浦燕妮，劉琪，耿騫

（北京師范大學(xué)政府管理學(xué)院，北京 100875）

通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研究

浦燕妮，劉琪，耿騫

（北京師范大學(xué)政府管理學(xué)院，北京 100875）

科學(xué)數(shù)據(jù)在科學(xué)研究第四范式的研究時(shí)代被視為具有重要的科研價(jià)值，科學(xué)元數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)管理生命周期中的重要作用也逐漸受到重視。大量的科學(xué)數(shù)據(jù)亟需專(zhuān)門(mén)且具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的元數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理。國(guó)外的通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)展較為成熟，而國(guó)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還處于建設(shè)之中。本文分析國(guó)外較為成熟的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)目的、功能構(gòu)成，以及主要標(biāo)準(zhǔn)元素等內(nèi)容，為國(guó)內(nèi)建設(shè)通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)提供可參考的建議。

科學(xué)元數(shù)據(jù)；元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

1 緒論

自數(shù)據(jù)密集型科學(xué)出現(xiàn)以來(lái)，科學(xué)數(shù)據(jù)成為繼科學(xué)文獻(xiàn)之后重要的研究資源，對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)的有效管理成為促進(jìn)和保障科學(xué)研究和交流活動(dòng)的重要內(nèi)容，并由此引發(fā)科學(xué)數(shù)據(jù)管理的研究和實(shí)踐熱潮。

科學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)源于對(duì)科學(xué)研究活動(dòng)的事實(shí)記錄（包括數(shù)值、文本記錄、圖像和聲音等形式），是被科學(xué)團(tuán)體所共同接受的、對(duì)研究結(jié)果有用的數(shù)據(jù)[1]，是科學(xué)界普遍認(rèn)同的能對(duì)研究成果進(jìn)行驗(yàn)證的必要材料[2]?？茖W(xué)數(shù)據(jù)既包括在科學(xué)研究過(guò)程中產(chǎn)生的、能存貯在計(jì)算機(jī)中的任何數(shù)據(jù)，也包括能轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的非數(shù)字形式數(shù)據(jù)[3]。如傳感器讀取的數(shù)據(jù)、遙感勘測(cè)數(shù)據(jù)、調(diào)研結(jié)果、神經(jīng)圖像、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及來(lái)自測(cè)試模型的仿真數(shù)據(jù)等[4]。作為描述科學(xué)數(shù)據(jù)的工具，科學(xué)元數(shù)據(jù)（Scientific Metadata）在數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)使用和數(shù)據(jù)重利用及存儲(chǔ)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)有重要作用，元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為科學(xué)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、整序、組織、索引以及檢索等一系列關(guān)鍵問(wèn)題提供解決方案。

科學(xué)元數(shù)據(jù)是一系列詮釋科學(xué)數(shù)據(jù)的文件，提供必要的輔助信息來(lái)發(fā)現(xiàn)、解釋、理解、評(píng)估和使用數(shù)據(jù)[5]。在很大程度上，科學(xué)元數(shù)據(jù)基本是對(duì)與研究相關(guān)的所有信息的描述，這些描述以重用和解釋數(shù)據(jù)為目的[6]。數(shù)據(jù)用戶(hù)群體的學(xué)科背景往往是小而專(zhuān)，其來(lái)自某一個(gè)特定的學(xué)科或者研究領(lǐng)域。因此，制定科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通常需要特定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)[7]，這導(dǎo)致科學(xué)元數(shù)據(jù)多以描述對(duì)象所處的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行劃分。目前，應(yīng)用比較廣泛的劃分方式是將其劃分為學(xué)科領(lǐng)域元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[3,5]。例如，英國(guó)數(shù)字監(jiān)護(hù)中心收集6種不同學(xué)科的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，77%的科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是特定學(xué)科領(lǐng)域元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或指向統(tǒng)計(jì)、行為描述等特定領(lǐng)域的元數(shù)據(jù)[8]。盡管存在豐富的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，科研人員的使用情況卻不樂(lè)觀(guān)。Tenopir等的調(diào)查顯示，56%的研究人員未使用過(guò)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，22%的研究者僅用過(guò)實(shí)驗(yàn)室的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[9]。由此可見(jiàn)，學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系雖然豐富，但實(shí)用性不強(qiáng)。隨著科學(xué)數(shù)據(jù)管理的不斷推進(jìn)，不同標(biāo)準(zhǔn)的使用也會(huì)造成數(shù)據(jù)交換和統(tǒng)一管理的困難。因此，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科或者不受學(xué)科限制使用的通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)備受重視。對(duì)比單一學(xué)科的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可以涵蓋多個(gè)學(xué)科的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，覆蓋學(xué)科范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)，有利于進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

