GB/T 26499.3-2011 机械 科学数据 第3部分：元数据

　　ICS 25. 010 J 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 26499. 3—2011

　　机械 科学数据

　　第 3 部分:元数据

　　Machinery—Sciencedata—Part3:Metadata

　　2011-05-12发布 2011-10-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T26499.3—2011

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 一致性 3

　　5 UML模型和元数据数据字典 3

　　6 约定 6

　　7 机械科学数据元数据要求说明 10

　　8 元数据模式 15

　　附录 A (规范性附录) 机械科学数据数据字典 24

　　附录 B (规范性附录) 元数据扩展和元数据应用专规 60

　　附录 C (规范性附录) 抽象测试套件 63

　　附录 D (资料性附录) 元数据应用专规制定方法 65

　　附录 E (资料性附录) 元数据实施 68

　　参考文献 69

　　Ⅰ

　　GB/T26499.3—2011

　　前 言

　　GB/T 26499《机械 科学数据》分为四个部分 :

　　— 第 1部分 :分级分类方法 ;

　　— 第 2部分 :数据元目录 ;

　　— 第 3部分 :元数据 ;

　　— 第 4部分 :交换格式 。

　　本部分为 GB/T 26499的第 3部分 。

　　本部分的附录 A、附录 B 和附录 C为规范性附录 , 附录 D 和附录 E 为资料性附录 。本部分由中国机械工业联合会提出 。

　　本部分由全国 自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归 口 。

　　本部分起草单位 :北京中机科海科技发展有限公司 、安徽京诺科技发展有限公司 。本部分主要起草人 :李春梅 、李丽亚 、李艾丹 、郭秋梅 、吴来 、薛中玉 、李莹 、王芳 。

　　Ⅲ

　　GB/T26499.3—2011

　　引 言

　　GB/T 26499《机械 科学数据》分为四个部分 。

　　1) 第 1部分 :分级分类方法 , 旨在通过对机械科学数据的分级分类进行规范 , 以便形成良好的机械科学数据共享机制 ,保护国家安全 、社会公众利益和数据生产者的合法权益 ,促进机械科学数据的价值在广泛应用中得到更大的发挥和增值 。

　　2) 第 2部分 :数据元目录 , 旨在通过对机械科学数据的属性进行一致性和精确性的规范描述 ,保证具有相同概念的数据元在语义上统一 、规范 、无歧义 ,最大限度地消除数据描述的混乱现象 。

　　3) 第 3部分 :元数据 , 旨在通过对机械科学数据的来源 、内容 、质量以及用途等信息提供一套规范描述 ,为科研人员 、相关用户等提供高效的检索 、获取 、使用和评价服务 ,促进机械科学数据的保存 、管理 、交流 、共享和维护 。

　　4) 第 4部分 :交换格式 。 旨在通过确立面向机械科学数据共享活动的 、结构化和预定义的数据交换结构和格式 ,实现数据在采集 、加工 、汇交 、分发 、服务和应用等多个环节中的自动交换 ,从而推动和促进机械科学数据的高度共享 。

　　机械科学数据标准的四个部分分别规范了机械科学数据共享管理的四个方面 ,构成了一个有机整体 ,缺一不可 。

　　步入 21世纪 ,在新的经济 、技术条件下 ,机械行业作为国民经济发展的重要支撑部分越来越受到社会各界的瞩目 ,成为当前科学研究的热门领域 。机械行业科研过程需要大量的科学数据作为支撑 ,只有可靠 、准确 、系统的科学数据 ,才能满足科技进步与科技创新的需求 。然而 ,事实上 ,机械行业科研对科学数据的利用并不理想 ,造成这一现象的主要原因在于科学数据没有得到广泛的共享 , 以至于虽然大量数据存在 ,但却难以获取 、难于挖掘 ,这种现状大大阻碍了机械行业 ,乃至我国科技和经济的发展 。

　　元数据不规范和缺乏统一标准是制约科学数据共享的主要原因 ,所以 ,建立统一 、规范的元数据标准对于促进数据规范管理和加强数据共享具有十分重要的意义 :

