面向傳感網(wǎng)的海洋觀測數(shù)據(jù)集成關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時間:2022-07-12 11:42
現(xiàn)代海洋環(huán)境觀測手段的特點是采用多種傳感器、儀器及多種觀測平臺,對海域進(jìn)行全時空、高密度、高頻率的立體觀測,F(xiàn)代海洋觀測已進(jìn)入從空間、海面、水下到海床基的立體觀測時代。不同觀測手段的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質(zhì)控、預(yù)處理以及存儲方式、產(chǎn)品加工、信息發(fā)布等不同,因此海洋觀測網(wǎng)存在各類復(fù)雜的需求。針對海洋觀測網(wǎng)的大量長期、定點、連續(xù)、大范圍多要素觀測數(shù)據(jù),如何有效地實現(xiàn)采集、傳輸、存儲和處理,為海洋科學(xué)研究及海洋管理提供多要素的實況數(shù)據(jù)資料,大大提升對各種海洋現(xiàn)象的觀測能力,對現(xiàn)代海洋觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成和信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義。本文提出了面向傳感網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、接口規(guī)范的海洋觀測網(wǎng)數(shù)據(jù)集成和信息服務(wù)整體架構(gòu),在此架構(gòu)下主要開展了基于XML的異構(gòu)歷史海洋觀測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和實時海洋觀測數(shù)據(jù)的海洋傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究。XML作為樹型存儲結(jié)構(gòu)和支持深層次嵌套表達(dá),具有能描述比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、更接近現(xiàn)實的海洋觀測數(shù)據(jù)的能力,同時XML可以粒狀地更新,在海洋觀測數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、質(zhì)控、元數(shù)據(jù)提取以及數(shù)據(jù)存儲和維護(hù)等方面改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)構(gòu)造和處理方式。傳感網(wǎng)(Sensor Web)可以進(jìn)行海洋環(huán)境要素傳感...
【文章頁數(shù)】:166 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題來源
1.2 海洋觀測數(shù)據(jù)集成技術(shù)綜述
1.2.1 海洋環(huán)境觀測手段
1.2.2 海洋觀測數(shù)據(jù)集成的需求分析
1.3 海洋觀測數(shù)據(jù)集成技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3.1 全球地球觀測系統(tǒng)&全球海洋觀測系統(tǒng)
1.3.2 NetCDF、HDF數(shù)據(jù)格式的廣泛應(yīng)用
1.3.3 我國的海洋數(shù)據(jù)集成工作
1.3.4 XML在海洋數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用研究
1.3.5 面向語義網(wǎng)的本體和語義傳感網(wǎng)
1.3.6 傳感器網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)和"智慧地球"、"物聯(lián)網(wǎng)"
1.3.7 OGC的傳感器Web整合框架(SWE)
1.4 本文研究內(nèi)容
1.5 本文組織結(jié)構(gòu)
1.6 本章小結(jié)
2 海洋觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成和信息服務(wù)整體架構(gòu)
2.1 海洋觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成和信息服務(wù)總體設(shè)計
2.2 基于XML的異構(gòu)歷史海洋觀測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計思路
2.2.1 采用Mediator/Wrapper模式的數(shù)據(jù)集成方案
2.2.2 選用XML對異構(gòu)歷史海洋觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化
2.3 實時海洋傳感網(wǎng)(Ocean Sensor Web)的設(shè)計思路
2.3.1 傳感網(wǎng)在GEOSS的應(yīng)用-美國NASA
2.3.2 傳感網(wǎng)在實時海洋觀測數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用
2.4 本章小結(jié)
3 基于XML的異構(gòu)歷史海洋觀測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
3.1 XML的定義及特點
3.2 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的分類
3.3 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的XML標(biāo)準(zhǔn)制定
3.3.1 XML標(biāo)準(zhǔn)化采用的技術(shù)
3.3.2 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)XML標(biāo)準(zhǔn)
3.3.2.1 海洋環(huán)境基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)XML標(biāo)準(zhǔn)概況
3.3.2.2 海洋環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù)XML用戶自定義節(jié)點
3.3.2.3 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)XML實例-海浪調(diào)查數(shù)據(jù)
3.4 本章小結(jié)
4 基于XML的海洋觀測數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
4.1 元數(shù)據(jù)與海洋信息管理
4.2 海洋環(huán)境信息元數(shù)據(jù)
4.3 海洋信息元數(shù)據(jù)的XML Schema
