土壤科學數據元數據1范圍本標準定義了土壤科學數據元數據的要求、技術內容和概念模式，規定了元數據應用必備的最小元數據元素集（簡稱核心元數據），以及對元數據進行取舍、擴展和制定元數據專用標準的規則和方法。本標準適用于土壤科學數據集的編目和描述、組織管理以及數據交換網站的數據服務。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4880（所有部分）語種名稱代碼GB/T7408數據元和交換格式信息交換日期和時間表示法GB/T13745學科分類與代碼GB/T16831基于坐標的地理點位置標準表示法GB/T17296中國土壤分類與代碼GB/T21010土地利用現狀分類3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1土壤科學數據soilsciencedata野外調查、觀測、試驗等土壤科學研究活動產生的原始數據，通過地圖和測量技術形成的有關土壤信息的空間數據，以及對上述數據進行加工而形成的數據。3.2土壤分類soilclassification依土壤性質與量的差異，系統劃分土壤類型及其分類級別，擬出土壤分類系統。3.3數據集dataset可識別的數據集合。注1：通過諸如空間范圍或數據獲取方法或要素類型的限制，數據集在物理上可以是更大數據集較小的部分。一張非數字化的硬拷貝地圖和圖表均可以被認為是一個數據集。注2：改寫GB/T19710-2005,定義4.2。3.4數據實體dataentity包含數據內容的一個邏輯的或物理的存儲單元，一個數據集可能由一個或多個數據實體組成。示例：文本文件、關系數據庫數據表、電子表格、空間格網數據和GIS圖層中的屬性文件等。注：改寫GB/T20533-2006，定義3.6。3.5元數據metadata定義和描述其他數據的數據。[GB/T18391.1-2009，定義3.2.16]3.6元數據元素metadataelement元數據的基本單元。[GB/T19710-2005，定義4.6]3.7元數據實體metadataentity一組說明數據相同特性的元數據元素。[GB/T19710-2005，定義4.7]3.8元數據子集metadatasection相互關聯的元數據實體和元素的集合。注：與UML術語中的包同義。[GB/T19710-2005，定義4.8]3.9概念模型conceptualmodel用抽象觀念表示現實世界的數據模型。注：一個概念模型表示人們對一個體系的理解。[GB/T18391.1-2009，定義3.2.5]3.10概念模式conceptualschema概念模型的形式化描述。[GB/T20533-2006,定義3.20]3.11矢量數據vectordata以坐標串表示的空間點、線、面等幾何數據及與其關聯的有關屬性數據的總稱。[GB/T20533-2006，定義3.3]3.12格網grid由兩組或更多組曲線組成的網絡，其中每一組均按算法與其他組相交。[GB/T19710-2005,定義4.4]3.13影像image具有用數字表達物理參數屬性值的格網覆蓋。注：物理參數是傳感器測量或模型預測的結果。[ISO19115-2：2009，定義4.19]3.14格網數據griddeddata具有屬性值及其關聯的格網坐標系統位置的數據。[ISO19115-2：2009，定義4.17]3.15數據志lineage數據的歷史沿革信息，包括獲取或生產數據使用的原始資料說明、數據處理中的參數、步驟等情況及負責單位的有關信息等。[GB/T19710-2005，定義4.13]3.16數據類型datatype有效值域和允許對該值域內的值進行的合法操作的規定。例如，整型、實型、布爾型、字符串、日期以及本標準中自定義的數據類型等。注1:數據類型包括基本預定義類型和用戶定義的類型。