　　— 统一 、规范的元数据标准可以清楚地描述数据生产单位的数据分类 、数据内容 、数据质量 , 以及数据管理等信息 ;

　　— 统一 、规范的元数据标准可以帮助数据生产者有效地管理和维护数据 、建立数据文档 ,确保机构对数据的投资即使人员变动或时间流失等情况发生 ,也不会造成数据文档的丢失 ;

　　— 统一 、规范的元数据标准可以为用户提供网上数据查询 、检索和交换等服务 ,方便用户收集和处理所需信息资源 。

　　本部分借鉴了国内外相关元数据标准 ,并根据我国机械行业科学数据特点进行制定 ,是机械科学数据元数据的内容标准 。

　　本部分的制定将为科研人员 、相关用户等提供高效的检索 、获取 、使用和评价服务 ,促进机械科学数据的保存 、管理 、交流 、共享和维护 。

　　Ⅳ

　　GB/T26499.3—2011

　　机械 科学数据第 3 部分:元数据

　　1 范围

　　GB/T 26499的本部分规定了机械科学数据元数据的内容 ,包括资源集合元数据内容和资源对象元数据内容 。

　　本部分适用于机械行业科学数据的编 目 、描述 、管理和共享 。通过使用元数据标准的规范 ,可为用户提供数据的检索服务 、动态的数据目录服务 ,动态的相关资源信息服务等 , 为实现数据共享和机械科学数据的生产者 、数据管理者 、数据使用者以及一切相关人员提供帮助 。

　　本部分的原理可以扩展到其他领域科学数据元数据标准的制定和应用中去 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过 GB/T 26499的本部分的引用而成为本部分的条款 。凡是注日期的引用文件 ,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分 ,然而 ,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本适用于本部分 。

　　GB/T 2659—2000 世界各国和地区名称代码(eqvISO 3166-1:1997)

　　GB/T 7408—2005 数据和交换格式 信息交换 日期和时间表示法(ISO 8601:2000,IDT)

　　GB/T 18391. 3—2009 信息技术 元数据注册系统(MDR) 第 3 部分 : 注册系统元模型与基本属性(ISO/IEC 11179-3:2003,IDT)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于 GB/T 26499的本部分 。

　　3. 1

　　元数据 metadata (MD)

　　关于数据的数据 ,是说明数据的来源 、内容 、格式 、质量 、状态及结构等特征的信息 。

　　3. 2

　　元数据子集 metadatasection

　　元数据的子集合由相关的元数据实体和元素组成 。

　　注 : 与 UML术语中的包同义 。

　　[GB/T 19710—2005,定义 4. 8] 3. 3

　　元数据实体 metadata entity

　　一组说明数据相同特性的元数据元素 。

　　注 1: 可以包括一个或一个以上的元数据元素 。

　　注 2: 与 UML术语的类同义 。

　　[GB/T 19710—2005,定义 4. 7] 3. 4

　　元数据元素 metadata element

　　元数据的基本单元 。

　　注 1: 与 UML术语中的属性同义 。

　　1

　　GB/T26499.3—2011

　　注 2: 元数据元素在元数据实体中是唯一的 。

　　3. 5

　　元数据实例 metadata instance

　　与某一元数据模式相符的具体数据资源的元数据 。

　　[GB/T 20533—2006,定义 3. 8] 3. 6

　　数据字典 data dictionary

　　a) 软件系统中使用的所有数据项的名字及与这些数据项有关的特性(例如 :数据项长度 、表示等)的集合 ;

　　b) 分层数据流程图中涉及的数据流 、数据元素 、文件 、数据基和进程之定义的集合 。

　　[GB/T 11457—2006,定义 2. 394] 3. 7

　　资源 resource

　　具有身份标识的任何对象 。

　　示例 :数据集 、服务 、人员或机构等 。

　　[GB/T 20533—2006,定义 3. 27] 3. 8

　　资源集合 resourcecollection

　　用于任何物理对象和数字对象集合 ,本部分中的资源集合主要指数据资源对象或子集合按一定体系组成的整体 。

　　3. 9

　　资源对象 resourceobject

　　资源对象的定义很广 ,认为只要有独立标识(URI)的东西均可称之为资源对象 。在本部分中 ,资源对象指文本 、图形 、图像 、数据表格 、软件等相对独立的数字对象 。

