海洋数据共享平台关键技术研究与开发

论文摘要

海洋观测数据具有网格状、多维数、含有地理信息等特点,不同种类的海洋观测数据之间具有强烈的语义、语法异构性。本文针对海洋观测数据特点,对海洋数据共享平台框架中的多种技术进行了研究与开发,实现了一套针对海洋观测数据的数据共享方案。论文对已有的“海洋信息网格共享平台”架构进行了修改,增加了数据标准化层与海洋观测本体两部分内容。根据数据标准化层规范,平台使用国际通用的海洋科学数据格式——NetCDF格式作为平台标准数据格式,并在本层基于NetCDF数据格式开发了多种数据操作服务,实现了对于NetCDF数据各种基本操作以及支持各种应用程序的数据适配服务。海洋观测本体实现了海洋观测数据的跨领域共享与海洋观测知识的无歧义表达。本体中系统的描绘了海洋观测数据分类模型与海洋机构模型,为下一步制定海洋观测数据元数据标准的提供实验依据。根据所设计的数据共享平台框架,本文设计并实现了天津海洋观测数据展示平台。平台使用NetCDF数据格式,通过数据标准化层与核型服务层所实现的服务,开发了多种海洋信息产品,包括实时数据产品、统计分析产品、同化产品、辅助航行产品。并利用ArcGIS将各种产品进行可视化展示,生成了包括时间序列图、实时序列图、海洋标量场图、海洋矢量场图等多种海洋特效。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及背景
• 1.2 本文主要工作
• 1.3 本文工作内容在海洋数据共享平台中位置
• 1.4 论文的结构
• 第二章 海洋数据共享相关研究
• 2.1 数据共享技术
• 2.1.1 数据集成
• 2.1.2 本体
• 2.1.3 GML与KML标准
• 2.1.4 WEB服务与SOA
• 2.1.5 ESB
• 2.2 海洋数据共享技术
• 2.2.1 NetCDF数据格式
• 2.2.2 元数据与FGDC
• 2.2.3 ArcMarine模型
• 2.3 相关项目研究现状
• 2.3.1 IOOS
• 2.3.2 DMAC
• 2.3.3 ORION
• 2.3.4 MMI
• 2.3.5 MarineXML
• 2.4 本章小结
• 第三章 海洋数据共享平台框架
• 3.1 共享平台框架在海洋观测体系中的位置
• 3.1.1 数据标准与系统安全规范
• 3.1.2 业务应用系统
• 3.1.3 网络通信平台
• 3.1.4 信息共享平台管理与资源整合
• 3.2 海洋共享平台总体架构
• 3.2.1 应用及门户
• 3.2.2 工具及SDK
• 3.2.3 服务管理
• 3.2.4 核心服务
• 3.2.5 数据标准化
• 3.2.6 分布的资源
• 3.2.7 海洋观测本体
• 3.3 本章小结
• 第四章 共享平台海洋观测本体
• 4.1 本体模型
• 4.1.1 海洋观测本体概念模型
• 4.1.2 海洋数据类型模型
• 4.1.3 海洋机构类型模型
• 4.2 海洋观测本体模型构造
• 4.2.1 公理实现
• 4.2.2 概念/类实现
• 4.2.3 关系/属性实现
• 4.2.4 注释实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 共享平台核心模块设计与实现
• 5.1 NetCDF元数据提取服务
• 5.2 NetCDF数据集操作服务
• 5.3 数据适配服务开发
• 5.4 实现数据访问服务
• 5.4.1 电报码文件访问服务
• 5.4.2 数据库访问服务
• 5.4.3 XML数据访问服务
• 5.5 实现GIS服务
• 5.6 实现地理信息资源获取服务
• 5.7 本章小结
• 第六章 天津海洋观测数据展示平台应用
• 6.1 系统架构
• 6.1.1 海洋观测数转标准化
• 6.1.2 核心服务组件
• 6.1.3 GIS服务
• 6.1.4 元数据服务
• 6.1.5 用户授权访问控制
• 6.1.6 应用程序服务器
• 6.1.7 异构海洋资源
• 6.1.8 用户与用户接口
• 6.2 实测产品
• 6.2.1 用户选择条件
• 6.2.2 时序图
• 6.2.3 实时图
• 6.3 统计分析产品
• 6.4 同化产品
• 6.4.1 标量场图
• 6.4.2 矢量场图
• 6.5 移动设备辅助决策
• 6.6 平台实现环境
• 6.7 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