4.4 具體應(yīng)用:海洋信息元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)系統(tǒng)
4.4.1 總體架構(gòu)設(shè)計
4.4.2 后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計
4.4.3 海洋元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
5 基于XML的異步模式海洋數(shù)據(jù)交換平臺
5.1 基于異步消息傳輸模式的海洋數(shù)據(jù)交換平臺
5.2 海洋數(shù)據(jù)交換平臺的設(shè)計與實現(xiàn)
5.2.1 數(shù)據(jù)交換平臺的三大模塊設(shè)計
5.2.2 海洋數(shù)據(jù)交換平臺的實現(xiàn)
5.3 本章小結(jié)
6 海洋傳感網(wǎng)(Ocean Sensor Web)原型系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
6.1 傳感器的定義及分類
6.2 海洋環(huán)境監(jiān)測中傳感器的應(yīng)用
6.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)(Sensor Networks,SNs)
6.4 傳感網(wǎng)(Sensor Web,SW)
6.4.1 傳感網(wǎng)的定義
6.4.2 傳感網(wǎng)的特性
6.4.3 傳感網(wǎng)的開放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用框架
6.4.4 傳感網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用
6.5 海洋傳感網(wǎng)的概念
6.6 海洋傳感網(wǎng)的層次模型
6.6.1 海洋傳感器數(shù)據(jù)源層
6.6.2 海洋傳感器數(shù)據(jù)層
6.6.3 觀測、傳感器和現(xiàn)象的定義和區(qū)別
6.6.4 傳感器SensorML描述-Davis氣象站實例
6.6.5 海洋傳感網(wǎng)服務(wù)層
6.7 海洋傳感網(wǎng)原型系統(tǒng)的實現(xiàn)
6.7.1 海洋觀測服務(wù)(SOS)的Web Service接口
6.7.2 海洋觀測服務(wù)的Capabilities格式
6.7.3 海洋觀測數(shù)據(jù)的O&M格式
6.7.4 海洋觀測傳感器的SensorML格式
6.7.5 海洋傳感網(wǎng)原型系統(tǒng)的實現(xiàn)實例
6.8 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)字海洋中數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)研究[J]. 張峰,石綏祥,殷汝廣,李四海,宋杰,鮑玉斌. 海洋通報. 2009(04)
[2]海洋監(jiān)測技術(shù)發(fā)展探討[J]. 陳建軍,張云海. 水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù). 2009(02)
[3]海洋觀測技術(shù)進(jìn)展[J]. 趙吉浩,高艷波,朱光文,葛運國. 海洋技術(shù). 2008(04)
[4]基于Web目錄服務(wù)的地學(xué)傳感器觀測服務(wù)注冊和搜索[J]. 陳能成,狄黎平,龔健雅,鄭重. 遙感學(xué)報. 2008(03)
[5]我國海洋觀測預(yù)報系統(tǒng)概述[J]. 馬毅. 海洋預(yù)報. 2008(01)
[6]語義網(wǎng)格的基礎(chǔ)理論、模型與方法研究進(jìn)展[J]. 諸葛海. 中國基礎(chǔ)科學(xué). 2007(06)
[7]福建海洋環(huán)境立體監(jiān)測信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實施[J]. 趙小鋒,池天河,張新,鄭志剛,繆云海,林法玲. 臺灣海峽. 2007(04)
[8]海洋環(huán)境觀測技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 蔡樹群,張文靜,王盛安. 熱帶海洋學(xué)報. 2007(03)
[9]多系統(tǒng)集成的全球地球觀測系統(tǒng)與全球海洋觀測系統(tǒng)[J]. 麻常雷,高艷波. 海洋技術(shù). 2006(03)
[10]海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方法[J]. 羅續(xù)業(yè),周智海,曹東,李彥. 海洋通報. 2006(04)
本文編號:3659064
【文章頁數(shù)】:166 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題來源
1.2 海洋觀測數(shù)據(jù)集成技術(shù)綜述
1.2.1 海洋環(huán)境觀測手段
1.2.2 海洋觀測數(shù)據(jù)集成的需求分析
1.3 海洋觀測數(shù)據(jù)集成技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3.1 全球地球觀測系統(tǒng)&全球海洋觀測系統(tǒng)
1.3.2 NetCDF、HDF數(shù)據(jù)格式的廣泛應(yīng)用
1.3.3 我國的海洋數(shù)據(jù)集成工作
1.3.4 XML在海洋數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用研究
1.3.5 面向語義網(wǎng)的本體和語義傳感網(wǎng)
1.3.6 傳感器網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)和"智慧地球"、"物聯(lián)網(wǎng)"
1.3.7 OGC的傳感器Web整合框架(SWE)
1.4 本文研究內(nèi)容
1.5 本文組織結(jié)構(gòu)
1.6 本章小結(jié)
2 海洋觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成和信息服務(wù)整體架構(gòu)
2.1 海洋觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成和信息服務(wù)總體設(shè)計
2.2 基于XML的異構(gòu)歷史海洋觀測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計思路
2.2.1 采用Mediator/Wrapper模式的數(shù)據(jù)集成方案
2.2.2 選用XML對異構(gòu)歷史海洋觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化