　　3. 10

　　数据集系列 datasetseries

　　符合相同产品规范的数据集的集合 。

　　[GB/T 19710—2005,定义 4. 3]

　　3. 11

　　数据集 dataset

　　可以识别的数据集合 。

　　注 1: 通过对诸如覆盖范围或者属性类型的限制 ,数据集在物理上可以是更大数据集中的一个比较小的数据组 。

　　注 2: 改写 GB/T 19710—2005,定义 4. 2。

　　3. 12

　　数据实体 data entity

　　包含数据内容的一个逻辑或物理的存储单元 。

　　示例 :文本文件 、关系数据库数据表 、电子表格 、GIS图层等 。

　　注 : 一个数据集可以由一个或多个数据实体组成 。

　　3. 13

　　数据类型 data type

　　在有效值域内 ,允许对该值域内的值进行合法操作的规定 。

　　例如整形 、实型 、布尔型 、字符串 、日期以及本部分中 自定义的数据类型等 。

　　注 1: 数据类型包括基本预定义类型和用户定义的类型 。

　　注 2: 数据类型用术语标识 ,例如整型 。

　　2

　　GB/T26499.3—2011

　　注 3: 改写 GB/T 19170—2005,定义 4. 1。

　　3. 14

　　DCMIType

　　DCMI(Dublin Core Metadata Initiative,都柏林核心元数据组织) 类型词表提供了一组通用的 、跨领域的术语 , 由 DCMI推荐使用 ,可以被用来确定一种数据资源是属于哪种类型 。

　　注: 详见 http://dublincore. org/documents/dcmi-terms/#H7。

　　3. 15

　　值域 valuedomain

　　允许值的集合 。

　　[GB/T 20533—2006,定义 3. 19]

　　3. 16

　　模型 model

　　一个系统的完整的抽象 ,是人们对某个领域特定问题的求解及解决方案 ,并将人们对此的理解和认识蕴涵在模型中 。

　　3. 17

　　超文本标记语言 hypertextmarkup language(HTML)

　　用于描述网页文档的一种标记语言 。

　　3. 18

　　标准通用置标语言 standard generalized markup language(SGML)

　　一种通用的文档结构描述置标语言 ,为语法置标提供了异常强大的工具 , 同时具有极好的扩展性 ,因此在数据分类和索引中非常有用 。

　　3. 19

　　统一建模语言 unified modelinglanguage(UML)

　　一种面向对象的建模语言 ,它是运用统一的 、标准化的标记和定义实现对软件系统进行面向对象的描述和建模 。

　　3. 20

　　统一资源标识符 uniform resource indentifier(URI)

　　用于唯一地标识元素或属性的数字或名称 。

　　3. 21

　　可扩展标记语言 extensiblemarkup language(XML)

　　用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言 ,可以用来标记数据 、定义数据类型 ,是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言 。

　　4 一致性

　　本部分定义的元数据实体和元数据元素在第 7章 、第 8章和附录 A 中阐明 。

　　用户制定的元数据应用专规按照附录 B 中的要求和规则定义和描述 。

　　一个声称与本部分严格一致的元数据应用专规只包含本部分中定义的元数据元素 、元数据实体和元数据子集 ,并应能通过附录 C 中的要求测试 。

　　一个声称与本部分一致的元数据应用专规可包含扩展的元数据元素 、元数据实体和元数据子集 ,并应能通过附录 C 中的要求测试 。

　　5 UML模型和元数据数据字典

　　5. 1 UML模型符号

　　本部分图 6~ 图 21使用 UML2. 0静态结构图表示 ,所使用的 UML 图示符号约定如图 1所示 。

　　3

　　GB/T26499.3—2011

　　图 1 UML符号

　　5. 2 UML模型关系

　　5. 2. 1 概述

　　类指具有同类属性和行为的对象 ,与元数据实体等同 。本部分所涉及的类之间的关系包括关联 、泛化和依赖等 。

　　5. 2. 2 关联

　　关联描述两个或多个类之间的关系 。 UML定义了三种不同类型的关联 : 包括关联 、聚合和组合 。这三种类型具有不同的语义 ,耦合程度由低到高排列 。

　　通常的关联关系表示两个类之间的一般关系 ,或表示类之间存在着某种关系 ,例如多重性的关系 。关联的方向一定要 表 示 , 没 有 方 向 表 示 时 默 认 为 双 向 关 联 。 如 果 是 单 向 关 联 , 需 用 箭 头 或 其 他 符 号表示 。

