数字海洋基础数据及业务流程建模方法及相关技术研究

论文摘要

随着国家进一步加强海洋开发，在海洋工作中，为了发展海洋经济、保护海洋环境、维护海洋权益、合理开发海洋资源，迫切要求开展数字海洋信息系统的建设工作。我国在“八五”、“九五”和“十五”期间，开展了一些海洋信息系统的建设工作，获得了大量非常宝贵的海洋数据资料，建立了一些专业的海洋基础数据库和专题应用系统。但由于海洋具有涉及学科繁多、海洋数据获取困难、形式多样以及海洋信息服务对象需求差异巨大等特点，目前建立的海洋基础数据库，大都处于分散、独立运行状态，有相当一部分调查获得的海洋数据干脆束之高阁，珍贵的海洋数据资源没有得到有效的整合与利用，海洋基础数据缺乏有效的组织和管理。因此迫切需要建立起高效运行的相关海洋业务模型和满足各类应用的基础信息支撑平台。本文的研究重点就是要针对海洋基础数据建模和业务建模开展研究，找到实现对海洋基础数据进行高效管理与有效利用的建模方法，为实施数字海洋建设提供最基本的技术支撑。 为解决海洋基础数据和业务流程的建模问题，本文针对有关方法和技术进行了比较系统的研究，并取得以下进展： 首先分析了基于多渠道多层次的海洋基础数据的特点，提出了支持多源、多态、多样性的海洋基础数据的组织与管理的海洋基础数据模型和数据仓库模型。给出了分布式数据搜索的冲突与异构、局部数据统计与全局集成、多态输出的模式转换等海洋基础数据模型中关键问题的相关解决方案。 采用工作流管理技术，开展了海洋基础数据业务流程建模问题研究。在海洋基础数据模型的基础上，提出了海洋基础数据业务流程模型体系结构和流程建模方法。针对业务流模型验证问题，研究了验证过程中的冲突和正确性约束问题，给出了基于局部正确性与全局正确性验证准则和基于图形展开与图形归约的验证方法。 在海洋基础数据模型和业务流程模型基础上，针对海洋基础数据和海洋业务流程多维动态特点，以及海洋基础数据、产品图形化表达和业务化制作等应用需求，开展了系统化海洋基础数据及业务流程可视化表达关键技术研究，提出了海洋基础数据多维分解动态表达方法和数字海洋业务流程可视化表达方法。 针对海洋基础数据和业务流程集成管理与共享交换服务需求，引入面向对象的XML Bricks技术，开展海洋基础数据的XML描述与实现技术研究，提出了基于XML的海洋基础数据集成与业务流程中的数据交换模型，研究了海洋数据和业务流程的XML描述方法以及XML信息发布机制，并着重针对XML Schema文档验证问题，提出了基于自动机技术的模式验证技术及实现方法。

论文目录

• 声明
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 问题提出
• 1.2 数字海洋中基础数据与业务流程
• 1.3 基础数据及业务流程建模的意义
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 本文的研究内容及构成
• 第二章 海洋信息基础数据建模
• 2.1 基于多渠道多层次的海洋基础数据
• 2.1.1 海洋环境数据的特点
• 2.1.2 海洋基础数据建模的已有研究基础
• 2.2 基于统一规范的海洋基础数据模型
• 2.2.1 海洋环境信息基础数据库模型的定义
• 2.2.2 多类型多格式基础数据文件的组织
• 2.2.3 数据文件质量控制机制
• 2.2.4 海洋基础数据文件组织过程中的导入模式
• 2.2.5 基础数据建模后的全局管理
• 2.3 海洋基础数据模型中关键问题及解决方案
• 2.3.1 分布式数据搜索的冲突与异构
• 2.3.2 局部数据统计与全局集成
• 2.3.3 多态输出的模式转换
• 2.4 海洋数据仓库体系架构与建模
• 2.4.1 海洋数据仓库定义
• 2.4.2 海洋基础数据仓库体系结构
• 2.4.3 海洋基础数据仓库ETL的研究
• 2.4.4 海洋基础数据仓库元数据管理机制的研究
• 2.5 小结
• 第三章 海洋基础数据处理的业务流程建模
• 3.1 工作流模型
• 3.1.1 模型功能定义
• 3.1.2 模型体系结构
• 3.2 建模流程设计与形式化描述
• 3.2.1 基础数据对象类设计
• 3.2.2 业务流程设计
• 3.3 数据流工作流模型验证准则
• 3.3.1 模型验证的必要性
• 3.3.2 模型验证技术
• 3.3.3 模型验证过程中的冲突
• 3.3.4 模型正确性约束规则
• 3.4 数据流工作流模型验证策略
• 3.4.1 模型验证策略的提出
• 3.4.2 局部正确性与全局正确性验证准则
• 3.4.3 基于图形展开与图形归约的验证方法
• 3.4.4 全局测试算法
• 3.5 小结
• 第四章 基础数据及业务流程多维动态可视化表达
• 4.1 基于业务流程划分的海洋基础数据类
• 4.2 基于维数分解的多维海洋标（矢）量信息可视化表述方式
• 4.2.1 一维标量
• 4.2.2 二维标量
• 4.2.3 三维标量及数据切片
• 4.2.4 一维矢量
• 4.2.5 二维矢量
• 4.2.6 三维矢量及图形切片
• 4.3 海洋基础数据多维动态可视化
• 4.3.1 动态海洋可视化信息的多维分解
• 4.3.2 多维分解动态表达中的关键技术
• 4.4 数字海洋业务流程可视化表达
• 4.4.1 基于邻接矩阵/表的业务流程图表示法
• 4.4.2 流程定义器
• 4.4.3 基于栅格/算子图标的可视化
• 4.5 小结
• 第五章 基础数据及业务模型的XML描述与实现
• 5.1 基础数据集成与业务流程中的数据交换模型
• 5.1.1 面向对象XML Bricks符号和术语
• 5.1.2 扩展XML Schema
• 5.1.3 模式定义
• 5.2 海洋数据的XML描述
• 5.3 业务流程中数据交换的XML描述
• 5.4 基于XML的海洋环境信息发布机制
• 5.4.1 数字海洋中XML发布系统结构
• 5.4.2 关系数据库与XML文档之间的转换
• 5.4.3 XML文档显示
• 5.4.4 XML文档发布
• 5.5 XML Schema文档验证
• 5.5.1 XML Schema
• 5.5.2 XML验证概述
• 5.5.3 验证类型系统的设计
• 5.5.4 模式映射和类型加载
• 5.5.5 模式树的建立
• 5.5.6 模式验证的实现
• 5.6 小结
• 第六章 基于海洋遥感信息提取的业务系统示范
• 6.1 示范系统总体设计
• 6.2 海洋遥感信息提取示范系统基础数据的组织
• 6.3 海洋遥感信息提取示范系统多维动态显示
• 6.4 基于订正的SST求解过程的可视化表达与实现
• 6.5 小结
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻博期间主要科研工作与成果
• 攻博期间发表的学术论文
• 个人简历