海底觀測(cè)網(wǎng)岸基站信息管理系統(tǒng)研發(fā).pdf

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1、分類號(hào)學(xué)校代碼!Q5壘2密級(jí)學(xué)號(hào)—200813—020058海底觀測(cè)網(wǎng)岸基站信息管理系統(tǒng)研發(fā)TheResearchandDevelopmentofShore——sideInformationManagementSystemforSeafloorObservatoryNetwork研究生姓名指導(dǎo)教師姓名、職稱學(xué)科專業(yè)研究方向賀志遠(yuǎn)李德平教授自然地理學(xué)地理信息系統(tǒng)湖南師范大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)辦公室二零一一年四月摘要11Y1111111111111191111111111111111111111111111Ill297㈣5Y191當(dāng)前地球科學(xué)的最大特點(diǎn)在于觀測(cè)系統(tǒng)的迅速發(fā)展，海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是繼對(duì)地

2、面／洋面、空中之后，觀測(cè)地球系統(tǒng)的第三個(gè)平臺(tái)。在海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)研究中，科研人員可通過(guò)海底觀測(cè)儀器獲取海底實(shí)時(shí)、全天候、海量的海洋物理、化學(xué)、地質(zhì)、生物等觀測(cè)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為海洋的資源勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等方面提供寶貴資料。如何高效管理海底觀測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)將其直觀、形象的表達(dá)以便進(jìn)行科學(xué)研究，這些要求我們建立相應(yīng)的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)岸基站信息管理系統(tǒng)。本文的選題來(lái)源足我國(guó)于2007年開(kāi)啟的“863’’計(jì)劃之“海底長(zhǎng)期觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)’’重點(diǎn)項(xiàng)目。，主要研究在VC++2005．NET平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)基于C／S模式的海底觀測(cè)網(wǎng)岸基站信息管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)的研發(fā)中，解決了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、

3、數(shù)據(jù)可視化和共享、GIS地圖操作、系統(tǒng)測(cè)試等問(wèn)題，為進(jìn)一步探討海底觀測(cè)網(wǎng)岸基站信息系統(tǒng)的研建提供了一定的技術(shù)支撐。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：(1)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的完善設(shè)計(jì)。文中通過(guò)研究海底觀測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，按照科學(xué)的方法，在前人基礎(chǔ)上，完善了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。首先，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了需求分析；其次，在需求分析基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的概念和邏輯設(shè)計(jì)，提出了本數(shù)據(jù)庫(kù)的E—R圖模型，并設(shè)計(jì)了相關(guān)數(shù)據(jù)字典；最后，進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫(kù)安全設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)運(yùn)行中，本數(shù)據(jù)庫(kù)能很好滿足項(xiàng)目中關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、處理和發(fā)布等功能要求。(2)系統(tǒng)需求分析和設(shè)計(jì)。首先，確定了系統(tǒng)用戶管理、數(shù)據(jù)管理、GIS地圖操作三大功能需求；其次，

4、設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；最后，通過(guò)研究C／S三層架構(gòu)軟件體系，設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的三層架構(gòu)，即表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。在表示層中根據(jù)界面設(shè)計(jì)的原T則，設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的界面；在業(yè)務(wù)邏輯層中選用了TransactionScript模型；在數(shù)據(jù)訪問(wèn)層中設(shè)計(jì)了ADO數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、txt文件操作、excel文件操作三個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)類。三層架構(gòu)軟件體系結(jié)構(gòu)以及各層的科學(xué)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的高類聚、低耦合，利于軟件的重用、維護(hù)和升級(jí)。(3)系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)功能模塊的實(shí)現(xiàn)中，重點(diǎn)研究了：①M(fèi)ATLAB混合編程的海底實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)可視化。利用該方法實(shí)現(xiàn)了海底觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)驗(yàn)表明，該方法實(shí)時(shí)性高、方便

5、靈活、圖形效果非常不錯(cuò)。②基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的歷史數(shù)據(jù)成圖。利用觸發(fā)器、T-SQL語(yǔ)句對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行取最大值、最小值提取，并將處理后的數(shù)據(jù)存入相關(guān)日志表，最后利用研究好的MATLAB混合編程成圖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)成圖的研究。通過(guò)實(shí)踐測(cè)試，該成圖方法非常迅速，同時(shí)為海底海量數(shù)據(jù)圖輸出提供了思路。③基于shapefile格式的地圖操作控件。以shapefile矢量文件為空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，采用底層開(kāi)發(fā)方式，研究了ActiveX地圖控件的開(kāi)發(fā)方法。該控件實(shí)現(xiàn)地圖的縮放、平移、經(jīng)緯度坐標(biāo)顯示等功能，為控件使用者提供簡(jiǎn)單方便的開(kāi)發(fā)界面和控件接口，摒棄了商用組件的束縛，節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)了代碼重用和封裝，

6、具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，并且在功能上更具靈活性。(4)系統(tǒng)的測(cè)試。①開(kāi)發(fā)了模擬傳感器程序來(lái)模擬產(chǎn)生海底各種觀測(cè)數(shù)據(jù)。該模擬程序利用socket通信將數(shù)據(jù)打包發(fā)送給服務(wù)器程序，從而能模擬整個(gè)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)也為信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試提供了條件。②設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的測(cè)試用例模板，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯路徑的測(cè)試。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試，提高了系統(tǒng)的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：海底觀測(cè)網(wǎng)；海底觀測(cè)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)；信息管理系統(tǒng)Ⅱresearcherscanobtainreal．time，all—weatherandmassobserveddatasuchasoceanicphysics，chemistry,geologyandbi

7、ology,etc．Thesedataprovidevaluableinformationformarineresourcesexploration，environmentalmonitoringandgeologicaldisasterwarning，etc．AtthesametimeitrequiresUStoestablishcorrespondingshore—sideinformationmanag