　　聚合关联和组合关联用于创建两个类之间的部分与整体关系 。但二者有区别 , 聚合关联表示类之间部分与整体的关系是松散的 ,“部分类 ”的实例虽然属于该 “整体类 ”,但是它可以独立存在 。

　　组合关联表示类之间部分与整体的关系是紧密的 , 即 “部分类 ”中的实例只属于该整体 ,如果删除了整体 ,部分将随之被删除 。

　　5. 2. 3 泛化

　　如果一个类的所有实例都是另一个类的实例 ,那么 ,前者与后者就存在泛化关系 。前者是子类(特化类) ,后者是超类(泛化类) 。例如数据集限制与法律限制和安全限制的关系就是泛化关系 。数据集限制是超类 ,法律限制和安全限制是子类 。

　　5. 2. 4 依赖

　　依赖用来表示对包(元数据子集)的理解 、使用等依赖其他的包(元数据子集) 。

　　5. 2. 5 角色

　　角色表示类在关联中的作用 。如果一个关联中只有一个特定的方向 ,就用一个角色名称表示相应的源和目标的关系 。在双向关联中 ,将提供两个角色名称 。 图 2 说明在 UML 图中如何表示角色名称和基数 。

　　4

　　GB/T26499.3—2011

　　图 2 UML角色

　　5. 3 UML模型构造型

　　5. 3. 1 概述

　　UML构造型是现有 UML概念的扩展机制 。 它是一种用来对其他 UML元素进行分类(或标记)的模型元素 。构造型在固有的 UML模型类层次结构的基础上 ,增强了分类机制 。

　　5. 3. 2 具体的 UML构造型

　　本部分中使用如下构造型 :

　　a) 〈〈Type〉〉:一个构造型类 ,用于定义实例(对象) 的域以及作用于这些实例(对象) 的操作 。类型可以有属性和关联 ,但没有方法 。

　　b) 〈〈DataType〉〉:包括预先定义的基本类型(整型 、实型 、布尔型 、字符串 、日期等) 和用户定义的类型(实体 、构造型 、关联等) 。数据类型是一个具有很少操作或没有操作的类 ,其主要 目 的是容纳另一个类的抽象状态 , 以进行传输 、编码或持久地存储 。

　　c) 〈〈Enumeration〉〉:一种数据类型 。它的实例形成了被严格命名的值的清单 ,并且枚举名称与它的值都要进行规定 。枚举的意思是一个类中所有可能取值的简短列表 。

　　d) 〈〈CodeList〉〉:可用于描述更开放的枚举类 ,是一个灵活的枚举类 。代码表通常用于表示可能取值的长列表 。如果表中的元素都是已知的 ,就用枚举表示 ;如果还有其他可能的取值 ,则使用代码表 。

　　e) 〈〈Union〉〉:选择一种特化类型的说明 ,可用于确定能够使用的可选类/类型 , 而无需生成一个公共的超类/超类型 。

　　f) 〈〈Abstract〉〉:一个不能直接实例化的类 。抽象类通常是超类 , 通过其子类实例化 。 UML表示法中用斜体表示它的名字 。例如 :参照系统是抽象类 ,基于坐标的参照系统和基于地理标识的参照系统是它的两个子类 。参照系统通过其两个子类实例化 ,两个子类继承其超类的属性 。

