路文海 劉書(shū)明 楊 翼

(國(guó)家海洋信息中心，天津 300171)

1 引 言

海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息化建設(shè)是我國(guó)海洋信息化的重要內(nèi)容，對(duì)推動(dòng)我國(guó)海洋事業(yè)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)具有重要作用。近年來(lái)，隨著我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系的基本建成，每年執(zhí)行環(huán)境狀況、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境監(jiān)管、公益服務(wù)等四大類二十多項(xiàng)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)任務(wù)，獲取和積累了海量海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息，對(duì)我國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)管理的輔助決策和科學(xué)研究等工作發(fā)揮了重要支撐作用。但是，因?yàn)楹Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)信息具有多來(lái)源、多層次、多時(shí)態(tài)、多格式和多學(xué)科的基本特點(diǎn)，隨著信息量幾何級(jí)地增長(zhǎng)，僅憑現(xiàn)有的人工模式進(jìn)行管理勢(shì)必難以為繼。因此，只有通過(guò)深入推進(jìn)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息采集、傳輸和管理的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，才能從大量繁雜的生態(tài)環(huán)境信息中發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)、把握重點(diǎn)，使生態(tài)環(huán)境保護(hù)各項(xiàng)工作體現(xiàn)時(shí)代性、把握規(guī)律性、賦予創(chuàng)造性，推動(dòng)各類海洋環(huán)境問(wèn)題的有效解決。對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息進(jìn)行分類與編碼是實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)、交換、集成與共享的關(guān)鍵步驟，是海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息化建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，制定我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)體系已十分緊迫。

海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類與編碼不僅項(xiàng)具有基礎(chǔ)性、綜合性、復(fù)雜性的特征，還具有很強(qiáng)的科學(xué)性，需要正確的理論與方法指導(dǎo)。當(dāng)前，從國(guó)家到地方，從政府到企業(yè)都在開(kāi)展信息分類和編碼的研究和制訂工作［1－7］，為海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類與編碼積累了有許多值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。本文從海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息的基本特征和管理、應(yīng)用的需求出發(fā)，結(jié)合其他領(lǐng)域信息分類編碼的研究成果，提出了我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類與編碼的原則、方法，確定了我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息五級(jí)類目的分類體系，并對(duì)其編寫(xiě)了代碼。

2 基本概念和方法

2.1 基本概念

信息分類就是把大的信息集合劃分成小的信息集合，是根據(jù)事物的特征，將信息按一定的原則和方法進(jìn)行區(qū)分和歸類，并建立起一定的分類系統(tǒng)和排列順序，以便管理和使用。劃分的結(jié)果稱為分類項(xiàng)，或稱類目［8－9］。編碼是在信息分類的基礎(chǔ)上，用一種易于被計(jì)算機(jī)和人識(shí)別的符號(hào)體系給分類結(jié)果賦予代碼的過(guò)程。分類是人類認(rèn)識(shí)世界的工具，它把客觀對(duì)象按照一定的概念組織起來(lái)，成為一個(gè)有條理的、便于理解的系統(tǒng)，編碼所用的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)要能準(zhǔn)確反映分類系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。

2.2 分類方法

信息分類的基本方法有線分類法和面分類法。線分類法也稱為層級(jí)分類法，這種方法將編碼對(duì)象按選定的屬性或規(guī)則(作為分類的劃分基礎(chǔ))逐次地分成若干層次類別，并排成一個(gè)有層次、逐級(jí)展開(kāi)的分類體系［10］。在這個(gè)體系中，同位類類目之間存在并列關(guān)系，下位類與上位類類目之間存在隸屬關(guān)系。同位類類目不重復(fù)、不交叉。面分類法是將編碼對(duì)象的若干屬性或特征視為若干個(gè)“面”，每個(gè)面中又可分成許多彼此獨(dú)立的若干類目。使用時(shí)，可根據(jù)需要將這些“面”的類目組合在一起，形成一個(gè)復(fù)合類目。各面之間是平行的，沒(méi)有隸屬關(guān)系。不同面內(nèi)的類目沒(méi)有交叉和重復(fù)。面的位置有嚴(yán)格的固定位置，具體位置根據(jù)實(shí)際需要確定。實(shí)踐證明線分類法和面分類法各有優(yōu)、缺點(diǎn)。線分類法雖簡(jiǎn)單實(shí)用，但由于其要求類目間有嚴(yán)格的上下級(jí)隸屬關(guān)系，不利于在復(fù)雜系統(tǒng)中應(yīng)用。面分類法雖然可以處理復(fù)雜對(duì)象，但對(duì)復(fù)雜對(duì)象中某一具體方面的層次關(guān)系反映不夠。