注2:改寫GB/T19710-2005，定義4.1。4縮略語下列縮略語適用于本文件。CST中國土壤系統分類(ChineseSoilTaxonomy)GSCC中國土壤發生分類(GeneticSoilClassificationofChina)UML統一建模語言(UnifiedModelingLanguage)URL統一資源定位符(Uniform/UniversalResourceLocator)5約定5.1概述本標準使用元數據基本屬性，通過UML模型和數據字典兩種方式對元數據概念模式進行描述。5.2元數據基本屬性本標準從語義和語法兩方面對元數據元素和元數據實體進行描述，使用以下八個屬性定義：中文名稱元數據元素或元數據實體的中文標記。元數據實體名稱在本標準中是唯一的，元數據元素名稱在元數據實體中是唯一的，通過元數據實體名稱和元數據元素名稱的組合，使元數據元素名稱在整個標準中唯一。英文名稱元數據元素或元數據實體的英文標記?？s寫名元數據元素或元數據實體的英文縮寫名稱，規則如下：縮寫名在本標準范圍內應唯一；存在國際或行業領域慣用英文名稱縮寫的應采用慣用縮寫。定義對元數據元素或元數據實體含義的解釋，以使之與其他元數據元素或元數據實體在概念上相區別。數據類型

元數據元素的有效值域和允許對該值域內的值進行有效操作的規定，例如整型、實型、字符串型等。本標準也使用數據類型屬性定義元數據實體、構造型和元數據關聯。f） 值域元數據元素所允許的值的集合。本標準也使用值域屬性定義元數據實體，用以說明該元數據實體包含的元數據元素和實體。g） 約束/條件說明一個元數據實體或元數據元素是否應在元數據中選用還是有時選用。該屬性可以有如下的值：1） 必選（M），元數據實體或元數據元素應選用。2） 條件必選（C），說明元數據實體或元素是否選用的條件。當該條件滿足時，其實體或元素成為必選實體或元素。3） 可選（0），元數據實體或元數據元素可選用，也可不選用。如一個可選實體未被選用，則該實體所包含的元素（包括必選元素）也不選用。可選實體可包含必選元素，但那些元素只當可選實體被選用時才成為必選的。h） 最大出現次數說明元數據元素或元數據實體可以有的實例的最大數目。5.3UML模型圖5.3.1UML模型符號本標準采用統一建模語言（UML）描述元數據子集、元數據實體和元數據元素之間的關系。用UML中的包表示元數據子集，類表示元數據實體，屬性表示元數據元素。本標準使用IBML符號如圖1所示:4注釋注釋4注釋注釋美聯聚合依賴圖1UML符號UML圖中的某一部分需給出補充說明或明確的解釋時，宜使用注釋。補充性或解釋性的文字寫在表示注釋的帶折角矩形框中，注釋和被注釋的圖元素之間用虛線“ ”連接。5.3.2UML模型關系關聯用于描述兩個或更多類之間的一般關系。關聯方向可在線段終點用箭頭標記，指明方向的關聯稱為單向關聯。如不指明方向，則假定為雙向關聯。聚合用于創建兩個類之間的部分與整體的關系。在該關系中，一個類擔當容器角色，另一個類擔當容器的構件角色。聚集的表示法是從“部分”類畫一條帶空心菱形箭頭的實線指向“整體”類。泛化表示父類（或超類）與可替代它的子類之間的關系。父類是泛化類，而子類則定義為特化類。泛化的表示法是從子類畫一條帶空心三角箭頭的實線指向父類。依賴用于表示對包（元數據子集）的理解、使用等依賴其它的包（元數據子集）。依賴的表示法是從依賴包畫一條帶箭頭的虛線指向被依賴包。角色表示類在關聯中的作用。UML模型中可使用“角色名稱”說明目標對象在關聯中所承擔的角色。在雙向關聯中，應提供兩個類的角色名稱，單向關聯只需說明已知類的角色名稱。圖2說明了在UML圖中如何表示角色名稱和基數。本標準使用的UML角色含義如圖2所示：類1角色1 M里敖1注：圖2中，角色名稱“角色1”是類1對類2的關系，“角色2”是類2對類1的關系，“基數1”表示類1有多少個對象和類2的單個對象關聯，“基數2”表示類2有多少個對象和類1的單個對象關聯?