目前，國(guó)外通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)從標(biāo)準(zhǔn)制定發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段。英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的多個(gè)數(shù)據(jù)管理機(jī)構(gòu)已開(kāi)始使用自身研制的通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)內(nèi)，研究者對(duì)通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在理論研究和技術(shù)應(yīng)用等方面進(jìn)行研究[10-11]。胡芳[12]、趙華等[13]分析國(guó)外典型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及科學(xué)數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)中應(yīng)用的元數(shù)據(jù)方案，為國(guó)內(nèi)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)提供建議；劉峰等在對(duì)6種典型的學(xué)科類(lèi)型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行概述、分析和統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建通用型元數(shù)據(jù)規(guī)范[14]；常穎聰?shù)葒L試以植物學(xué)基因表達(dá)實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)模型研究[15]；徐坤等通過(guò)研究科學(xué)數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建科學(xué)數(shù)據(jù)本體，將數(shù)據(jù)組織置于知識(shí)環(huán)境中[3]；周波提出針對(duì)高?？茖W(xué)數(shù)據(jù)的通用元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)原則[16]。不過(guò)，以上研究基本是基于國(guó)外成熟學(xué)科元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步明確科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的規(guī)范和功能，尚未對(duì)通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行直接地分析探討。本文重點(diǎn)對(duì)國(guó)外通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，為國(guó)內(nèi)相應(yīng)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)提供建議。

2 通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容

通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍和內(nèi)容元素等方面與學(xué)科元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存在差異。在適用范圍上，通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不受學(xué)科領(lǐng)域限制，可以對(duì)不同學(xué)科的科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述和組織，可以被眾多綜合性的數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)檢索平臺(tái)所使用，不局限于特定學(xué)科的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)。

在元素設(shè)置上，通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的目標(biāo)是可擴(kuò)展性、彈性、模塊化和可移植性等，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)的記錄、交換、檢索和存檔等功能需求。Huang等的調(diào)查顯示，研究人員使用元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于其綜合性、充分性、簡(jiǎn)易性和抽象性[17]，而諸多學(xué)科元數(shù)據(jù)元素以及大量的、多樣化的標(biāo)準(zhǔn)和廣泛而差異的命名規(guī)則，在一定程度上阻礙元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的推廣使用[18]。Boyd基于分類(lèi)和組織內(nèi)容提出科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的三個(gè)層次：第一層次是元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的元素集合，如Dublin Core、CKAN等；第二層次是反應(yīng)科學(xué)環(huán)境元數(shù)據(jù)（Contextual Metadata），涉及基本實(shí)體有project、person、organization unit、result、publication、patent、product；第三層次是描述性元數(shù)據(jù)，提供更細(xì)粒度的、詳細(xì)的信息[19]。這些詳細(xì)的信息應(yīng)涵蓋數(shù)據(jù)狀態(tài)、數(shù)據(jù)管理權(quán)限、地理、空間信息引用和版本說(shuō)明等[20]。例如，英國(guó)中央實(shí)驗(yàn)室研究理事會(huì)研發(fā)的核心科學(xué)元數(shù)據(jù)模型（Core Scientific MetaData Model）將組成元素分為主題、研究描述、數(shù)據(jù)獲取條件、數(shù)據(jù)描述、數(shù)據(jù)定位和相關(guān)資源等六個(gè)方面，從而方便以統(tǒng)一的形式實(shí)現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)的組織和獲取[8]。

3 通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

3.1 國(guó)外通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在科學(xué)數(shù)據(jù)管理周期中，元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處于核心地位。國(guó)外諸多科學(xué)數(shù)據(jù)管理模型，如ICPSR社會(huì)科學(xué)數(shù)據(jù)存檔生命周期模型、DataONE科學(xué)數(shù)據(jù)生命周期管理模型，以及英國(guó)數(shù)據(jù)存檔數(shù)據(jù)生命周期管理模型等都十分重視數(shù)據(jù)歸檔和階段管理規(guī)范化[21]。元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是每個(gè)數(shù)據(jù)管理機(jī)構(gòu)必須重視的規(guī)范化文件之一。2012年，NISO/DCMI聯(lián)合研討會(huì)更是以“科學(xué)研究數(shù)據(jù)管理元數(shù)據(jù)”為主題，對(duì)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)地研討[22]。

