面向傳感網(wǎng)的海洋觀測數(shù)據(jù)集成關鍵技術研究.pdf

1、現(xiàn)代海洋環(huán)境觀測手段的特點是采用多種傳感器、儀器及多種觀測平臺,對海域進行全時空、高密度、高頻率的立體觀測?，F(xiàn)代海洋觀測已進入從空間、海面、水下到海床基的立體觀測時代。不同觀測手段的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質(zhì)控、預處理以及存儲方式、產(chǎn)品加工、信息發(fā)布等不同,因此海洋觀測網(wǎng)存在各類復雜的需求。針對海洋觀測網(wǎng)的大量長期、定點、連續(xù)、大范圍多要素觀測數(shù)據(jù),如何有效地實現(xiàn)采集、傳輸、存儲和處理,為海洋科學研究及海洋管理提供多要素的實況數(shù)據(jù)資料,大大提升對

2、各種海洋現(xiàn)象的觀測能力,對現(xiàn)代海洋觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成和信息服務系統(tǒng)建設具有重要指導意義。
　　 本文提出了面向傳感網(wǎng)的標準統(tǒng)一、接口規(guī)范的海洋觀測網(wǎng)數(shù)據(jù)集成和信息服務整體架構,在此架構下主要開展了基于XML的異構歷史海洋觀測數(shù)據(jù)標準化和實時海洋觀測數(shù)據(jù)的海洋傳感網(wǎng)關鍵技術研究。XML作為樹型存儲結構和支持深層次嵌套表達,具有能描述比關系型數(shù)據(jù)庫結構更為復雜、更接近現(xiàn)實的海洋觀測數(shù)據(jù)的能力,同時XML可以粒狀地更新,在海洋觀測數(shù)據(jù)采

3、集、預處理、質(zhì)控、元數(shù)據(jù)提取以及數(shù)據(jù)存儲和維護等方面改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)構造和處理方式。傳感網(wǎng)(Sensor Web)可以進行海洋環(huán)境要素傳感器實時觀測的系統(tǒng)描述、自動發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)質(zhì)控、數(shù)據(jù)表達及數(shù)據(jù)獲取與傳輸功能,通過Web發(fā)現(xiàn)、訪問、應用所有類型的接入實時的海洋傳感器觀測數(shù)據(jù)資源,為構建即插即用的基于Web的實時海洋傳感網(wǎng)提供一個標準的平臺技術支撐。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　 1.針對海洋觀測數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、發(fā)布不同,

4、分析國內(nèi)外海洋觀測數(shù)據(jù)集成和信息服務相關技術,同時針對實際海洋觀測數(shù)據(jù)集成需求,提出了未來海洋觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)集成和信息服務是“海洋感知網(wǎng)”模式,而此模式的基礎是海洋傳感網(wǎng)。
　　 2.針對海洋觀測網(wǎng)的大量長期、定點、連續(xù)、大范圍多要素的海洋觀測數(shù)據(jù),提出了標準統(tǒng)一、接口規(guī)范的海洋觀測網(wǎng)數(shù)據(jù)集成與信息服務整體架構,在此架構下主要研究基于XML的異構歷史海洋觀測數(shù)據(jù)標準化和實時海洋觀測數(shù)據(jù)的海洋傳感網(wǎng)技術,并提出了相應的設計思路。

5、r>　　 3.對已有的異構歷史海洋環(huán)境觀測調(diào)查數(shù)據(jù)進行了科學分類,然后通過提取各類海洋環(huán)境觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)元(Data Element),通過聚合數(shù)據(jù)元或數(shù)據(jù)元的集合映射為XML Schema,從而制定了各類海洋環(huán)境觀測數(shù)據(jù)的XML Schema標準。同時制定了基于XML的海洋信息元數(shù)據(jù)標準,支持原始數(shù)據(jù)文件、標準數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫等各類數(shù)據(jù)狀態(tài)級別,并在此標準基礎上設計實現(xiàn)了海洋元數(shù)據(jù)目錄服務系統(tǒng)。
　　 4.針

6、對國家、省市節(jié)點多級海洋業(yè)務部門內(nèi)部及之間海洋基礎數(shù)據(jù)、海洋空間數(shù)據(jù)和海洋業(yè)務數(shù)據(jù)等的共享、分發(fā)和整合,設計并開發(fā)了基于異步消息模式的海洋數(shù)據(jù)交換平臺,采用“中心-代理”多層樹狀傳輸體系架構,兩者分擔不同角色,共同完成海洋數(shù)據(jù)交換。
　　 5.按照層次化設計思路進行設計和構建海洋傳感網(wǎng)的層次結構模型,采用SOA架構,各類海洋傳感器具體應用服務作為Web服務,以標準的服務注冊過程來注冊該服務,設計并實現(xiàn)了海洋傳感器數(shù)據(jù)源層、海洋傳