；鶖档娜≈悼梢允且环N正整數n（例如“1”、“2”、“3”等），也可以是“0..n”、“0..*”、“n..*”、“m..n”（m小于n），還可以是“m,n”（m小于n）。其中m和n都是一確定的正整數；“*”代表許多、多個；“..”“0..*”、“n..*”語境中表示“或”，例如，基數1為“0..*”表示類1的0個或多個對象與類2的1個對象關聯，基數1為“1..*”表示類1的1個或多個對象與類2的1個對象關聯；“..”在“0..n”、“m..n”語境中表示“到”，例如，基數1為“1..3”表示類1的1個、2個或3個對象與類2的1個對象關聯；“，”表示“或”，例如，基數1為“2,4”表示類1的2個或4個對象與類2的1個對象關聯。在單向關聯中，一般只標注箭頭指向的多少個對象與箭頭背向的類的一個對象關聯。圖2UML角色5.3.3UML模型構造型UML構造型是現有UML概念的擴展機制，用來對其他UML元素進行分類（或標記）的模型元素。構造型在固有的UML元模型類層次結構的基礎上，增強了分類機制。本標準使用如下構造型：a） <<類型〉〉（<<type>>）:一個構造型類，用于定義實例（對象）的域以及作用于這些對象的操作。類型可以有屬性和關聯，但沒有方法。b） <<數據類型〉〉（〈〈datatype〉〉）：一組（各不相同的）值的描述符，是一個具有很少操作或沒有操作的類。它通過值來傳遞，其操作不改變值，但可以把值作為結果返回。數據類型的主要目的是容納另一個類的抽象狀態，以進行傳輸、編碼或持久地存儲。數據類型包括基本預定義類型（例如，整型、實型、字符串類型等）和用戶定義類型。c） <<枚舉〉〉（《enumeration〉〉）：一種數據類型，其實例組成一個有名稱的字符值的列表。枚舉名稱及其字符值均要聲明。枚舉意味著一個類中的可能值完全已知。d） ＜＜代碼表＞＞（＜＜codelist＞＞）:用于描述更開放的枚舉。它是一種靈活的枚舉，用于表示可能值的一個長列表。如果該列表的元素是完全已知的，應使用枚舉；如果僅知道元素的可能值，則應使用代碼表。即枚舉是封閉的、不可擴展的，而代碼表是可擴展的。e） ＜＜抽象＞＞（＜＜abstract＞＞）:抽象類，該類不能被直接實例化，UML模型中用斜體顯示這個類的名稱。5.3.4元數據UML模型圖本標準使用UML抽象對象模型定義土壤科學數據元數據的模型。在第7章提供的UML圖中，每幅圖定義由相關元數據實體、元素、數據類型和代碼表構成的元數據子集（UML包），在其他圖中定義的相關元數據實體的元素予以省略，并在元數據實體名稱下圓括號內說明所在的包。5.1規定的八個屬性中，反映語法特征的屬性包括約束/條件和最大出現次數，而UML中類的屬性的多重性以及類間關系的基數可看作是元數據元素和元數據實體約束/條件屬性和最大出現次數屬性的一種體現。5.4數據字典數據字典對每個元數據元素和元數據實體的中文名稱、英文名稱、縮寫名、定義、數據類型、值域、約束/條件和最大出現次數等八個屬性進行了完整說明。在數據字典中，角色名稱用來標識元數據抽象模型關聯，并由“角色名稱：”開頭，將它們與其他元數據元素區分；對于元數據實體的值域，用其包含的行數來說明，使用數據類型屬性定義元數據實體、構造型和關聯；對于元數據元素和元數據實體的約束/條件屬性，用“M”表示必選，“C”表示條件必選、“O”表示可選；對于元數據元素和元數據實體的最大出現次數，只出現一次用“1”表示，不固定次數的重復出現用“N”表示，允許不為1的固定出現次數，并用相應的數字（即“2”、“3”、……）表示。6要求6.1通則6.1.1本標準定義描述土壤科學數據所需要的元數據概念模式，元數據描述的對象是“數據集”。