目前，國(guó)外科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)十分豐富，不僅研制學(xué)科性質(zhì)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，而且在制定和使用通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。本研究調(diào)查了英國(guó)數(shù)字監(jiān)護(hù)中心（DCC）[23]、Research Data Alliance（RDA）[24]以及都柏林核心元數(shù)據(jù)[25]等科學(xué)元數(shù)據(jù)使用和管理平臺(tái)，對(duì)目前國(guó)外通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，相關(guān)情況如表1所示。

除此之外，還有一些關(guān)于編碼、控制語(yǔ)言等方面科學(xué)數(shù)據(jù)描述的標(biāo)準(zhǔn)。

（1）Data Catalog Vocabulary（DCAT）。利用DCAT可以描述數(shù)據(jù)目錄中的數(shù)據(jù)集。統(tǒng)一的描述使得應(yīng)用程序更容易從多個(gè)目錄中獲取元數(shù)據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)有利于將分散出版的目錄集成在網(wǎng)站中，從而進(jìn)行聯(lián)合數(shù)據(jù)集搜索。聚集的DCAT元數(shù)據(jù)可以作為一個(gè)數(shù)字保存清單。

（2）RDF Data Cube Vocabulary。該標(biāo)準(zhǔn)為在網(wǎng)絡(luò)發(fā)布多維數(shù)據(jù)（如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）提供了一種方式。通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)和W3C的RDF（資源描述框架）標(biāo)準(zhǔn)，可以將數(shù)據(jù)鏈接到相關(guān)數(shù)據(jù)集和概念實(shí)體。模型支撐數(shù)據(jù)方體（Data Cube）的詞匯和立方體模型，并與SDMX（Statistical Data and Metadata Exchange）的數(shù)據(jù)模型兼容。

（3）Data Package是一個(gè)數(shù)據(jù)交換的通用包裝格式。雖然支持任意的元數(shù)據(jù)，但該格式定義了數(shù)據(jù)包作為一個(gè)整體必備的、推薦的和可選的字段，以及所包含的相關(guān)資源。

表1 國(guó)外通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)情況調(diào)查表

在科學(xué)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程中，諸多數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)也參與到標(biāo)準(zhǔn)的制定中。一些大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)提供者認(rèn)為目前很多元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)并不能滿(mǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的使用，所以按需制定了元數(shù)據(jù)描述要求和規(guī)則[26]。這些存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)很多都是專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)涵蓋具體學(xué)科數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，有大量的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)，所以其制定的元數(shù)據(jù)更專(zhuān)注于特定的數(shù)據(jù)（如基因數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)等）。

國(guó)外通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)適用于綜合性的科學(xué)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，基于效率以及管理的角度，其重要程度應(yīng)得到足夠的重視。但是，迄今為止美國(guó)和ISO沒(méi)有發(fā)布通用的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中，僅有都柏林核心元素集（15個(gè)描述元素）在科學(xué)數(shù)據(jù)管理中被應(yīng)用，而且這一標(biāo)準(zhǔn)并不可以完全覆蓋科學(xué)數(shù)據(jù)管理周期的所有要求。元數(shù)據(jù)管理者更多地依賴(lài)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或者是利用第三方數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)（如datacite進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)）[27]。通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有得到統(tǒng)一的制定和使用，僅處于機(jī)構(gòu)和聯(lián)盟內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)階段。

3.2 國(guó)內(nèi)科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

隨著科學(xué)數(shù)據(jù)管理的興起，國(guó)內(nèi)開(kāi)始逐漸重視元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展問(wèn)題。我國(guó)自2002年開(kāi)始實(shí)施國(guó)家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程，并制定數(shù)據(jù)共享工程的核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；2005年，科技部提出建立國(guó)家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并發(fā)布《國(guó)家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程核心元數(shù)據(jù)內(nèi)容》和《科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（試行稿）》?！犊茖W(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（試行稿）》提供了科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)框架，定義科學(xué)數(shù)據(jù)共享核心元數(shù)據(jù)、公共元數(shù)據(jù)和參考元數(shù)據(jù)[28]。中國(guó)科學(xué)院也先后發(fā)布《中國(guó)科學(xué)院科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》《人地系統(tǒng)主題數(shù)據(jù)庫(kù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》《土壤科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》等一系列學(xué)科數(shù)據(jù)庫(kù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。2011年，“國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)項(xiàng)目”發(fā)布《數(shù)據(jù)集核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》。