2.3 編碼結(jié)構(gòu)

由于要表達(dá)事物的復(fù)雜程度不同，信息編碼時(shí)一般不采用單一的代碼符號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)信息，而往往用一組符號(hào)來(lái)表示，就形成了代碼符號(hào)與符號(hào)之間的關(guān)系，符號(hào)間的關(guān)系就是編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)編碼目的的要求，一般將編碼結(jié)構(gòu)分為幾個(gè)碼段，包括分類標(biāo)識(shí)碼和特征碼，分類標(biāo)識(shí)碼又可以分為分類碼和標(biāo)識(shí)碼，特征碼也可以按特征進(jìn)一步分段，如圖1 所示。每一信息的編碼根據(jù)需要可以保持完整的結(jié)構(gòu)，也可以按需要保留部分結(jié)構(gòu)。

圖1 編碼系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

編碼結(jié)構(gòu)主要有5 種［11］。①鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu):其代碼之間是并列關(guān)系，每一碼位的代碼有其固定不變的含義，與前后碼位無(wú)關(guān)。②樹(shù)式結(jié)構(gòu):編碼后雖然也按順序線性排列，但是它的每一個(gè)代碼與上位代碼是隸屬關(guān)系，在一組代碼中相同的碼位與碼值由于上一碼位碼值的不同就會(huì)有不同的含義，整個(gè)編碼系統(tǒng)構(gòu)成一種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。③矩陣結(jié)構(gòu):代碼之間存在有矩陣關(guān)系，在一組代碼中幾個(gè)碼位按矩陣聯(lián)用。④混合結(jié)構(gòu):由于在應(yīng)用中各種結(jié)構(gòu)均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，所以一個(gè)實(shí)用的編碼系統(tǒng)可以根據(jù)需要靈活地采用各種結(jié)構(gòu)。⑤柔性編碼結(jié)構(gòu):整個(gè)編碼系統(tǒng)無(wú)固定的碼位，描述的事物復(fù)雜，碼位就多，反之則少。

3 海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類編碼

3.1 海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類體系

3.2.1 分類原則

①科學(xué)性原則:按照海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息最穩(wěn)定的屬性及其中存在的邏輯關(guān)聯(lián)作為信息分類的依據(jù)，并考慮信息的特征與發(fā)展。②實(shí)用性原則:海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息隨著海洋科學(xué)和信息技術(shù)的發(fā)展不斷變化和更新，因此，在進(jìn)行分類時(shí)，類目設(shè)置要全面、實(shí)用，受關(guān)注的、重要的海洋生態(tài)環(huán)境信息作為一級(jí)、二級(jí)類目列出，突出重點(diǎn)、檢索方便。③穩(wěn)定性原則:分類時(shí)，結(jié)合我國(guó)多年來(lái)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息工作積累的成果，并考慮一些部門(mén)正在采用的分類與編碼。④可擴(kuò)展性原則:在類目的擴(kuò)展上預(yù)留空間，保證分類體系有一定彈性，可在本分類體系上進(jìn)行延拓細(xì)化。在保持分類體系的前提下，允許在最后一級(jí)分類下制定適用的分類細(xì)則。⑤兼容性原則:與國(guó)內(nèi)已有的相關(guān)信息分類標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)，保持繼承性和實(shí)際實(shí)用的延續(xù)性，同時(shí)也與相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相符。⑥針對(duì)性原則:為了方便查找，對(duì)一些重要和適用頻率較高的類目單獨(dú)列出，有針對(duì)性地進(jìn)行分類。⑦業(yè)務(wù)服務(wù)于管理原則:以海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理和海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息化建設(shè)需求為導(dǎo)向，業(yè)務(wù)信息中能滿足管理決策需求的類目單獨(dú)列出，突出業(yè)務(wù)信息的應(yīng)用性。

