本文關(guān)鍵詞：基于云GIS平臺的貴州省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 云計算 云GIS平臺 Hadoop開源平臺 貴州省生態(tài)環(huán)境 監(jiān)測與評價

【摘要】：生態(tài)環(huán)境問題錯綜復(fù)雜,傳統(tǒng)3S技術(shù)實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的實時監(jiān)測與評價已很難滿足要求,云GIS平臺成為解決這一問題的新途徑。在此背景下,本文探索了云GIS平臺在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評價方面的理論內(nèi)容,主要梳理和完善了云GIS平臺在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的建設(shè)內(nèi)容、技術(shù)架構(gòu)、發(fā)展趨勢、應(yīng)用體系和應(yīng)用模式等;通過對Hadoop開源架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究運用,搭建了基于Hadoop架構(gòu)的云GIS平臺基礎(chǔ)環(huán)境;研究運用了海量遙感數(shù)據(jù)高效存儲和管理的模型方法,針對海量空間數(shù)據(jù)的存儲和管理利用Hadoop框架的關(guān)鍵技術(shù)模型,設(shè)計了相應(yīng)的優(yōu)化策略,提高了存儲和管理的效率;建立了基于云GIS平臺的貴州省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價應(yīng)用系統(tǒng),根據(jù)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價的業(yè)務(wù)邏輯,設(shè)計了應(yīng)用系統(tǒng)的功能模塊,并對各功能進行并行度分析,將策略進行組合,完成應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā);分析了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評價應(yīng)用系統(tǒng)各實現(xiàn)功能、海量空間數(shù)據(jù)高效存儲管理方法的可信度及執(zhí)行效率,并將其與傳統(tǒng)單機、商業(yè)化云GIS平臺進行結(jié)果可信度和執(zhí)行效率的對比。得出以下結(jié)論:(1)云GIS應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)功能與ENVI單機軟件功能對比發(fā)現(xiàn):在可信度上,云GIS平臺的并行化處理和ENVI單機軟件所得的結(jié)果圖像在效果上是一致的,從理論上來分析,云GIS平臺業(yè)務(wù)邏輯上的算法是通過IDL實現(xiàn)的,和ENVI單機軟件的基礎(chǔ)語言即底層環(huán)境是一致的,所以只要算法模型統(tǒng)一,計算的結(jié)果是一致的。這就保證了應(yīng)用系統(tǒng)各功能執(zhí)行結(jié)果的可信度。在執(zhí)行效率上,通過對比計算NDVI和NPP的過程發(fā)現(xiàn):云GIS平臺的運算節(jié)點越多,運算時間越短,加速比(云GIS平臺執(zhí)行時間/單機執(zhí)行時間)越大,當運算節(jié)點小于3時,云GIS平臺的運算時間大于單機串行運行的時間,加速比小于1,此時云GIS平臺優(yōu)勢不明顯。(2)云GIS平臺和傳統(tǒng)單機在海量數(shù)據(jù)存儲管理方面對比發(fā)現(xiàn):(1)金字塔構(gòu)建上:構(gòu)建金字塔的數(shù)據(jù)量大小與構(gòu)建時間基本呈線性相關(guān),隨著數(shù)據(jù)量持續(xù)增加,云GIS平臺的構(gòu)建速度明顯增快,此時云GIS平臺并行構(gòu)建優(yōu)于單機Arc SDE,并且這種優(yōu)勢隨著數(shù)據(jù)量增大越來越明顯,集中體現(xiàn)了云GIS平臺數(shù)據(jù)密集型計算優(yōu)勢;但隨著層級的增加(金字塔第四層以后),數(shù)據(jù)量減少,此時主要是系統(tǒng)開銷占據(jù)主導(dǎo),云GIS平臺不具優(yōu)勢,甚至于Arc SDE效率更高。(2)數(shù)據(jù)查詢上:數(shù)據(jù)空間查詢范圍大小與查詢的時間基本成線性正相關(guān);在不構(gòu)建索引的情況下(實質(zhì)為行序索引),對貴州省范圍的MODIS數(shù)據(jù)進行查詢,當查詢范圍小于3%時,不構(gòu)建索引比P2H索引的查詢效率要稍高一些,時間略少一點。但隨著查詢范圍的增加,數(shù)據(jù)量增大,此時建立P2H索引的查詢時間明顯小于不建立索引的時間,并且這種優(yōu)勢隨著數(shù)據(jù)量的增加在不斷擴大。(3)并行入庫上:海量數(shù)據(jù)入庫的數(shù)據(jù)量大小總是和入庫時間成線性正相關(guān),當數(shù)據(jù)量小于100MB時,云GIS平臺和單機在入庫時間相差不大的,甚至于單機的入庫時間更短。但隨著數(shù)據(jù)量的增加,單機所用的時間明顯多于云GIS平臺,并且云GIS平臺的這種優(yōu)勢不斷加深;基于云GIS平臺的入庫數(shù)據(jù)量和入庫速度之間總是線性正相關(guān),而基于單機的入庫數(shù)據(jù)量和入庫速度之間是先正相關(guān)后負相關(guān),拐點發(fā)生在數(shù)據(jù)量為300MB的時候;在數(shù)據(jù)量小于500MB時,云GIS平臺和單機入庫速度相差不大,甚至于單機入庫速度一度高于云GIS平臺,但隨著數(shù)據(jù)量持續(xù)增加,云GIS平臺的入庫速度明顯高于單機速度,并且這種優(yōu)勢在持續(xù)的擴大。(3)云GIS平臺和Envi Services Engine(ESE)對比分析發(fā)現(xiàn):ESE和云GIS平臺在運行結(jié)果上由于算法和實現(xiàn)語言(IDL)是一致的,所以運算結(jié)果是一致的。在執(zhí)行效率上,數(shù)據(jù)量小于18MB時,執(zhí)行效率基本一致,隨著數(shù)據(jù)量增大,ESE的執(zhí)行效率要略微高于云GIS平臺,說明商業(yè)化ESE平臺的基礎(chǔ)環(huán)境支持要更高一些。