　　g) 〈〈Metadata〉〉:主要用于构成元模型 。元类是对象类 ,它的主要目的是容纳其他类的元数据 。

　　h) 〈〈Interface〉〉:一组命名的操作 ,说明元素的行为 。

　　5

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　　i) <> :逻辑上相关的组成部分 ,包括子包 。

　　j) <> : 只包含定义 ,不含任何子包的包 。 5. 4 UML模型和元数据数据字典的关系

　　表 1说明 UML模型术语和元数据数据字典术语之间的关系 。

　　表 1 UML模型和元数据数据字典关系

　　UML模型

　　元数据数据字典

　　包

　　子集

　　泛化类

　　实体

　　特化类

　　实体

　　类

　　实体

　　属性

　　元素

　　关联

　　元素

　　6 约定

　　6. 1 元数据基本属性

　　6. 1. 1 概述

　　对于每个元数据元素和元数据实体 ,本部分从语义和语法两方面进行描述 。具体地说 ,使用以下 8个属性来进行定义 ,必要的时候可以增加 “备注 ”或其他的一些属性 。 (见 GB/T 18391. 3—2009) 。其中共定义了 10种属性 ,包括 : 名称 、定义 、约束 、条件 、最多实例数 、数据类型 、最大长度 、字符集 、语言 、备注 。)

　　6. 1. 2 中文名称

　　赋予数据元素或元数据实体的一个中文标记 。元数据实体名称在本部分中是唯一的 ,元数据元素名称在元数据实体中也是唯一的 ,通过元数据实体名称和元数据元素名称的组合 ,使元数据元素名称在整个标准中唯一 。

　　6. 1. 3 英文名称

　　元数据元素或元数据实体的英文名称 ,一般用英文全称 。

　　6. 1. 4 缩写名

　　元数据元素或元数据实体的英文缩写名称 。缩写规则如下 :

　　a) 缩写名在本部分范围内必须唯一 ;

　　b) 对存在国际或行业领域惯用英文名称缩写的 ,采用惯用缩写 。

　　6. 1. 5 定义

　　对元数据元素或元数据实体含义的解释 , 以使之与其他元数据元素或元数据实体在概念上相区别 。

　　6. 1. 6 数据类型

　　元数据元素的有效值域和允许对该值域内的值进行有效操作的规定 ,例如整型 、实型 、字符串型等 。本部分也可以使用数据类型属性定义元数据实体 、构造型和元数据关联 。

　　6. 1. 7 性质/条件

　　说明一个元数据实体或元数据元素是否应当总是在元数据中选用还是有时选用 , 描述符号分为 : M— 必选 ,O— 可选 ,C— 条件必选 。其中必选指必须选用或者说被强制选用 ;可选指可以选用也可以不选用 ;条件必选指当满足指定的条件时必须选用 。元数据实体和元数据元素的性质/条件属性是一个条件性的概念 , 即 :一个元数据元素或实体必选还是可选是在其 “上层 ”元数据实体已被(强制或非强制)选用的前提下而言的 。

　　6

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　　6. 1. 8 域

　　元数据元素所允许的值的集合 。本部分也使用域属性定义元数据实体 ,用以说明该元数据实体包含的元数据元素和实体 。

　　6. 1. 9 最大出现次数

　　说明元数据元素或元数据实体可以有的实例的最大数目 。

　　6. 2 资源集合元数据说明

　　表 2是部分常用的机械科学数据资源集合元数据 。

　　表 2 资源集合元数据表

　　类别

　　元素

　　性质/条件

　　定义或说明

　　元 数 据 基 本 信 息

　　元数据标识符

　　M

　　元数据的唯一标识符

　　元数据创建日期

　　M

　　元数据创建的 日期

　　元数据联系方

　　M

　　对元数据信息负责的单位或个人

　　元数据语种

　　C

　　元数据所使用的语言

　　元数据字符集

　　C

　　元数据集采用的字符编码标准的全名

　　元数据标准名称

　　O

　　执行的元数据标准(包括专用标准名)名称

　　元数据标准版本

　　O

　　执行的元数据标准(专用标准)版本

　　一 般 描 述 信 息

　　标题

　　M

　　资源集合的名称

　　标识符

　　M

　　用于识别该资源的唯一标识

　　简要说明

　　M

　　关于资源集合内容的简洁描述 ,包 括 资 源 所 要 表 达 的 重 要 信 息 ,并 提 供 内 容 的关键字

　　主题

　　M

　　资源集合主题关键字 ,并注明主题词表来源(请参考国家或行业主题词表)

