科学数据库应用系统(数据库)

时间：2022-12-30 20:30:01 | 来源：信息时代

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    科学数据库应用系统 : 中国科学院科学数据库系统的组成和应用。
中国科学院科学数据库自1986年正式启动建设,1986～2000年期间为项目建设的第一阶段,重点支持研究所科学研究过程产生的数据的及时数字化归档和管理。数据建设专家在数据积累建设过程中也积极探索数据服务模式,特别是随着互联网的出现与发展,1995年在国内开创了基于Internet提供科学数据的服务。2001年,中国科学院将科学数据库列为“十五”信息化建设的重要内容之一,成为与高速网络、高性能计算环境等并列的信息化基础设施。经过20多年的持续发展,科学数据库已经成为目前国内信息量最大、学科专业最广、服务层次最高、综合性最强的科学信息服务系统。内容涵盖化学、物理、生物、天文、材料、光学机械、自然资源、能源、生态环境、湖泊、湿地、冰川、大气、古气候、遥感等多种学科,由科学院各学科领域45个研究所的科研人员参加建设。截止“十五”末期,科学数据库专业数据库已达到503个,总数据量达16.6TB,积累了大量宝贵的科学数据资源,为实现中国科学院基础科学数据在全国范围内的共享奠定了坚实的基础。
由中国科学院所属单位研制的典型的科学数据库及其应用系统,包括:
(1) 中国动物数据库: 主要收录我国动物学研究领域的基础数据,目的是为动物学的各个分支学科的基础研究及其应用提供基础的科学数据,并为学科发展的规划决策和宏观分析提供详实的原始数据。目前由中国科学院动物研究所建立的中国动物科学数据库是国内动物学领域规模最大、权威性最强的数据库系统。内容主要包括动物物种编目数据库、动物名称数据库、中国动物志数据库、濒危和保护动物数据库、昆虫模式标本数据库、动物专家数据库、脊椎动物代码数据库等专项数据库,分别包括了中国动物分类系统、分布、生存环境、原始文献、命名和名称、濒危状况、濒危等级、致危原因、保护措施、标本采集、标本鉴定、标本保存、标本状态、学科专家、国家标准动物代码等动物学和相关学科基础性的数据。
(2) 中国植物数据库: 主要收录我国植物研究信息、植物调查信息、植物经济和社会应用信息等植物学研究领域的基础数据,其目的旨在对植物调查研究和经济利用在信息积累方面进行总结,并为植物科学研究、经济利用、园林建设、生态旅游、科普教育、环境和植物保护提供服务。由中国科学院植物研究所建立的中国植物数据库内容主要包括植物基本信息、经济利用信息、分类系统研究信息、专题研究信息和植物图像信息,以及与数据库建设和服务有关的程序软件。
(3) 中国微生物数据库: 始建于1986年,由中国科学院微生物研究所承建,数据库的主要种类有:中国微生物实物资源数据库,涵盖国内各微生物保藏中心保存的细菌、真菌、放线菌、酵母、病毒等;物种数据库,包括微生物物种编目数据库、西藏大型真菌数据库、中国真菌新种数据库、亚洲石耳数据库等; 经济微生物数据库,包括经济真菌数据库等; 国际重要生物学数据库的镜像,作为国际生物镜像网中国中心,目前已经建立了国际核酸序列数据库、PDB数据库等几十个数据库的镜像。
(4)基因组生物信息学数据库: 是北京基因组研究所暨华大基因组研究中心依托自身先进的基因组学、生物信息学、蛋白质组学平台,集合在医学、农业、微生物等领域的科研成果而开发建立。该数据库包括医药基因组数据库、农业基因组数据库和微生物基因组数据库。医药基因组数据库主要包括:人类基因组数据库,该数据库是基于人类基因组计划开发的,集合了基因、克隆、遗传标记、位点、重复片断、SNP、EST、CPG和序列等信息; 农业基因组数据库,包括国际上数据最全的水稻基因组数据库,该数据库集合了水稻基因组的遗传标记、拼接信息、基因、STS、EST、CDS、重复序列等注释信息,并且提供有重要应用价值的基因功能分类信息,能有效的辅助各种水稻研究项目; 微生物基因组数据库,主要由嗜热菌基因组数据库组成。
(5) 中国水稻基因组数据库: 水稻基因组是第一个完成测序的禾本科植物基因组。水稻基因组数据库将水稻基因组测序所产生的海量数据成果以数据库的形式加以规范化、标准化,并通过简单易用的查询界面使得相关的研究人员能够经由互联网方便地获取相关的数据。由中国科学院国家基因研究中心建立的水稻基因组数据库,包括水稻基因序列数据库,水稻基因CDNA表达序列标签(EST)数据库,水稻基因组注释、分析数据库等三个主要专业子库,包括了水稻基因组的核酸序列,表达序列两个一级数据库和由此进行数据加工得到的水稻基因组注释、分析数据库等二级数据库,是进行水稻及植物相关生物学研究的重要数据源。