3.2.2 基本類型框架

海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息可以按數(shù)據(jù)來(lái)源、使用目的、數(shù)據(jù)特征等多種方式分類。考慮到目前輔助管理決策、信息系統(tǒng)運(yùn)行和科研支撐的實(shí)際需要，結(jié)合海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息種類繁雜、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)，采用面分類法與線分類法相結(jié)合的方法對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息進(jìn)行分類較為適宜，對(duì)屬性層次分明、隸屬關(guān)系明確的信息使用線分類法，否則重點(diǎn)考慮采用面分類法。

綜合考慮上述因素，將海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息，按照數(shù)據(jù)獲取方式和在信息系統(tǒng)中應(yīng)用對(duì)象的不同，分成海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)查、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理和海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)輔助信息3 個(gè)一級(jí)類目。海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與調(diào)查按照數(shù)據(jù)在海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)活動(dòng)中產(chǎn)生的階段，又分成3 個(gè)二級(jí)類目，海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理則根據(jù)行政管理的業(yè)務(wù)劃分了14 個(gè)二級(jí)類目，海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)輔助信息按照數(shù)據(jù)來(lái)源和應(yīng)用層次的不同分成了6 個(gè)二級(jí)類目。這樣就形成了表1 所示的海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息基本類型框架。

3.2.3 類型細(xì)分

列出海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息基本類型框架后，須在此框架下進(jìn)行信息實(shí)體類型以及實(shí)體屬性的細(xì)化分類，不僅為信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)奠定基礎(chǔ)，而且使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理更加明確。在細(xì)化分類層面上，本文進(jìn)一步根據(jù)信息產(chǎn)生的階段、數(shù)據(jù)類型、應(yīng)用對(duì)象等特征將海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分到五級(jí)類目。其中，四級(jí)類目代表具體的信息實(shí)體，對(duì)應(yīng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的表、文檔和圖片等，例如海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)表。五級(jí)類目為信息實(shí)體的屬性，表現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中就是數(shù)據(jù)表的字段，例如海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)站位位置、監(jiān)測(cè)時(shí)期等。三級(jí)類目多數(shù)情況是四級(jí)類目的歸納概括。因篇幅所限，本文只列出了表2所示的海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息類型細(xì)劃分的一個(gè)實(shí)例。

類型細(xì)分的結(jié)果和基本類型框架一起構(gòu)成海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息的五級(jí)分類體系。

表1 海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息基本類型框架

表2 海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息類型細(xì)劃分實(shí)例

3.3.1 編碼原則①唯一性:在一個(gè)分類體系中，每一個(gè)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息類目?jī)H有一個(gè)代碼，一個(gè)代碼僅表示一個(gè)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息類目，也就是說(shuō)代碼數(shù)值必須與指定的信息類目一一對(duì)應(yīng)。②合理性:代碼結(jié)構(gòu)與分類體系相適應(yīng)。③可擴(kuò)展性:預(yù)留有適當(dāng)?shù)暮髠淇臻g，以適應(yīng)不斷擴(kuò)充的信息需要。④簡(jiǎn)明性:代碼結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)明，在保證提供一定信息的前提下，盡可能縮短代碼長(zhǎng)度，以節(jié)省計(jì)算機(jī)處理時(shí)間和存儲(chǔ)空間，降低代碼的出錯(cuò)率。⑤穩(wěn)定性:海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息類目的代碼一經(jīng)確定，未經(jīng)許可，任何單位和個(gè)人不得隨意改變，以保持編碼體系的完整性、嚴(yán)肅性和權(quán)威性。⑥無(wú)含義性:海洋生態(tài)保護(hù)環(huán)境信息分類代碼中的每一位數(shù)字不表示任何與海洋生態(tài)環(huán)境相關(guān)的特定信息。⑦規(guī)范性:代碼的類型、結(jié)構(gòu)以及編寫(xiě)格式統(tǒng)一。