　　日期

　　M

　　资源 集 合 开 始 提 供 使 用 的 日 期 , 采 用 GB/T 7408—2005 日 期 表 示 方 法 , 如2006-6-11

　　收集者

　　M

　　资源集合收集过程中主要责任的人员或机构编号

　　拥有者

　　M

　　拥有资源集合的人员或机构编号

　　保管历史

　　M

　　关于资源集合的档案资料 ,如地点 、保存期限 、介质等

　　关 联 信 息

　　父集合

　　M

　　资源的父集合标识及说明

　　成员

　　M

　　资源集合的子成员标识及说明

　　相关资源

　　O

　　提供相关资源的标识 ,关系名称 , 以及对关系的说明 ,并按相关度从大到小排序

　　结合资源

　　O

　　提供分散在不同地域的同一技术领域的资源集合的标识及简要说明

　　访 问 信 息

　　访问地址

　　M

　　如果资源可通过地理位置访问 ,则填写邮政地址,包括详细地址及邮编(如果已登记在机构信息表中 ,也可直接填写机构编号) ;

　　如果资源可通过网络获取 ,则另外填写该资源的 URL地址

　　访问权限

　　M

　　关于资源集合访问权限的说明 ,选填 “保密 ”或 “公开 ”,并说明开放范围

　　负责人

　　M

　　数据机构中负责数据访问的人员编号

　　可访问时间说明

　　M

　　说明数据资源可提供访问的时间段

　　6. 3 资源对象元数据说明

　　表 3是部分常用的机械科学数据资源对象元数据 。

　　7

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　　表 3 资源对象元数据表

　　类别

　　元素

　　性质/条件

　　定义或说明

　　元数据标识符

　　M

　　元数据的唯一标识符

　　元数据创建日期

　　M

　　元数据创建的 日期

　　元数据联系方

　　M

　　对元数据信息负责的单位或个人

　　元数据语种

　　C

　　元数据所使用的语言

　　元数据字符集

　　C

　　元数据集采用的字符编码标准的全名

　　元数据标准名称

　　O

　　执行的元数据标准(包括专用标准名)名称

　　元数据标准版本

　　O

　　执行的元数据标准(专用标准)版本

　　一般描述

　　信息

　　标题

　　M

　　数据资源的名称

　　主题

　　M

　　数据资源主题关键字 ,并注明主题词表来源(请参考国家或行业主题词表)

　　简要说明

　　M

　　关于数据资源内容的简洁描述 ,包括资源所要表达的重要信息

　　数据生产信息

　　M

　　提供数据来源信息 ,如手册 、实测 、试验 、统计 、国际交流等 ; 以及对数据生 产 条件 、生产方法等方面的描述 ,例如 ,试验方法 、数据采集方法 、试样 、设备等

　　数据加工维护历史

　　M

　　提供数据加工 、维护的历史信息 ,如数字化加工信息 ,数据资源补充 、更新等信息

　　背景信息

　　M

　　获得该数据资源的项目背景信息 ,包括项目名称 、类型 、水平 、负责单位 、负责人等信息 , 以及其他相关背景信息

　　质量信息

　　M

　　生产数据时的质量保证措施 、所依据的标准 、数据精度 、专家评判意见等信息

　　资源状态

　　M

　　资源的制作状态或进展情况

　　实例信息

　　日期

　　M

　　生产数据资源的 日期 ,采用 GB/T 7408—2005 日期表示方法 ,如 2004-1-20

　　标识符

　　M

　　用于区分该资源的唯一标识

　　表征信息

　　M

　　关于数据资源内容表达方面的信息 ,包括资源的类型与资源的格式 。类型取值“数据集 ”、“图像 ”、“软件 ”、“文本 ”等(参 考 DCMI类 型 词 表 说 明) ; 格 式 取 值 参考 “数据资源格式说明 ”

　　产权信息

　　创建者

　　M

　　数据获得过程中的主要责任人员或机构编号

　　产权说明

　　M

　　关于数据资源的知识产权 、版权等方面的说明

　　关联信息

　　父集合

　　M