元數據實體和元數據元素在第6章、第7章和附錄A中闡明。6.1.2元數據記錄應包括核心元數據中必選的最少元數據元素，見附錄B。6.1.3元數據專用標準的制定應遵循附錄C。其一致性要求如下：a） 聲明與本標準嚴格一致的元數據專用標準應包含本標準中定義的元數據元素、元數據實體和元數據子集，并能通過附錄D中所要求的測試。b） 聲明與本標準一致的元數據專用標準可包含擴展的元數據元素、元數據實體和元數據子集，并能通過附錄D中所要求的測試。6.1.4數據集包含土壤屬性數據時，元數據記錄應包含土壤分類名稱（參見附錄E）。土壤科學數據元數據應用示例參見附錄F。6.2元數據包和元數據實體關系本標準中，元數據子集用UML包表示。每個包包含一個或多個元數據實體（UML類），元數據實體包含一個或多個元數據元素（UML類屬性）。元數據實體可與一個或多個其他元數據實體相關。元數據實體可按需要聚合或重復以滿足本標準規定的必選要求以及用戶的其他要求。圖3表示包的結構，其中責任者包和覆蓋范圍包是構造型實體，其定義見5.3.3。第7章和附錄A分別用不同的方式描述了元數據。

圖3元數據包表1列出了元數據的包與元數據實體之間的關系，各個包對應的元數據聚集實體列在元數據實體欄目下。每個包有一對應的條目，包中含有的聚集實體則在6.3、6.4、第7章和附錄A中詳細說明。表1元數據包和元數據實體間的關系本章條目編號元數據包元數據實體UML圖數據字典6.3.1元數據信息元數據7.1.1A.1.16.3.2標識信息標識7.1.2A.1.26.3.3數據質量信息數據質量7.1.3A.1.36.3.4方法信息方法7.1.4A.1.46.3.5實體信息實體7.1.5A.1.56.3.6空間表示信息空間表示7.1.6A.1.66.3.7空間參照系信息空間參照系7.1.7A.1.76.3.8分發信息分發7.1.8A.1.86.4.2責任者信息責任者7.2.1A.2.16.4.3覆蓋范圍信息覆蓋范圍7.2.2A.2.26.3基礎包說明6.3.1元數據信息（元數據）“元數據信息”描述土壤科學數據的全部元數據信息，用必選實體“元數據”表示。“元數據”實體由以下內容構成：——必選元素：元數據創建日期、元數據標準名稱和元數據責任者； 可選元素：元數據標識、元數據語種、元數據字符集和元數據標準版本； 必選實體：標識、數據質量；——條件必選實體：空間參照系、空間表示；——可選實體：實體、方法、分發。6.3.2標識信息（標識）“標識信息”定義唯一標識數據集信息的元數據，元數據實體“標識”是必選的。它包含有關數據集的標識符、標題、關鍵詞、類型等信息?！皹俗R”實體由以下內容構成：——必選元素：標識符、標題、關鍵詞、類型、摘要、學科分類、負責者和數據覆蓋范圍；可選元素：語種、字符集、狀態；可選實體：專題分類、瀏覽圖、維護和場地。6.3.3數據質量信息（數據質量）“數據質量信息”定義數據集質量總體評價的元數據，用必選實體“數據質量”表示?！皵祿|量”由以下實體構成：——必選實體：質量報告；——可選實體：數據志。6.3.4方法信息（方法）“方法信息”定義數據集產生過程中使用方法的元數據，元數據實體“方法”是可選的，它由以下內容構成：——必選元素：方法步驟；——可選元素：引用說明；——可選實體：試驗設計，觀測、樣品分析、儀器和平臺。6.3.5實體信息（實體）“實體信息”定義組成數據集實體信息的元數據，對數據實體的實體名、實體描述等基本信息及數據實體的結構進行說明?！皩嶓w”是可選的，由以下元素構成：——必選元素：實體名或文件名、實體描述；——可選元素：內部物理格式、屬性概要說明、其它結構說明。6.3.6空間表示信息（空間表示）“空間表示信息”定義數據集中空間信息表示方法所需的元數據，“空間表示”是條件必選的元數據實體。對于由矢量型數據或格網型數據組成的空間數據是必選的，對于文本型和關系型數據是可選的?！