3.3.2 類型編碼

對(duì)應(yīng)前節(jié)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息的五級(jí)分類體系，編寫(xiě)代碼亦分為五級(jí)，即一級(jí)類目、二級(jí)類目、三級(jí)類目、四級(jí)類目和五級(jí)類目，代碼結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。類目代碼用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，同級(jí)類采用線性的十進(jìn)制方法進(jìn)行排序，每層代碼均采用2 位阿拉伯?dāng)?shù)字，即01－99。一級(jí)類目代碼由第一層代碼組成，二級(jí)及以上類目代碼加本層代碼組成。可見(jiàn)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息代碼結(jié)構(gòu)分為三段:大類碼、實(shí)體碼、信息特征碼，即代碼結(jié)構(gòu)為大類碼+實(shí)體碼+信息特征碼。前4 層在系統(tǒng)中唯一標(biāo)識(shí)信息實(shí)體(數(shù)據(jù)庫(kù)的表)，最后一段是實(shí)體屬性特征，即實(shí)體屬性(字段)的枚舉。

3.3.3 擴(kuò)展編碼

圖2 代碼結(jié)構(gòu)圖

針對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息多學(xué)科領(lǐng)域整合和共享要求，以及保證信息的安全，在信息類型劃分的基礎(chǔ)上還應(yīng)區(qū)分信息的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式、所屬學(xué)科和安全級(jí)別等方面的特征，這些特征作為擴(kuò)展編碼，與類型碼共同使用。擴(kuò)展編碼與類型編碼相似，同樣用十進(jìn)制阿拉伯?dāng)?shù)字方法進(jìn)行排序，每類代碼采用1 或2 位阿拉伯?dāng)?shù)字。需要說(shuō)明的是擴(kuò)展碼主要針對(duì)第四級(jí)類目使用。

表3 擴(kuò)展編碼一覽

4 結(jié) 語(yǔ)

海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息化建設(shè)是我國(guó)海洋信息化的重要內(nèi)容，對(duì)推動(dòng)我國(guó)海洋事業(yè)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)具有重要作用。近年來(lái)，隨著我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系的基本建成，每年執(zhí)行環(huán)境狀況、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境監(jiān)管、公益服務(wù)等四大類二十多項(xiàng)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)任務(wù)，獲取和積累了海量海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息，對(duì)我國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)管理的輔助決策和科學(xué)研究等工作發(fā)揮了重要支撐作用。但是，因?yàn)楹Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)信息具有多來(lái)源、多層次、多時(shí)態(tài)、多格式和多學(xué)科的基本特點(diǎn)，隨著信息量幾何級(jí)地增長(zhǎng)，僅憑現(xiàn)有的人工模式進(jìn)行管理勢(shì)必難以為繼。

建立科學(xué)合理的海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類系統(tǒng)并編寫(xiě)代碼，是海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息化建設(shè)的關(guān)鍵步驟，也是對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)管理、保護(hù)和研究的重要基礎(chǔ)和前提，雖然目前我國(guó)已有學(xué)者開(kāi)展此方面的研究，但直到現(xiàn)在也沒(méi)有一個(gè)能為所有學(xué)者和管理者都認(rèn)同的分類原則和分類系統(tǒng)。本文討論的分類體系和編碼方法，從管理和信息化建設(shè)的角度出發(fā)，考慮了海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息的基本情況、特點(diǎn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但由于海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息是具有多來(lái)源、多層次、多時(shí)態(tài)、多格式和多學(xué)科特點(diǎn)的海量數(shù)據(jù)，對(duì)它的分類和編碼具有很強(qiáng)的理論性、邏輯性，同時(shí)又強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。因此，本文給出的分類與編碼難免還存在一些不足與缺點(diǎn)，例如對(duì)于四類級(jí)目中數(shù)據(jù)類型為非報(bào)表數(shù)據(jù)的信息，彼此間五級(jí)類目具有大量相同屬性信息，造成五級(jí)類目重名率較高。還有就是在海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息應(yīng)用層次上，管理部門(mén)和業(yè)務(wù)部門(mén)間存在明顯區(qū)別，如何同時(shí)滿足兩個(gè)應(yīng)用層次的需求，并實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)層次間的信息共享和互通，也是一個(gè)需要進(jìn)一步研究的方面。在以后編制海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡快制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息分類體系規(guī)范化，在規(guī)范化分類基礎(chǔ)上編制標(biāo)準(zhǔn)編碼，并依此實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)信息化。

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