(6)化学专业数据库: 以化学领域基础数据和应用数据为主,涵盖化合物结构与命名、分析测试方法、谱图、化学反应、化合物毒性、国外化学文献、配方、医药、农药、天然产物、中药、化工企业和产品等内容的化学数据库群。上述化学数据库正在逐渐整合形成综合性化学信息系统。由中科院上海有机化学研究所建立的化学专业数据库现有数据资源超过300万条记录,以化合物结构、化学反应、红外光谱、质谱、化学文献、中医药和天然产物为主要内容,90%以上数据已经上网,提供7×24小时的不间断服务。
(7)工程化学数据库: 针对过程工业在产品设计、工艺开发、过程优化、系统集成、安全评价等方面的数据需求,经过20多年的不懈努力,已经发展成为覆盖多种物系(化合物、混合物、聚合物)和数据种类(分子和晶体结构 、物性、热力学、相变、传递、相平衡、安全与防护)的,集数据服务和网格计算为一体的综合性数据库系统。由中国科学院过程工程研究所建立的工程化学数据库,包括物性及热化学数据库、相变数据库、晶体结构数据库、化学危险品安全与处置数据库、非电解质体系汽液相平衡数据库、聚合物溶液相平衡数据库、共混聚合物相溶性数据库、辛烷值数据库。
(8)高能物理与相关学科数据库: 由中国科学院高能物理研究所建立,主要包括两个专业数据库,高能天体物理数据库和核分析数据库。高能天体物理数据库主要包含国外天文卫星的观测数据和我国空间天文观测数据。数据以天文领域特有的数据格式存储,用FTP方式为粒子天体物理重点实验室的合作单位服务,其目录、基本参数和索引数据将实现Web方式服务。核分析数据库——中国古陶瓷元素谱的年代和产地特征数据库,是将系统收集的中国各古代窑址不同历史时期的具有代表性的古陶瓷碎片标本的背景信息、图片、显微结构照片、物理性能及用各种核分析技术测量的元素成分等信息存入数据库,为考古单位、文博系统、古陶瓷收藏家及各类业余爱好者提供Web方式的共享服务。
(9) 中国古生物学与地层学数据库: 以可信可靠的高精度的门类和地层研究为基础,以我国重点剖面、重点门类、重点层段的古生物学和地层学信息为主,全面而翔实地录入古生物化石资料,并着眼于今后的定量的古生物学和地层学分析。为我国的古生物地层学研究建立了一个重要的数据平台,为开展古生物地层学的区域和全球对比研究提供了一条便捷快速的渠道。由中国科学院南京地质古生物研究所建立的中国古生物学与地层学数据库包括四个子库,分别是中国早古生代立典剖面的古生物学、地层学数据库,中国晚古生代典型剖面的古生物学、地层学数据库,中国大植物化石数据库,以及中国重要微体古生物化石数据库。
(10)中国自然资源数据库: 是包括水资源、土地资源、气候资源、生物资源、环境灾害、环境治理、人口、劳动力以及社会经济等的大型综合性数据库,自1991年起,已为地学、资源环境科学研究、管理决策及其他相关用户提供了大量的数据服务。该数据库由中国科学院科学数据库及其应用系统项目支持,中科院地理科学与资源研究所承建。数据按存储格式分为属性数据、空间数据及其他图形图像数据。属性数据含关系表400多个,约1000万个数据; 空间数据包括1:400万及1:100万基础图件、1平方公里分辨率气温数据(积温、降水、人口和GDP数据将于近期完成)、植被指数和地表温度数据。图形图像数据包括多种遥感数据以及用属性数据制作的专题图件。
(11)中国土壤数据库: 土壤是一个国家最重要的自然资源,它是农业发展的物质基础。中国科学院南京土壤研究所积累了一批土壤资源、土壤环境质量和养分循环研究的数据和成果,建立了中国土壤数据库。内容主要包括土壤分类数据库、1: 400万土壤空间数据库、1:100万土壤空间数据库、中国土种数据库、土壤质量动态监测数据库、氮磷钾养分循环数据库和区域农田生态研究数据库七个专业子库。
(12)中国沼泽湿地数据库: 以野外调查获得的湿地属性信息和基于遥感获得的湿地空间分布信息为基础,利用先进的空间信息技术和计算机技术,对湿地资源及空间分布动态信息进行提取、存储、集成、管理。它的建立对于开展湿地数据挖掘,探索湿地空间分布及景观动态变化规律等都具有重要意义。由中科院东北地理与农业生态研究所建立的中国沼泽湿地数据库目前主要提供全国各省区及部分典型湿地区(三江平原湿地、辽河源地区湿地、若尔盖地区湿地、青藏高原湿地)1985年度、1995年度、2000年度的空间数据。
(13) 中国海洋数据库: 以中国近海和西北太平洋水文数据及地质数据综合处理为主要内容。海域范围,南纬10度,北纬50度; 东经100度到140度。由中国科学院海洋研究所建立的中国海洋数据库最大限度地搜集和整理了20世纪以来历次海洋调查(国内和国外)获得的数据资料,并不断更新;统一数据格式形成源数据集; 确定权威的数据排重和质控方法; 数据处理入库; 提供基于Internet的数据库访问和数据检索手段。目前该数据库主要包括温盐密声数据库、海洋化学(营养盐)数据库、海底地形数据库、海底地貌数据库、沉积分布数据库、海洋重力数据库、海洋磁力数据库等专项数据库。
