凉山半细毛羊遗传育种数据仓库构建及其数据挖掘

论文摘要

本研究采用凉山半细毛羊资源参考家系从1997～2007年间的相关育种资料(系谱、经济性状和分子遗传标记)作为研究对象。面向动物遗传参数评估工作的实践需求,运用数据仓库技术构建一套遗传参数估测系统,供遗传育种实践作决策支持。本研究数据源有亲权鉴定出的系谱数据、表型鉴定数据、分子遗传标记和QTL定位。对数据源分别实施校对记录,删除缺失记录,审查系谱等数据清洗后,消除所有数据噪声。面向遗传参数估测的实际需求,定义和划分了系谱、羊毛性状和体重性状等主题域。数据粒度层次划分遵循全局数据仓库的需求,遗传育种细节数据都划分为低粒度,表型值部分划分为中等粒度数据或者高等粒度数据。在从属数据集市当中,部分数据采用了双重数据粒度划分层次。按照确定好的系统边界,把遗传育种数据进行分区处理和预处理。相关数据源(结构化数据、非结构化数据)经过抽取、转换和装载之后,转入关系数据库中存储。然后,面向主题域抽取数据构建从属数据集市。本研究的数据仓库采用雪花型概念模型设计。依照动物遗传参数评估特点设计数据仓库的逻辑模型。数据仓库的物理设计和实现是运用多维数据模型理论。采用多维数据模型实现三个从属数据集市,即系谱数据集市、羊毛性状数据集市和体重性状数据集市。从属数据集市是关系型数据仓库当中分离出来的。数据集市的每一个维度存储一个数量遗传表型值。对每个数据立方体钻去、切片和旋转等操作来完成遗传参数汇总、聚集等工作,为决策实施服务。运用数据挖掘工具估测凉山半细毛羊的遗传参数,预测遗传进展、预测选择效果和杂种优势。生成的从属数据集市由数据挖掘工具检验其性能,表明数据仓库系统能够完成凉山半细毛羊遗传参数估测的实践工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 文献综述
• 1 前言
• 2 决策信息管理系统的发展现状和趋势
• 2.1 从ERP到BI的实现
• 2.1.1 ERP发展概况
• 2.1.2 ERP同EDI的整合
• 2.1.3 在ERP中加强数据仓库和联机分析处理功能
• 2.2 商业智能研究和应用现状
• 2.2.1 商业智能的组成、特点和架构
• 2.2.2 多维数据模型的技术特征
• 2.3 商务智能系统与其他商业决策系统的区别
• 2.4 从事务操作环境到分析操作环境的转变
• 2.4.1 事务操作数据库与数据仓库的区别
• 2.4.2 事务数据库与OLAP的关系
• 2.4.3 数据仓库的概念、特征及其应用
• 2.5 从知识发现到知识挖掘的跨越
• 2.5.1 知识发现催生的数据挖掘
• 2.5.2 数据挖掘的方法
• 2.5.3 数据挖掘的实施流程
• 2.5.4 数据挖掘在生物医学研究中的应用
• 2.5.5 数据挖掘在遗传数据上的作为
• 3 本研究的目的和意义
• 第二部分 材料和方法
• 1 资料来源
• 1.1 系谱资料
• 1.2 生产性能资料
• 1.3 遗传信息资料
• 1.4 凉山半细毛羊遗传育种数据仓库的开发环境和平台
• 2 凉山半细毛羊遗传育种数据仓库的设计
• 2.1 数据仓库的需求分析
• 2.1.1 数据仓库的设计策略
• 2.1.2 数据仓库的需求分析
• 2.2 数据仓库概念模型和逻辑模型设计
• 2.2.1 界定系统的边界
• 2.2.2 确定主题域
• 2.2.3 数据粒度（DataGranularity）层次划分
• 2.2.4 确定数据分割策略
• 2.2.5 关系模式定义
• 2.2.6 数据仓库的运行和维护
• 3 凉山半细毛羊遗传育种数据仓库的实现
• 3.1 数据仓库的逻辑模型结构
• 3.2 数据仓库系统的总体架构
• 3.3 数据预处理
• 3.4 数据仓库的ETL规则实施
• 3.5 数据仓库的实施与生成
• 3.5.1 核心数据集市的设计
• 3.5.2 系谱数据集市的设计
• 3.5.3 体重数据集市的设计
• 3.5.4 羊毛性状数据集市的设计
• 3.5.5 凉山半细毛羊数据集市生成
• 3.6 数据仓库的使用维护、分析挖掘和育种应用
• 3.6.1 数据仓库的使用和维护
• 3.6.2 遗传育种数据的分析挖掘和育种应用
• 第三部分 试验分析
• 1 试验设计分析
• 1.1 数据清洗和数据预处理
• 1.2 设计数据仓库
• 1.3 数据仓库的生成
• 1.4 数据分析和数据挖掘
• 2.试验结果分析
• 2.1 数据仓库中系谱数据集市挖掘分析
• 2.2 数据仓库中体重数据集市挖掘分析
• 2.3 数据仓库中羊毛数据集市的挖掘分析
• 第四部分 讨论
• 1.1 关于生物数据仓库构建和数据挖掘的问题
• 1.2 动物遗传育种数据仓库构建
• 1.3 动物遗传育种数据挖掘
• 1.4 决策支持方法在遗传育种工作上的应用
• 1.5 凉山半细毛羊遗传育种数据仓库系统的数据展现
• 1.6 凉山半细毛羊遗传育种数据仓库系统的探索方向
• 第五部分 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文