古气候环境科技资源共享平台研究与开发

论文摘要

气候环境与人类的生存与发展息息相关,古气候环境学作为气候科学的重要分支为研究当今以及未来的气候变化提供科学依据。古气候环境科技资源数量巨大,且各研究机构采用的数据处理及信息系统种类繁多,数据格式不同,造成了各古气候环境信息系统间数据共享困难,数据兼容通用性差,数据使用效率低等问题。因此,建立一个古气候环境科技资源共享平台,提供古气候环境科学实验数据的存储、发布、分发、在线分析、及数据的获取等服务,辅助古气候环境分析与模拟以及气候模式等相关研究工作,具有重要的理论与现实意义。作者探索了建立古气候环境科技资源共享平台的关键技术,包括元数据、NetCDF数据格式、GrADS气候数据分析系统、异构系统集成理论及软件实现技术。在理论研究与系统分析的基础上,作者提出了古气候环境科技资源共享平台的网络与软件体系结构。针对传统NetCDF数据集访问软件的不足,提出了一种基于Web Services的NetCDF数据获取架构,为实现异种平台下对NetCDF数据的高效获取奠定了技术基础。最后,在Windows Server 2003操作系统、Microsoft.NET环境下,作者开发了古气候环境科技资源共享平台软件系统,包括元数据发布管理、古气候数据在线分析、NetCDF数据获取服务、转换翻译器、后台管理等软件模块。实现了Web平台与GrADS气象数据分析系统的异构集成,以及古气候数据的可视化在线分析应用,为古气候环境科技资源共享与协作交流提供了先进又实用的环境与工具。本论文详细介绍了作者的上述研究开发工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究开发内容
• 1.4 论文主要内容
• 2 相关概念与关键技术
• 2.1 气候模拟
• 2.2 元数据
• 2.2.1 元数据概念
• 2.2.2 元数据标准
• 2.2.3 古气候环境科技资源元数据
• 2.3 NetCDF数据格式
• 2.3.1 CDL数据格式
• 2.3.2 NC文件格式
• 2.4 Web2.0与资源共享
• 2.5 异构系统集成
• 2.5.1 异构系统集成原理
• 2.5.2 异构系统数据传输
• 2.5.3 异构系统集成解决方案
• 2.6 GrADS气象数据分析平台
• 2.7 共享平台软件实现技术
• 2.7.1 软件开发环境
• 2.7.2 数据库
• 3 古气候环境科技资源共享平台体系结构
• 3.1 软件体系结构
• 3.1.1 分层式的架构设计
• 3.1.2 古气候环境科技资源共享平台软件体系结构
• 3.1.3 表示层
• 3.1.4 业务逻辑层
• 3.1.5 数据访问层
• 3.2 网络体系结构
• 4 系统分析
• 4.1 需求描述
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 功能性需求
• 4.1.3 非功能性需求
• 4.2 需求分析
• 4.2.1 角色识别与描述
• 4.2.2 系统用例图与活动图
• 4.3 领域分析
• 4.3.1 数据在线分析领域分析
• 4.3.2 数据获取领域分析
• 5 系统总体设计
• 5.1 系统划分
• 5.2 典型模块设计
• 5.2.1 元数据发布管理模块设计
• 5.2.2 古气候数据在线分析模块设计
• 5.2.3 NetCDF数据获取服务模块设计
• 5.2.4 后台管理模块设计
• 5.3 数据库设计
• 5.3.1 数据库表关系
• 5.3.2 数据库查询优化
• 6 系统详细设计与实现
• 6.1 元数据管理模块实现
• 6.2 古气候数据在线分析模块实现
• 6.2.1 转换翻译器核心算法
• 6.2.2 使用Ajax技术的数据在线分析
• 6.3 NetCDF数据获取Web服务模块实现
• 6.4 后台管理模块实现
• 6.5 数据访问组件实现
• 7 系统测试与运行
• 7.1 系统测试
• 7.2 系统运行
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的学术论文