2.3 實時海洋傳感網(wǎng)(Ocean Sensor Web)的設(shè)計思路
2.3.1 傳感網(wǎng)在GEOSS的應(yīng)用-美國NASA
2.3.2 傳感網(wǎng)在實時海洋觀測數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用
2.4 本章小結(jié)
3 基于XML的異構(gòu)歷史海洋觀測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
3.1 XML的定義及特點
3.2 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的分類
3.3 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的XML標(biāo)準(zhǔn)制定
3.3.1 XML標(biāo)準(zhǔn)化采用的技術(shù)
3.3.2 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)XML標(biāo)準(zhǔn)
3.3.2.1 海洋環(huán)境基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)XML標(biāo)準(zhǔn)概況
3.3.2.2 海洋環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù)XML用戶自定義節(jié)點
3.3.2.3 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)XML實例-海浪調(diào)查數(shù)據(jù)
3.4 本章小結(jié)
4 基于XML的海洋觀測數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
4.1 元數(shù)據(jù)與海洋信息管理
4.2 海洋環(huán)境信息元數(shù)據(jù)
4.3 海洋信息元數(shù)據(jù)的XML Schema
4.4 具體應(yīng)用:海洋信息元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)系統(tǒng)
4.4.1 總體架構(gòu)設(shè)計
4.4.2 后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計
4.4.3 海洋元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
5 基于XML的異步模式海洋數(shù)據(jù)交換平臺
5.1 基于異步消息傳輸模式的海洋數(shù)據(jù)交換平臺
5.2 海洋數(shù)據(jù)交換平臺的設(shè)計與實現(xiàn)
5.2.1 數(shù)據(jù)交換平臺的三大模塊設(shè)計
5.2.2 海洋數(shù)據(jù)交換平臺的實現(xiàn)
5.3 本章小結(jié)
6 海洋傳感網(wǎng)(Ocean Sensor Web)原型系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
6.1 傳感器的定義及分類
6.2 海洋環(huán)境監(jiān)測中傳感器的應(yīng)用
6.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)(Sensor Networks,SNs)
6.4 傳感網(wǎng)(Sensor Web,SW)
6.4.1 傳感網(wǎng)的定義
6.4.2 傳感網(wǎng)的特性
6.4.3 傳感網(wǎng)的開放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用框架
6.4.4 傳感網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用
6.5 海洋傳感網(wǎng)的概念
6.6 海洋傳感網(wǎng)的層次模型
6.6.1 海洋傳感器數(shù)據(jù)源層
6.6.2 海洋傳感器數(shù)據(jù)層
6.6.3 觀測、傳感器和現(xiàn)象的定義和區(qū)別
6.6.4 傳感器SensorML描述-Davis氣象站實例
6.6.5 海洋傳感網(wǎng)服務(wù)層
6.7 海洋傳感網(wǎng)原型系統(tǒng)的實現(xiàn)
6.7.1 海洋觀測服務(wù)(SOS)的Web Service接口
6.7.2 海洋觀測服務(wù)的Capabilities格式
6.7.3 海洋觀測數(shù)據(jù)的O&M格式
6.7.4 海洋觀測傳感器的SensorML格式
6.7.5 海洋傳感網(wǎng)原型系統(tǒng)的實現(xiàn)實例
6.8 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)字海洋中數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)研究[J]. 張峰,石綏祥,殷汝廣,李四海,宋杰,鮑玉斌. 海洋通報. 2009(04)
[2]海洋監(jiān)測技術(shù)發(fā)展探討[J]. 陳建軍,張云海. 水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù). 2009(02)
[3]海洋觀測技術(shù)進(jìn)展[J]. 趙吉浩,高艷波,朱光文,葛運國. 海洋技術(shù). 2008(04)
[4]基于Web目錄服務(wù)的地學(xué)傳感器觀測服務(wù)注冊和搜索[J]. 陳能成,狄黎平,龔健雅,鄭重. 遙感學(xué)報. 2008(03)
[5]我國海洋觀測預(yù)報系統(tǒng)概述[J]. 馬毅. 海洋預(yù)報. 2008(01)
[6]語義網(wǎng)格的基礎(chǔ)理論、模型與方法研究進(jìn)展[J]. 諸葛海. 中國基礎(chǔ)科學(xué). 2007(06)
[7]福建海洋環(huán)境立體監(jiān)測信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實施[J]. 趙小鋒,池天河,張新,鄭志剛,繆云海,林法玲. 臺灣海峽. 2007(04)
[8]海洋環(huán)境觀測技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 蔡樹群,張文靜,王盛安. 熱帶海洋學(xué)報. 2007(03)
[9]多系統(tǒng)集成的全球地球觀測系統(tǒng)與全球海洋觀測系統(tǒng)[J]. 麻常雷,高艷波. 海洋技術(shù). 2006(03)
[10]海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方法[J]. 羅續(xù)業(yè),周智海,曹東,李彥. 海洋通報. 2006(04)
本文編號:3659064
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