翱臻g表示”包含“格網空間表示”和“矢量空間表示”兩個條件必選的元數據實體，兩個實體都包含必選的和可選的元素。當滿足以下條件：——數據集為格網型數據時，必選“格網空間表示”；——數據集為矢量型數據時，必選“矢量空間表示”。6.3.7空間參照系信息（空間參照）“空間參照系信息”定義數據集空間參照系的元數據，“空間參照系”對于由矢量型數據和格網型數據組成的空間數據是必選的，對于文本型數據和關系型數據是可選的。“空間參照系”由以下實體構成：——必選實體：坐標參照系；——可選實體：高程參照系。6.3.8分發信息（分發）“分發信息”定義數據集如何分發和獲取的元數據，“分發”是可選的元數據實體,由以下元素構成：——必選元素：分發方式；——可選元素：在線鏈接地址、發布日期、拷貝權限、使用方法、應用案例描述和分發聯系者。6.4責任者信息包和覆蓋范圍信息包說明6.4.1概述責任者信息和覆蓋范圍信息屬于構造型實體＜＜數據類型＞＞，不單獨使用，由其他元數據實體通過元數據元素調用。

6.4.2責任者信息（責任者）“責任者信息”定義與數據產生、分發相關責任者的元數據信息，元數據實體“責任者”由以下元素構成：——必選元素：單位或姓名（二者取其一）；——可選元素：電子郵箱、電話、地址、郵政編碼。6.4.3覆蓋范圍信息（覆蓋范圍）“覆蓋范圍信息”定義數據集所涉及時間范圍、空間范圍和土壤分類的元數據信息。時間范圍說明數據集覆蓋的單一時間或時間段，空間范圍說明數據集覆蓋的地理位置，土壤分類說明數據集所覆蓋的土壤分類名稱，屬性數據中包含土壤類型時必選?！案采w范圍”由以下實體組成：——必選實體：時間范圍和空間范圍；——條件必選實體：土壤分類。7元數據模式7.1基礎包7.1.1元數據信息元數據信息見圖4。1f'任無散據柝識.1元數據創電日期:Id1-L*.槎克1f'任無散據柝識.1元數據創電日期:Id1-L*.槎克:巨F]1.…*元/據語種:String0..1.再:'":丑■3..':String1:String0.-10..I0..■:：-上".空間表示信息七尸0照.堂云I..，：?codelist?

字符集代碼-gb23L2big&ucsE一utf7?壬叫期:若“散據集類型'的值為“由青刮"或者“格網型”則“空間會照”和“空間表示?駐詵。圖4元數據信息7.1.2標識信息圖5定義唯一標識數據集信息所需的元數據。本圖的數據字典見A.1.2。場.匡場地第商:String1場.匡場地第商:String1J勺地代碼:String0..1場地描滲:String1場地?福蓋節圍:空間蔣困0..■.七地利用訶狀:StringD..1氣醐息:String0.s1地形地航信息:Stri~ieD..1水鈕息:StringD..1檀郵.息:String0.a1場地歷史:String■J..1〔來自元敝據信息）?cadelist?

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圖7定義數據集產生過程中使用方法所需的元數據，本圖的數據字典見A.1.4。一:--度.涪戈羅.縷小日苗月兩季作年需定知元敬據〔.來「元數盛信息〕。-"華j:.■■＜一:--度.涪戈羅.縷小日苗月兩季作年需定知元敬據〔.來「元數盛信息〕。-Tjlt^Ji:StringCL一1::..■?.：■I*.II*.如!"土《打1：-.String1觀測〔采樣｝方怯::..■?.：■I*.II*.如!"土《打1：-.String1觀測〔采樣｝方怯：String1-強?1〔采樣）蟾:0..1-'*品:；■r.:._0..1Sti-ing0..1f：二.旨-i:i.；:.:Strii./]

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