目前，我國(guó)主要存在三項(xiàng)有關(guān)科學(xué)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 20533—2006《生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)》、GB/T 19710—2005《地理信息元數(shù)據(jù)》和GB/T 26499.3—2011《機(jī)械 科學(xué)數(shù)據(jù) 第3部分：元數(shù)據(jù)》。另外，部分行業(yè)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)也陸續(xù)推出。

國(guó)內(nèi)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)側(cè)重于單個(gè)學(xué)科或部分行業(yè)，科學(xué)元數(shù)據(jù)發(fā)展呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)，通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)還在研制中，社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)也尚未發(fā)展成型，元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展較為緩慢。在元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用階段，國(guó)內(nèi)科學(xué)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)應(yīng)用的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)基本是國(guó)外已有的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或平臺(tái)建設(shè)軟件提供的元數(shù)據(jù)。

3.3 典型通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

3.3.1 《都柏林核心元數(shù)據(jù)元素集》

作為目前唯一的通用型元數(shù)據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，《都柏林核心元數(shù)據(jù)元素集》（Dublin Core Metadata Element Set，DC）被廣泛認(rèn)可，其15個(gè)DC元素得到廣泛傳播[29]。我國(guó)與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 25100—2010。很多科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以DC為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展，例如：Dryad Metadata Application Profile[30]（用于描述同行評(píng)議的科學(xué)和醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)等多學(xué)科數(shù)據(jù)）、ANZLIC Metadata Profile（方便有效地訪(fǎng)問(wèn)信息資源，特別是地理或空間數(shù)據(jù)）和AGLS Metadata Standard[31]（澳大利亞政府定位服務(wù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，適用于網(wǎng)絡(luò)資源的可視性和可用性）等。

科學(xué)數(shù)據(jù)和科研過(guò)程極大地影響科學(xué)元數(shù)據(jù)的功能。科學(xué)元數(shù)據(jù)在很大程度上是對(duì)與具體研究相關(guān)的所有信息的描述，包括對(duì)數(shù)據(jù)資源語(yǔ)境[相關(guān)性、質(zhì)量、限制（權(quán)利、成本）]變化的記錄以及相關(guān)軟件和計(jì)算機(jī)資源的參數(shù)數(shù)據(jù)，最終可以根據(jù)元數(shù)據(jù)記錄創(chuàng)建虛擬的研究環(huán)境。相對(duì)于其他科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，DC元數(shù)據(jù)缺少必備的元素對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)生過(guò)程中的信息進(jìn)行全面地記錄和描述，所以DC中的15個(gè)必備元素需要一定地?cái)U(kuò)展和補(bǔ)充[32]。

3.3.2 《數(shù)據(jù)文件倡議》

《數(shù)據(jù)文件倡議》（Data Documentation Initiative，DDI）是一個(gè)應(yīng)用廣泛的項(xiàng)目，很多科學(xué)數(shù)據(jù)管理機(jī)構(gòu)（如英國(guó)數(shù)據(jù)服務(wù)中心、英國(guó)數(shù)據(jù)檔案、美國(guó)ICPSR等）都采用該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。DDI可以描述社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、行為和健康科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的觀(guān)測(cè)方法得到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行文檔發(fā)現(xiàn)和互操作。DDI是描述社會(huì)和行為科學(xué)數(shù)據(jù)文檔的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提供內(nèi)容交換和信息保存的格式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)而可以促進(jìn)文檔間的共同操作（見(jiàn)表2）。目前，DDI有兩個(gè)擴(kuò)展版本。

（1）DDI Codebook（DDIversion 2）是比較簡(jiǎn)單的版本，用于記錄簡(jiǎn)單的調(diào)查類(lèi)型數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行交換或歸檔。DDI Codebook可以創(chuàng)建目錄記錄，分為兩種：study-level descriptions和codebook-type variable-level descriptions。這樣的記錄層次降低調(diào)查類(lèi)的數(shù)據(jù)記錄粒度，使得問(wèn)卷中的問(wèn)題可以被描述和重利用。

