摘 ?要：元數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)檢索等專(zhuān)業(yè)應(yīng)用中起到了非常重要橋梁和控制作用。針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理存在的數(shù)據(jù)類(lèi)型復(fù)雜多樣、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、無(wú)法便捷有效共享等諸多問(wèn)題，該文提出了一種目前主流的基于元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)全生命周期管理體系，在地質(zhì)實(shí)物管理中得到了很好的應(yīng)用，元數(shù)據(jù)管理體系貫穿了地質(zhì)實(shí)物的鉆井取樣、入庫(kù)上架、使用取樣、分析化驗(yàn)等全生命周期。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)自動(dòng)更新和數(shù)據(jù)高效共享，提升了企業(yè)對(duì)地質(zhì)實(shí)物數(shù)據(jù)資產(chǎn)的管控能力和智能化應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：元數(shù)據(jù) ? 地質(zhì)實(shí)物 ? 全生命周期 ? 模型驅(qū)動(dòng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.52 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）08（c）-0007-04

Exploration and Application of Metadata Method in the Whole Life Cycle Management of Geological Objects

ZENG Xiaoming

（Hainan Branch of CNOOC， Haikou， Hainan Province， 570206 ?China）

Abstract： Metadata plays a very important role as a bridge and control in professional applications such as data asset management， data exchange， data sharing， and data retrieval. Aiming at many problems existing in traditional data management， such as the complex and diverse data types， uneven data quality， lack of standard specifications， and inability to facilitate and effective sharing in traditional data management， etc， this paper proposes a current mainstream metadata-driven enterprise-level data life cycle management system， which has been well applied in geological physical management. The metadata management system runs through the entire life cycle of geological objects such as drilling sampling， warehousing and storage， sampling， analysis and testing. The system realizes metadata-driven， automatic data update and efficient data sharing， which enhances the ability of enterprises to manage and control geological physical data assets and the level of intelligent application.

Key Words： Metadata; Geological objects; Whole life cycle; Model driven

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)和人工智能等信息技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，高效的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享需求越來(lái)越強(qiáng)烈。同時(shí)如何從海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展已成為眾多企業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)只關(guān)注單一數(shù)據(jù)表內(nèi)部，表與表之間關(guān)系不嚴(yán)謹(jǐn)，并且缺乏對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)和描述，數(shù)據(jù)可讀性差，共享困難，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以保證，并且數(shù)據(jù)維護(hù)還停留在手工階段，效率低下。數(shù)據(jù)作為一種越來(lái)越來(lái)重要的生產(chǎn)要素，是企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，如何實(shí)踐數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理，最大程度挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，是目前各企業(yè)需要面對(duì)的一個(gè)重要的問(wèn)題。而元數(shù)據(jù)可貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)管理體系，是數(shù)據(jù)管理體系的靈魂和基石，是連接系統(tǒng)各個(gè)應(yīng)用模塊的橋梁。針對(duì)存在的問(wèn)題該文主要探索了一種基于元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)管理體系，來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)全生命周期資產(chǎn)化管理。

1 ?元數(shù)據(jù)

1.1 元數(shù)據(jù)定義

元數(shù)據(jù)（Metadata），是定義和描述其他數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)（data about data），是一種描述信息資源的內(nèi)容屬性和特征的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)[1]。元數(shù)據(jù)的概念最早在1987年由美國(guó)宇航局提出，之后元數(shù)據(jù)在各行各業(yè)中得到了廣泛使用，目前都柏林核心集是目前世界上使用范圍最廣，影響力最大的通用元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)我國(guó)也頒布了一些地理信息、生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)等行業(yè)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[2]。元數(shù)據(jù)提升了企業(yè)共享、獲取和理解信息資產(chǎn)的水平，元數(shù)據(jù)類(lèi)型可以分為管理元數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)，其中業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)又分為結(jié)構(gòu)化、文檔、圖件和體數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)。

1.2 元數(shù)據(jù)作用

元數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和有效的描述，可大幅度提高數(shù)據(jù)可讀性和質(zhì)量，使數(shù)據(jù)可高效的共享、交換和使用。數(shù)據(jù)的交換共享是通過(guò)讀取元數(shù)據(jù)信息驅(qū)動(dòng)完成，從數(shù)據(jù)的抽?。‥xtract）、轉(zhuǎn)換（Transform）到數(shù)據(jù)的加載（Load）都離不開(kāi)元數(shù)據(jù)的支持，元數(shù)據(jù)控制了整個(gè)ETL的過(guò)程[3]，元數(shù)據(jù)是ETL的靈魂和控制器，具體如圖1所示。只需維護(hù)元數(shù)據(jù)信息，就可以實(shí)現(xiàn)ETL的工作任務(wù)自動(dòng)維護(hù)。