【關(guān)鍵詞】：云計算 云GIS平臺 Hadoop開源平臺 貴州省生態(tài)環(huán)境 監(jiān)測與評價
【學位授予單位】：貴州師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P208;X835;X826
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線16-19
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 云GIS平臺概述21-37
• 2.1 云計算概述21-23
• 2.1.1 云計算的概念21
• 2.1.2 云計算的原理思想21-22
• 2.1.3 云計算的體系結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 云GIS概述23-34
• 2.2.1 云GIS含義及優(yōu)勢23
• 2.2.2 云GIS平臺建設(shè)內(nèi)容23-32
• 2.2.2.1 標準規(guī)范體系建設(shè)24-31
• 2.2.2.2 數(shù)據(jù)資源體系建設(shè)31
• 2.2.2.3 服務(wù)資源體系建設(shè)31-32
• 2.2.2.4 應(yīng)用體系建設(shè)32
• 2.2.3 云GIS的技術(shù)架構(gòu)32-33
• 2.2.4 云GIS實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)33
• 2.2.5 云GIS發(fā)展趨勢33-34
• 2.3 云GIS平臺應(yīng)用模式34-35
• 2.4 云GIS平臺應(yīng)用實例35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 云GIS環(huán)境的搭建及其關(guān)鍵技術(shù)研究37-45
• 3.1 Hadoop開源云計算平臺37-39
• 3.1.1 Hadoop背景介紹37
• 3.1.2 Hadoop的主從式架構(gòu)37-38
• 3.1.3 Hadoop的適用領(lǐng)域38-39
• 3.1.4 Hadoop應(yīng)用實例39
• 3.2 HDFS分布式文件系統(tǒng)39-41
• 3.3 MapReduce并行計算模型41-42
• 3.4 HBase分布式數(shù)據(jù)庫42-43
• 3.5 云GIS平臺環(huán)境搭建43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 云GIS平臺海量空間數(shù)據(jù)存儲管理關(guān)鍵技術(shù)研究設(shè)計45-52
• 4.1 基于Hadoop的海量影像數(shù)據(jù)管理總體框架設(shè)計45-46
• 4.2 基于MapReduce的海量數(shù)據(jù)影像金字塔并行構(gòu)建技術(shù)46-49
• 4.3 基于HBase的海量影像數(shù)據(jù)存儲與查詢技術(shù)49-50
• 4.4 基于MapReduce和HBase的海量影像數(shù)據(jù)并行入庫技術(shù)50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 基于云GIS的貴州省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價應(yīng)用系統(tǒng)研究實現(xiàn)52-78
• 5.1 應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計52-54
• 5.2 應(yīng)用系統(tǒng)功能模塊設(shè)計54-58
• 5.3 數(shù)據(jù)處理并行度分析58-61
• 5.4 應(yīng)用系統(tǒng)功能實現(xiàn)策略組合61-63
• 5.4.1 任務(wù)分解61-62
• 5.4.2 數(shù)據(jù)分解62
• 5.4.3 算法分解62-63
• 5.4.4 功能分解63
• 5.5 應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)63-77
• 5.6 本章小結(jié)77-78
• 第六章 結(jié)果與討論分析78-90
• 6.1 基于云GIS平臺并行計算的結(jié)果分析78-87
• 6.1.1 基于云GIS平臺并行計算結(jié)果可信度分析78-80
• 6.1.2 與傳統(tǒng)單機的效率對比分析80-85
• 6.1.3 與商業(yè)化云平臺（Envi Services Engine）的效率對比分析85-87
• 6.2 不足之處及影響因素分析87-88
• 6.3 本章小結(jié)88-90
• 第七章 結(jié)論與展望90-92
• 7.1 結(jié)論90
• 7.2 研究展望90-92
• 參考文獻92-94
• 致謝94-95
• 附錄95-105
• (1) 部分云平臺實現(xiàn)類代碼95-97
• (2) 部分圖像處理IDL實現(xiàn)代碼97-102
• (3) 部分前臺系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)代碼102-105
• 攻讀學位期間所取得的相關(guān)科研成果105-106
• 1、參與項目105
• 2、發(fā)表論文105-106