表2 DDI元素

（2）DDI Lifecycle（DDIversion 3）是比較豐富的版本，可用于描述處于數(shù)據(jù)生命周期任一階段的數(shù)據(jù)，涵蓋從概念產(chǎn)生、發(fā)布和數(shù)據(jù)重用。它是模塊化和可擴(kuò)展的。DDI Lifecycle可以對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行層次性和縱向性的描述，創(chuàng)建元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的調(diào)查設(shè)計(jì)（如問(wèn)卷設(shè)計(jì)）；DDI Lifecycle的描述可以使整個(gè)數(shù)據(jù)生命周期的任意階段數(shù)據(jù)得到重用，如可變編碼階段、數(shù)據(jù)收集工具使用階段等；同時(shí)，DDI Lifecycle創(chuàng)建問(wèn)題/概念/變量存儲(chǔ)、組織/個(gè)人的登記表等。DDI標(biāo)準(zhǔn)采用XML組織, 由國(guó)際數(shù)據(jù)文檔倡議聯(lián)盟組織（DDIA）負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)[33]。

3.3.3 《科學(xué)數(shù)據(jù)共享核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》

科技部為滿(mǎn)足科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程對(duì)元數(shù)據(jù)內(nèi)容的基本需求制定《科學(xué)數(shù)據(jù)共享核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》（見(jiàn)表3），其目的是方便科學(xué)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)集的管理，提高數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)質(zhì)量，促進(jìn)數(shù)據(jù)加工的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交流與共享。該標(biāo)準(zhǔn)主要采用或參考ISO 19115《地理信息——元數(shù)據(jù)》和《都柏林核心元數(shù)據(jù)元素集》。該標(biāo)準(zhǔn)定義三個(gè)層次的元數(shù)據(jù)集合：科學(xué)數(shù)據(jù)共享核心元數(shù)據(jù)（22個(gè)元素）、公共元數(shù)據(jù)（156個(gè)元數(shù)據(jù)元素和實(shí)體）和參考元數(shù)據(jù)（388個(gè)元素）。三個(gè)層次的元數(shù)據(jù)集合在內(nèi)容上是包含關(guān)系，又同時(shí)分別滿(mǎn)足整個(gè)工程、各個(gè)領(lǐng)域以及具體應(yīng)用層面的需求。核心元數(shù)據(jù)面對(duì)不同領(lǐng)域、不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)資源展開(kāi)統(tǒng)一描述，而公共元數(shù)據(jù)和參考元數(shù)據(jù)對(duì)于制定領(lǐng)域元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和領(lǐng)域?qū)Ｓ迷獢?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)起著很重要的作用。

表3 《科學(xué)數(shù)據(jù)共享核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》

3.3.4 《中國(guó)科學(xué)院科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》

2005年，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心和科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)中心聯(lián)合推出《中國(guó)科學(xué)院科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)參考都柏林核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、RSLP資源集合描述標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)學(xué)元數(shù)據(jù)語(yǔ)言、數(shù)字地理空間元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。《中國(guó)科學(xué)院科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》包括《數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)》和《服務(wù)元數(shù)據(jù)》兩個(gè)主要部分。

《數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)》是一個(gè)面向數(shù)據(jù)集層次的科學(xué)數(shù)據(jù)資源的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，定義一組通用的元數(shù)據(jù)模塊和元素，包括數(shù)據(jù)集描述信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息、數(shù)據(jù)集分發(fā)信息、元數(shù)據(jù)參考信息、服務(wù)參考信息以及結(jié)構(gòu)描述信息等六個(gè)主要復(fù)合元素模塊，還包括范圍信息和聯(lián)系信息輔助模塊。用戶(hù)在遵循擴(kuò)展機(jī)制的基礎(chǔ)上，基于此標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足特定學(xué)科或主題領(lǐng)域的元數(shù)據(jù)應(yīng)用方案。

《服務(wù)元數(shù)據(jù)》是一個(gè)面向科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中各種服務(wù)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，定義一個(gè)通用的服務(wù)描述模型，并基于此模型為所需要的五類(lèi)服務(wù)分別定義描述元素。這五類(lèi)服務(wù)是數(shù)據(jù)集連接服務(wù)、中間件服務(wù)、網(wǎng)格服務(wù)、WWW服務(wù)和FTP服務(wù)。通用描述模型抽象了所有服務(wù)的描述模式，任何新的服務(wù)均可依據(jù)該模型來(lái)定義其元數(shù)據(jù)元素。