元數(shù)據(jù)獨(dú)立于平臺(tái)，無(wú)論使用什么技術(shù)平臺(tái)，元數(shù)據(jù)的使用都不受影響，可快速響應(yīng)用戶需求的變化，減少代碼開(kāi)發(fā)的工作量，并且具有較強(qiáng)的通用性和移植性。將元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)搜索引擎相結(jié)合，可大幅度提高數(shù)據(jù)搜索的效率和準(zhǔn)確度。因此，只需對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理和維護(hù)，就可支撐用戶通過(guò)元數(shù)據(jù)挖掘有價(jià)值的信息和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用。

1.3 元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)是指把系統(tǒng)數(shù)據(jù)細(xì)化到元數(shù)據(jù)級(jí)別，運(yùn)行時(shí)都根據(jù)元數(shù)據(jù)來(lái)處理數(shù)據(jù)，與具體的業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)，通過(guò)元數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)。當(dāng)業(yè)務(wù)需求、業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢方式等發(fā)生變更時(shí)，只需要修改元數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)需求等信息的變更，無(wú)需在程序當(dāng)中修改代碼，系統(tǒng)會(huì)抽取元數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的相應(yīng)內(nèi)容并自動(dòng)轉(zhuǎn)化為SQL對(duì)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的操作，使得系統(tǒng)具有較強(qiáng)大的靈活性和適應(yīng)性，可大幅度減少代碼開(kāi)發(fā)工作量，提高開(kāi)發(fā)效率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的敏捷快速迭代[4-7]。

2 ?元數(shù)據(jù)應(yīng)用于地質(zhì)實(shí)物管理

2.1 對(duì)象生命周期編目元數(shù)據(jù)

對(duì)象全生命周期管理是近年來(lái)提出來(lái)，比較先進(jìn)的現(xiàn)代化資產(chǎn)管理理念，打破了信息壁壘，實(shí)現(xiàn)了跨部門(mén)的數(shù)據(jù)共享，以業(yè)務(wù)流為中心，提高了資產(chǎn)的管理和使用效率。地質(zhì)實(shí)物主要是指油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中鉆井或者生產(chǎn)過(guò)程中獲取的巖心、巖屑、壁心和流體[8]，是科研生產(chǎn)最基礎(chǔ)的資料。地質(zhì)實(shí)物的整個(gè)生命周期主要包括了鉆井取樣、庫(kù)房接受、入庫(kù)、上架、觀察、化驗(yàn)取樣、分析化驗(yàn)、銷(xiāo)毀等環(huán)節(jié)。通過(guò)管理地質(zhì)實(shí)物生命周期編目的元數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)實(shí)物的線上全生命周期動(dòng)態(tài)管理。

2.2 數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)項(xiàng)元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)比較常用于描述關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的結(jié)構(gòu)信息，包括了數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)表的名稱等相關(guān)的描述信息，以及數(shù)據(jù)表每個(gè)字段的屬性（數(shù)據(jù)類(lèi)型、精度、值域以主外鍵關(guān)系等）。用戶或者其他系統(tǒng)需要基于這些元數(shù)據(jù)才可與系統(tǒng)交互獲取所需要的、正確的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。而隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)等信息技術(shù)的發(fā)展，誕生了很多非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)如MongoDB等，但元數(shù)據(jù)仍然是這些非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)處理的依據(jù)[9-11]。目前地質(zhì)實(shí)物管理采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)oracle來(lái)管理，其中地質(zhì)實(shí)物比較重要的4個(gè)數(shù)據(jù)集為巖心信息表、壁心信息表、巖屑信息表和流體信息表。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)元數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)、描述和定義，極大地提高了數(shù)據(jù)的質(zhì)量、便于用戶查詢數(shù)據(jù)。以壁心信息表（見(jiàn)圖2）為例，規(guī)定了井筒、壁心深度、壁心長(zhǎng)度、壁心直徑、盒號(hào)和存放位置等各數(shù)據(jù)項(xiàng)的代碼、數(shù)據(jù)類(lèi)型、主鍵、外鍵、唯一鍵、非空、精度、小數(shù)、量綱、值域、計(jì)算公式、附錄和描述等，開(kāi)發(fā)人員通過(guò)元數(shù)據(jù)接口讀取這些元數(shù)據(jù)，就可以獲取數(shù)據(jù)字典，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、處理和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。后期業(yè)務(wù)需求有變更，只需要在數(shù)據(jù)項(xiàng)元數(shù)據(jù)增加即可，擴(kuò)展性很強(qiáng)，可快速響應(yīng)新的業(yè)務(wù)需求，縮短開(kāi)發(fā)周期。

