分布式海洋監(jiān)測與信息發(fā)布系統實時性的研究.pdf

1、我國是海洋大國，海洋資源的合法開發(fā)利用關系到我國的經濟、政治、國防和文化等方面的發(fā)展。但隨著大規(guī)模開發(fā)利用海洋，海洋的污染程度日趨嚴重，導致赤潮等災害不斷發(fā)生，對我國沿海的海洋生態(tài)環(huán)境產生了嚴重的影響并導致巨大的直接和間接的經濟損失。因此，研究建立實時可靠的海洋監(jiān)測采集網絡、災害數據分析和信息發(fā)布系統，已經成為維護海洋健康環(huán)境和合理開發(fā)海洋資源的迫切要求。 本文在山東省關于海洋監(jiān)測和災害預警項目的課題背景下，主要針對海洋監(jiān)測與災

2、害預警系統中的監(jiān)測子系統和臺站信息發(fā)布子系統，從提高監(jiān)測采集和信息挖掘與發(fā)布的實時性所采取的技術和策略方面進行研究，為實現海洋災害的實時監(jiān)控提供保障。 文中首先對海洋實時監(jiān)測發(fā)布系統的研究背景和現狀進行分析，在此基礎上給出了論文的主要研究內容和意義以及結構安排。隨后開始介紹海洋監(jiān)測和信息發(fā)布兩個子系統的架構設計和關鍵技術。整個監(jiān)測發(fā)布系統采用三層網絡架構，負責數據采集的監(jiān)測子站分布在監(jiān)測海域中，它們由相應的監(jiān)測臺站負責集成處理其

3、采集的數據，臺站與子站之間采用無線移動網絡相互通訊，而多個監(jiān)測臺站在數據中心的管理下對采集數據進行實時的分布式聚類挖掘，并將采集數據上傳到數據中心，以供進一步的災害分析和預警。 在監(jiān)測子系統方面，針對數據采集和封裝傳輸等方面，給出了本系統所采用的無線網絡通訊、GPS實時定位和基于XML的數據封裝與訪問等關鍵技術，以及采用這些技術在實時性提升上的考慮。信息發(fā)布主要關注的是臺站級的信息發(fā)布，由于監(jiān)測臺站位于整個監(jiān)測發(fā)布系統的中心，信

4、息發(fā)布具有發(fā)布對象和形式多樣化的特點。針對臺站級發(fā)布的上述需求，給出了本文所設計的分布式信息發(fā)布子系統的架構與模塊劃分。發(fā)布平臺的核心是建立在臺站系統之上的嵌入式GIS發(fā)布系統，在此基礎上，平臺向監(jiān)測子站、Internet瀏覽器和手機等多種類型的用戶提供多種形式的發(fā)布服務。嵌入式GIS發(fā)布系統的實時性能對于整個信息發(fā)布子系統的性能起關鍵作用，因此本文對嵌入式Linux平臺上的GIS系統研究進行綜述，分析了海洋環(huán)境發(fā)布的嵌入式GIS平臺的

5、設計需求，給出了平臺的實時架構和實現類圖，并對提高平臺實時性、降低存儲耗費等方面采取的技術和策略進行研究。 論文最后給出了兩種針對不同環(huán)境災害挖掘的實時聚類算法，前者應用于臺站分布式信息發(fā)布子系統的災害數據挖掘，該算法采用基于核心集抽樣的改進聚類框架，有效的降低了節(jié)點間的數據傳輸量，加快了災害聚類挖掘的速度；后者針對數據中心實時數據挖掘和歷史數據庫增量式挖掘的要求，給出了一種基于熵的增量式聚類算法，并將其應用于數據中心的災害挖掘