3.3.5 《數(shù)據(jù)集核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》

2011年3月，國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)項(xiàng)目發(fā)布《數(shù)據(jù)集核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各種需求層次的元數(shù)據(jù)應(yīng)用所需要的最小元數(shù)據(jù)元素（簡(jiǎn)稱(chēng)“核心元數(shù)據(jù)”），以及對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展和制定元數(shù)據(jù)應(yīng)用方案的規(guī)則和方法，以滿(mǎn)足各學(xué)科領(lǐng)域的特殊需求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的編目和描述、組織管理，也可用于數(shù)據(jù)資源的交換、集成和服務(wù)[34]。

核心元數(shù)據(jù)面向數(shù)據(jù)集層次的科學(xué)數(shù)據(jù)資源，主要分為3個(gè)模塊：描述信息、元數(shù)據(jù)參考信息和聯(lián)系信息。

（1）描述信息。主要包括數(shù)據(jù)集的名稱(chēng)、簡(jiǎn)介、創(chuàng)建日期、創(chuàng)建者等基本信息，著重描述數(shù)據(jù)資源的基本屬性，且與DC、Content Standard for Digital Geospatial Metadata等國(guó)際上主要的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)元素基本一一對(duì)應(yīng)（共22個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元素）。

（2）元數(shù)據(jù)參考信息。提供數(shù)據(jù)集依據(jù)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)和版本、有關(guān)元數(shù)據(jù)創(chuàng)建日期和元數(shù)據(jù)創(chuàng)建及維護(hù)者的聯(lián)系方式等方面的重要信息。數(shù)據(jù)集用戶(hù)可以了解到與元數(shù)據(jù)記錄的建立有關(guān)的信息，將有助于元數(shù)據(jù)維護(hù)人員進(jìn)行元數(shù)據(jù)的修改與維護(hù)。

（3）聯(lián)系信息。作為該標(biāo)準(zhǔn)的輔助模塊，供其他模塊的特定元素在需要的時(shí)候進(jìn)行引用。聯(lián)系信息分為六個(gè)方面：聯(lián)系人姓名（與數(shù)據(jù)集有關(guān)的聯(lián)系人員名稱(chēng)）、單位、地址、傳真、電話(huà)以及電子郵件地址。

此外，《數(shù)據(jù)集核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》還提供擴(kuò)展和應(yīng)用說(shuō)明，為元數(shù)據(jù)的互操作性奠定基礎(chǔ)。

4 對(duì)通用型科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的建議

我國(guó)的科學(xué)數(shù)據(jù)管理尚處于起步階段，目前國(guó)內(nèi)外尚未形成比較完備的管理標(biāo)準(zhǔn)，特別是通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)不完善。雖然有對(duì)科技平臺(tái)資源進(jìn)行描述的標(biāo)準(zhǔn)，但是還不能完全滿(mǎn)足科學(xué)數(shù)據(jù)的管理需求。

國(guó)外科學(xué)數(shù)據(jù)管理發(fā)展迅速，眾多的數(shù)據(jù)管理機(jī)構(gòu)推出科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，再加上已存在的學(xué)科領(lǐng)域的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，最終形成復(fù)雜多樣的科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。管理者自主制定的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)互操作性以及共享性受到很大影響。隨著數(shù)據(jù)的流動(dòng)和開(kāi)放數(shù)據(jù)共享的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)的差異將會(huì)帶來(lái)更繁雜的數(shù)據(jù)整合工作。大量的科學(xué)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生必然需要高效規(guī)范的管理。

國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還在研制中，不斷出現(xiàn)的數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)和管理平臺(tái)迫切需要比較成熟的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理。目前國(guó)內(nèi)的管理者都是各自選擇國(guó)外的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)大多也還處于行業(yè)和機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的水平，這不利于數(shù)據(jù)交換和統(tǒng)一管理?？茖W(xué)數(shù)據(jù)的管理將會(huì)面臨大儲(chǔ)量、多學(xué)科、規(guī)范性等問(wèn)題。為達(dá)到數(shù)據(jù)分享和統(tǒng)一管理等目的，通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的使用是解決這些問(wèn)題的一個(gè)有效方法。因此，國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建可以借鑒國(guó)外已有經(jīng)驗(yàn)，縮短探索過(guò)程。

