设计存储。由于标准的扩展是不确定的，整体考虑使用如MongoDB等文档型NoSQL库存储。

在服务方面可以基于汇聚的核心元数据部分提供全局统一的各类元数据发现服务，保证多标准的语义一致性和统一性。基于发现的结果可以提供完整的领域标准元数据(即含继承、修改和扩展部分)访问和展示服务，实现了多标准元数据的细化完整性和专业性。

上述内容中的“1.3定制化模板实现形式”、“1.4定制化模板设置实例及说明”，以及“2.2汇交功能动态支撑实现”下的“2)批量导入式功能实现(多条)”中的元数据批量汇交导入模板，都可以有多种实现形式。以上实施例只是用其中一种形式进行说明，而本发明的思想和方法的描述是基础和重点。

本发明另一实施例提供一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务系统，其包括：

模板设置单元，负责建立多标准元数据定制化汇交模板，通过对领域核心元数据标准的继承、覆盖修改和扩展新增的模式实现所述多标准元数据定制化汇交模板的定制化设置；

模板解析与汇交功能动态支撑单元，负责对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，并根据解析结果动态生成在线元数据汇交录入及管理功能页面；

在线录入与校验单元，负责根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，进行多标准元数据的在线汇交录入与校验；

存储与服务单元，负责对汇交的多标准元数据进行存储管理，并提供全局统一的各类元数据发现服务。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (10)

1.一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立多标准元数据定制化汇交模板，通过对领域核心元数据标准的继承、覆盖修改和扩展新增的模式实现所述多标准元数据定制化汇交模板的定制化设置；

2)对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，并根据解析结果动态生成在线元数据汇交录入及管理功能页面；

3)根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，进行多标准元数据的在线汇交录入与校验；

4)对汇交的多标准元数据进行存储管理，并提供全局统一的各类元数据发现服务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)首先基于领域多标准元数据抽取共性和必须的要素形成领域核心元数据标准，或直接使用领域内公知和通用的核心元数据标准，并构建领域核心元数据定制化汇交模板；然后在特定领域元数据标准的定制化汇交模板的设置时，通过继承模式共享已有的核心元数据模板设置，通过覆盖的模式修改需要特定改写的元数据项模板设置；通过新增的模式添加需要扩展的元数据项模板设置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多标准元数据定制化汇交模板包含以下元数据项要素：元数据项英文名称、元数据项中文名称、父级元数据项英文名称、元数据项类型、是否为必填项、是否为重复项、枚举信息、描述及备注信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多标准元数据定制化汇交模板采用传统的XSD语法实现，或者采用用户自定义的描述格式进行定义描述，但必须对相应的语法格式的含义进行标准化的解析。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，包括：

2.1)对用户设置的多标准元数据定制化汇交模板进行语法的校验；

2.2)根据继承、新增、覆盖关系将核心元数据和多标准元数据定制化汇交模板进行合并，并重点对继承、新增、覆盖关系进行标注；

2.3)根据多标准元数据定制化汇交模板要素，逐项解析相关信息入库。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)基于多标准元数据定制化汇交模板动态生成元数据批量汇交导入模板，便于用户完成大规模元数据的集中整理录入；同时与元数据批量汇交导入模板相对应，通过多标准元数据定制化汇交模板的解析结果动态生成的针对元数据批量汇交导入模板的导入程序完成元数据的批量读取、校验功能。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，完成元数据的逐条录入；或者利用元数据批量汇交导入模板，通过导入程序完成元数据的批量导入式汇交录入。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述校验包括对元数据项类型、元数据项必填项的校验检查，保证录入的元数据信息格式的完整和准确。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)将核心元数据部分统一设计，统一存储，而将扩展部分分别单独设计存储；然后基于汇聚的核心元数据部分提供全局统一的各类元数据发现服务，保证多标准的语义一致性和统一性；并基于发现的结果提供完整的领域标准元数据访问和展示服务，实现多标准元数据的细化完整性和专业性。

10.一种领域多标准元数据定制化在线汇交与服务系统，其特征在于，包括：

模板设置单元，负责建立多标准元数据定制化汇交模板，通过对领域核心元数据标准的继承、覆盖修改和扩展新增的模式实现所述多标准元数据定制化汇交模板的定制化设置；

模板解析与汇交功能动态支撑单元，负责对所述多标准元数据定制化汇交模板进行解析，并根据解析结果动态生成在线元数据汇交录入及管理功能页面；

在线录入与校验单元，负责根据生成的在线元数据汇交录入及管理功能页面，进行多标准元数据的在线汇交录入与校验；

存储与服务单元，负责对汇交的多标准元数据进行存储管理，并提供全局统一的各类元数据发现服务。