2.3 管理效果

2.3.1 提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量

地質(zhì)實(shí)物信息復(fù)雜多樣，數(shù)據(jù)類(lèi)型眾多，有結(jié)構(gòu)化、文檔、圖片、體數(shù)據(jù)、音視頻等，數(shù)據(jù)如果沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，數(shù)據(jù)交換、傳輸和共享就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。元數(shù)據(jù)對(duì)地質(zhì)實(shí)物數(shù)據(jù)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和詳細(xì)的描述，并且元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)的類(lèi)型和值域等約束條件信息，從而可以在源頭控制數(shù)據(jù)準(zhǔn)確入庫(kù)、全局統(tǒng)一。通過(guò)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)大幅度提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保了數(shù)據(jù)的規(guī)范性、準(zhǔn)確性、一致性、唯一性、完整性和可讀可用性，為系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用奠定了扎實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[12]。

2.3.2 地質(zhì)實(shí)物線全生命周期管理

基于元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和地質(zhì)實(shí)物的全生命周期的規(guī)范管理，對(duì)地質(zhì)實(shí)物從鉆井取樣、入庫(kù)、上架、化驗(yàn)取樣、分析化驗(yàn)、銷(xiāo)毀等全生命周期的規(guī)范化采集，利用科學(xué)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)分析方法論，各環(huán)節(jié)按業(yè)務(wù)活動(dòng)發(fā)生的6W要素進(jìn)行描述和管理，為后面的線上動(dòng)態(tài)可視化精細(xì)管理、勘探開(kāi)發(fā)研究和庫(kù)房管理提供了夯實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和支撐，很容易生產(chǎn)業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流，達(dá)到地質(zhì)實(shí)物全生命周期數(shù)據(jù)閉環(huán)數(shù)字化管理。研究人員在系統(tǒng)中即可直觀獲得地質(zhì)實(shí)物現(xiàn)狀和取樣使用記錄等生命歷程的綜合展示，無(wú)需跑去庫(kù)房實(shí)地查看，線下翻閱整理各種資料，極大地減輕了基礎(chǔ)科研人員的工作負(fù)擔(dān)，達(dá)到了“運(yùn)籌帷幄之中”。

2.3.3 地質(zhì)實(shí)物線上動(dòng)態(tài)可視化展示

通過(guò)實(shí)物信息、實(shí)物余量、實(shí)物照片和實(shí)驗(yàn)成果多維可視化展現(xiàn)（見(jiàn)圖3），可高效地指導(dǎo)用戶取樣流程。同時(shí)通過(guò)把取樣申請(qǐng)審批由線下轉(zhuǎn)到線上，系統(tǒng)可在取送樣申請(qǐng)審批流程中，自動(dòng)根據(jù)申請(qǐng)內(nèi)容與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行全局比對(duì)，直觀展示實(shí)物現(xiàn)狀照片和余量等各種綜合信息，智能判斷和輔助審批，判斷出擬分析化驗(yàn)項(xiàng)目是否重復(fù)取樣、能不能滿足取樣需求，會(huì)不會(huì)造成過(guò)度取樣。使得管理者不再是“盲人摸象，拍腦袋決策”，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)決策，有效控制地質(zhì)實(shí)物重復(fù)取送樣現(xiàn)象，避免浪費(fèi)珍貴的地質(zhì)實(shí)物。同時(shí)審批流程由線下轉(zhuǎn)到線上，大幅度提高審批效率，縮短審批周期，極大地推進(jìn)了科研工作進(jìn)度。

通過(guò)元數(shù)據(jù)可以自由拼接字段，按需生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了按盆地或按油田自動(dòng)生成地質(zhì)實(shí)物的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，也可按其他不同維度、不同時(shí)間段，不同統(tǒng)計(jì)方式動(dòng)態(tài)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，改變了以往線下統(tǒng)計(jì)查詢和實(shí)地查看費(fèi)時(shí)費(fèi)力局面。

3 ?結(jié)語(yǔ)

元數(shù)據(jù)是科學(xué)管理數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)，基于元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理，為業(yè)務(wù)實(shí)體的定義、關(guān)系和業(yè)務(wù)規(guī)則到IT實(shí)現(xiàn)之間提供清晰、標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)義轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)字典，搭建了IT和業(yè)務(wù)之間的橋梁。并為與其他系統(tǒng)的交互，提供了數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)規(guī)則的描述。同時(shí)元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能夠?qū)I(yè)務(wù)新需求做出快速反應(yīng)，減輕了開(kāi)發(fā)工作量，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速迭代。

地質(zhì)實(shí)物元數(shù)據(jù)的建立加強(qiáng)了數(shù)據(jù)共享和交換，實(shí)現(xiàn)了元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)自動(dòng)更新和數(shù)據(jù)高效共享，提升了企業(yè)對(duì)地質(zhì)實(shí)物數(shù)據(jù)資產(chǎn)的管控能力，做到了地質(zhì)實(shí)物科學(xué)精細(xì)化管理，為后續(xù)智能化應(yīng)用水平提供了扎實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：曾小明（1987—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榭碧介_(kāi)發(fā)信息化系統(tǒng)建設(shè)和管理。