（1）整合已有科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)元素，創(chuàng)建統(tǒng)一的元素集合。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在制定時(shí)，多采用國(guó)際應(yīng)用范圍較廣的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外也是如此，如：Dataverse Network符合DDI Codebook、DC、CSDGM、MARC LOCKSS、OAI等標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建；Dryad的元數(shù)據(jù)服務(wù)也同時(shí)符合DC、Darwin Core、Bibliographic Ontology、METS/MODS等元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。Willis等通過(guò)對(duì)16個(gè)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、4 400多個(gè)獨(dú)特的元素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)描述類(lèi)元素?cái)?shù)量較大而且與DC元素存在重復(fù)[35]。所以對(duì)比國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，在元素設(shè)計(jì)上，很多標(biāo)準(zhǔn)可以繼續(xù)整合提取，創(chuàng)建涵蓋科學(xué)數(shù)據(jù)管理周期的元素集合。

（2）擴(kuò)展元數(shù)據(jù)描述層次，涵蓋數(shù)據(jù)生命周期。國(guó)內(nèi)目前的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要有3類(lèi)信息：描述數(shù)據(jù)集、元數(shù)據(jù)參考信息和數(shù)據(jù)責(zé)任方信息。描述對(duì)象集中于數(shù)據(jù)集合，以及對(duì)數(shù)據(jù)集層面的關(guān)聯(lián)信息，缺少數(shù)據(jù)集層次以下的數(shù)據(jù)描述和組織。科學(xué)元數(shù)據(jù)描述范圍應(yīng)該涵蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)生到引用的全過(guò)程，如DDI涵蓋從項(xiàng)目到變量的多層次數(shù)據(jù)，建立較深層的數(shù)據(jù)索引。

（3）以科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)為藍(lán)本進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定，建立通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)在覆蓋信息范圍、元素設(shè)計(jì)層次以及建立實(shí)體關(guān)聯(lián)等方面領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)其他的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；而且在元素設(shè)計(jì)層次上，考慮到核心元數(shù)據(jù)集合與各領(lǐng)域內(nèi)元數(shù)據(jù)集合的關(guān)聯(lián)，在框架結(jié)構(gòu)上起到通用型標(biāo)準(zhǔn)的作用，這也是國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)未實(shí)現(xiàn)的功能。因此，可以此標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展。在數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、名稱(chēng)的權(quán)限控制，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，本體和詞匯，以及數(shù)據(jù)引用標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行規(guī)范[36]，特別是擴(kuò)展描述性元數(shù)據(jù)支持資源發(fā)現(xiàn)和保存的功能。這也是科學(xué)元數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不同之處。將不同學(xué)科的數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)一元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)索引的深度和廣度，為下一步的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和合作做好準(zhǔn)備。

大多數(shù)的科學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為特定學(xué)科的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或特定領(lǐng)域的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通用型元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)不足，廣泛認(rèn)可的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)缺乏。國(guó)內(nèi)正處于標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)期，可從建設(shè)初期制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，避免標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的混亂，將會(huì)極大地促進(jìn)科學(xué)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展。

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Research on General Scientifi Metadata Standards

PU YanNi, LIU Qi, GENG Qian
(School of Government, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)

Scientific data is regarded as an important scientific research value in the fourth paradigm of science time. The important role of scientific metadata has been paid more and more attention in the life cycle of data management.Especially in the field of social science, a large number of scientific data is in urgent need of specialized and unified metadata standards for the organization and management.Foreign comprehensive scientific metadata standards have developed more mature, while domestic metadata standards are still in the construction.This paper analyzes the construction purpose, function and main standard elements of the foreign metadata standards, and provides a reference for the domestic construction of comprehensive scientific metadata standards.

Scientific Metadata; Metadata Standards; General Metadata Standards

G201

10.3772/j.issn.1673-2286.2016.12.006

浦燕妮，女，1991年生，碩士研究生，研究方向：科研數(shù)據(jù)管理，E-mail：puyanni@163.com。

劉琪，女，1992年生，碩士研究生，研究方向：信息檢索、科研數(shù)據(jù)管理，E-mail：bnuliuqi@126.com。

耿騫，男，1965年生，教授，研究方向：信息檢索、網(wǎng)絡(luò)信息管理、管理信息系統(tǒng)，E-mail：gengqian@bnu.edu.cn。

2016-10-11）