(14)大气科学数据库: 是收集整理大气科学研究常用数据,并进一步开发成为信息化的大气科学和环境科学的虚拟科研环境。它的重要功能在于,提供数值化、图形化的天气、气候与环境方面的资料,为科研人员的研究工作提供方便,同时帮助一般使用者了解当前或历史上的天气气候状况以及未来的演变趋势,为公众了解气象科普知识开辟了空间。由中国科学院大气物理研究所建立的大气科学数据库包括四个子库,大气科学与环境数据库,大气科学文献库,图形可视化软件库,大气科学算法和模式库。数据种类齐全,包括连续的、时间序列较长的全球及中国的地面温度、降水资料、大气环流资料、海洋资料、辐射资料、冰雪圈资料、流量资料以及每日从Internet上下载的实时全球网格点资料。此外,从还能提供卫星云图资料、台风资料、水文资料、环境科学方面的资料等。
(15)空间环境数据库: 通过利用最新数据管理技术,将国内外针对空间环境科学涉及的太阳活动、行星际空间、地球磁层、电离层和中高层大气等领域空间环境要素及其效应而长期开展的天、地基探测数据进行集成,并利用先进网络技术建立在线数据共享服务系统对外发布公开数据,为科研、国防安全和公众服务。由中国科学院空间科学与应用研究中心建立的空间环境数据库内容主要包括空间环境基础数据库、双星卫星科学数据库、美国国家地球物理数据中心空间物交互数据资源系统(SPIDR)中国镜像和欧空局Cluster卫星簇科学数据库。
(16)天文数据库: 由中国科学院国家天文台建立,主要服务于国内天文界、航空航天部门、科普机构和社会各界。主要内容涵盖天文星表数据库(包括国外天文数据库镜像)、天文资料数据库、天文文献数据库、天文研究数据库和大科学工程数据库。天文数据库不仅应用于天文研究和天文观测领域、而且在航空航天、大地测量、卫星定位跟踪和遥控、空间环境分析预报等方面有重要应用。
(17)寒区旱区特色数据库: 是面向中国高寒、干旱、半干旱、荒漠地区资源环境研究、冰川冻土研究、高原大气研究、沙漠与沙漠化研究、生态保护与恢复研究、水土资源研究、生态农业研究、工程建设、社会经济建设规划等中涉及的特色基础科学数据的集合,是寒区旱区资源环境研究的基础数据资源。由中国科学院寒区旱区环境与工程研究所建立的寒区旱区特色数据库是在以高性能计算为支撑环境,由三级分布式数据库群构成,内容主要包括青藏高原、高原大气、冰冻圈、沙漠与沙漠化、沙尘暴、生态农业、雷电、闪电、气象、古气候、流域水-土-生-气、地-气相互作用、西部生态环境演变规律及水土资源、青藏铁路工程与多年冻土相互作用重大项目等数据。
(18)中国山地环境与灾害数据库: 由中国科学院-水利部成都山地灾害与环境研究所建设,主要收集了全国的泥石流、滑坡等山地灾害数据和西南山地环境信息以及分布在西南地区的7个中国科学院生态环境和灾害观测站的科学观测数据。该数据库由中国山地灾害数据库、中国西南山地环境数据库和中国山地基础信息数据库三个专业子库构成。
(19)中国能源数据库: 作为一个多学科、跨部门的综合型能源数据库,由隶属于国家发展和改革委员会的能源研究所建立,不仅包括化石能源和可再生能源约20多个能源品种在能源系统全过程的活动描述,也包括与能源系统密切相关的宏观经济和能源污染等信息。它集国家、省市、部门、行业多层次数据于一体,融宏观经济、能源经济、能源技术、能源环境数据于一体,是一个信息覆盖面广、数据内容丰富的能源信息系统。
(20)材料数据库: 材料是国民经济发展和国防建设的基础。材料科学与技术的研究包括材料制备与加工、组织与结构、性能与评价等因素。根据国家需求和已有基础,中国科学院金属研究所于1992年开始建立材料数据库,其主要内容包括纳米材料数据、高温合金数据、钛合金数据、精密管材数据、材料连接数据、材料腐蚀数据和失效分析数据等。
(21)光学系统数据库: 是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所于1987年开始建立的一个实用化的光学专业子库,内容包括光学镜头数据、光学材料数据、光学系统常用国家标准等,各数据库与光学设计软件连接,可以互相提供数据,并且所有数据库均可以在网上提供服务。光学镜头数据库收集的镜头数据主要来源于国内外公开发表的专利数据,主要类型有照明、显微物镜、激光光学系统、望远物镜、目镜和放大镜、投影物镜、医用光学系统、非可见光系统、光束变换系统和非球面等特殊系统。光学材料数据库包含国内外重要厂家的无色光学玻璃、光学晶体和塑料等。