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孟曉路;趙巨偉;王振穎;;基于GIS平臺遼陽市水資源管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與功能[J];節(jié)水灌溉;2008年08期

2 李迎春;李艷秋;洪玲霞;;基于GIS平臺的縣級森林資源管理信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計[J];世界科技研究與發(fā)展;2008年04期

3 李秋生,王林飛,賀日政;基于GIS平臺的寬頻帶地震數(shù)據(jù)庫[J];吉林大學學報(地球科學版);2004年03期

4 張國;葛迪;李衡;;電信運營商企業(yè)級GIS平臺建設(shè)的關(guān)鍵問題研究[J];郵電設(shè)計技術(shù);2013年04期

5 李慧敏;;電信行業(yè)電話導(dǎo)航系統(tǒng)GIS平臺的建設(shè)[J];黑龍江科技信息;2010年20期

6 曾濤;何玉良;鐘江文;;基于多GIS平臺的礦產(chǎn)資源定位預(yù)測數(shù)據(jù)處理方案——以欒川鉬鎢礦評價為例[J];科技資訊;2011年19期

7 王小珍;李陽東;馬琰;;應(yīng)用Silverlight實現(xiàn)校園GIS平臺建設(shè)[J];測繪科學;2014年04期

8 李敘林;;面向公眾服務(wù)的城市規(guī)劃GIS平臺的研究與應(yīng)用[J];計算技術(shù)與自動化;2012年02期

9 祁晗;郝亞飛;;“服務(wù)地圖”系統(tǒng)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用探討[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2012年21期

10 馮冬寧;;國內(nèi)流行GIS平臺地圖投影的對比分析[J];惠州學院學報(社會科學版);2012年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 羅顯剛;劉家奎;馮可;;基于三維地球的氣象綜合GIS平臺的研究與設(shè)計[A];第七屆長三角氣象科技論壇論文集[C];2010年

2 蔣琦;王偉;;基于GIS平臺的上海與武漢都市圈空間等級梯度對比研究[A];2011城市發(fā)展與規(guī)劃大會論文集[C];2011年

3 白萬成;邢俊兵;臧忠淑;;GIS平臺上地質(zhì)礦產(chǎn)信息系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[A];“九五”全國地質(zhì)科技重要成果論文集[C];2000年

4 毛鵬軍;賀智濤;符立君;;農(nóng)業(yè)GIS平臺中信息采集系統(tǒng)設(shè)計[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學會學術(shù)年會論文集第三分冊[C];2005年

5 劉金長;;電力云GIS平臺及應(yīng)用建設(shè)規(guī)劃展望[A];2012電力行業(yè)信息化年會優(yōu)秀論文專輯[C];2012年

6 李青元;;從中國GIS軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗論中國礦山真三維GIS平臺的研發(fā)之路[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責任和對策（上冊）[C];2002年

7 楊誠榮;鄭豐;王紅;;基于GIS平臺的城市浴室環(huán)保管理信息系統(tǒng)的開發(fā)研究[A];'2005數(shù)字江蘇論壇——電子政務(wù)與地理信息技術(shù)論文專輯[C];2005年

8 高晶;楊衛(wèi)中;章小濤;;基于Java技術(shù)和服務(wù)式GIS平臺的土壤墑情信息監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件設(shè)計與開發(fā)[A];中國農(nóng)業(yè)工程學會電氣信息與自動化專業(yè)委員會、中國電機工程學會農(nóng)村電氣化分會科技與教育專委會2010年學術(shù)年會論文摘要[C];2010年

9 聞建偉;呂俊;李睿;彭斌;;基于GIS平臺的柳江水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)模式初探[A];變化環(huán)境下的水資源響應(yīng)與可持續(xù)利用——中國水利學會水資源專業(yè)委員會2009學術(shù)年會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 黃俊杰　鐘一俊 周明磊;浙江公司電網(wǎng)GIS平臺上線試運行[N];國家電網(wǎng)報;2011年

2 尤麗　于佳麗;寧夏公司電網(wǎng)GIS平臺通過軟件測評[N];國家電網(wǎng)報;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王茂洋;基于云GIS平臺的貴州省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];貴州師范大學;2016年

2 張曉佳;基于GIS平臺道路初步設(shè)計的相關(guān)技術(shù)研究[D];東北林業(yè)大學;2007年

3 張翠玲;基于Dojo的GIS平臺接口設(shè)計[D];新疆大學;2014年

4 姚小平;基于GIS平臺的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的開發(fā)[D];西安理工大學;2004年

5 詹曉鋒;三維輸變電GIS平臺的研究[D];華南理工大學;2014年

6 吳新強;跨GIS平臺符號庫建設(shè)及其數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換研究[D];桂林電子科技大學;2014年

7 弓帥;電力GIS平臺空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[D];華北電力大學（北京）;2011年

8 時瑋;基于面向服務(wù)架構(gòu)的企業(yè)級GIS平臺的實現(xiàn)[D];南京郵電大學;2013年

9 詹亮;基于DOA架構(gòu)的應(yīng)急管理系統(tǒng)GIS平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];成都理工大學;2014年

，

本文編號：814433