海洋气象漂流观测仪资料应用系统的设计与实现

论文摘要

随着海洋资源和海洋环境的备受关注,国家和社会对海洋气象观测的技术需求也日显紧迫。目前我国海洋气象数据的获取主要依靠有限的海洋气象观测站点和相关的卫星遥感手段。为此,依托国家重大科学仪器设备研发专项项目的支持,中国气象局气象探测中心组织多家单位共同研制具有完全自主知识产权的海洋气象漂流观测仪,为我国海洋气象观测提供了一种新的技术手段和装备。本课题来源于中国气象局气象探测中心立项项目《海洋气象漂流仪器资料应用系统》,旨在研发一套适合我国自研的海洋漂流观测仪特点的业务软件平台,实现对海洋气象漂流观测仪相关数据的收集、质量控制、存储、处理与展示等功能。同时,系统集成处理其他相关信息,实现为海洋气象观测业务提供基础数据支撑服务、漂流观测仪状态监控及全生命周期管理、漂流观测仪布放辅助决策等功能。论文首先介绍了海洋气象漂流观测仪资料应用系统建设的相关背景、国内外研究现状等。接着介绍了系统研发中涉及的海洋气象数据、等值面绘制和漂流仪器布放等相关理论技术。为了提高海洋气象观测数据的准确性和实用性,第三章提出了一种新的基于兴趣度关联规则挖掘算法的海洋漂流浮标数据质量控制模型,为平台提供可靠的观测数据质量保证。接着从需求分析角度,详细介绍了系统的结构和各模块的功能设计需求、数据库的选型和设计等,然后对各模块进行详细设计说明和开发实现。最后对系统进行功能性和相关性能测试。本文所研发的海洋气象漂流观测仪资料应用系统,满足了立项项目的需求,完成了相关目标,为气象探测中心海洋气象观测业务的后续工作提供了必要的基础数据支持和平台系统支撑。系统经过测试、联调,目前已经投入业务试运行,取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 研究背景和意义
•   1.3 国内外研究现状
•   1.4 研究内容
•   1.5 论文结构
• 第二章 相关理论技术
•   2.1 海洋气象观测数据
•     2.1.1 海洋气象漂流观测仪
•     2.1.2 海洋漂流仪观测数据
•   2.2 等值面等值线绘制技术
•     2.2.1 相关插值算法
•     2.2.2 等值线绘制流程
•   2.3 浮标布放路径规划和布放点选择
•   2.4 本章小结
• 第三章 基于兴趣度关联规则的海洋气象数据质控算法
•   3.1 经典的气象数据质量控制方法
•     3.1.1 数据预处理
•     3.1.2 气候界限值检查
•     3.1.3 观测仪极值检查
•     3.1.4 时间一致性检查
•     3.1.5 内部一致性检查
•   3.2 基于兴趣度的关联规则挖掘算法
•     3.2.1 兴趣度度量—phi相关系数
•     3.2.2 兴趣度度量性质
•     3.2.3 基于兴趣度的关联规则挖掘算法
•   3.3 基于兴趣度关联规则的海洋气象数据质控算法
•     3.3.1 海洋气象数据分析
•     3.3.2 基于兴趣度关联规则的质量控制算法
•       3.3.2.1 算法主要思想
•       3.3.2.2 算法实现
•       3.3.2.3 模型总流程
•   3.4 实验结果与分析
•     3.4.1 时间性能实验分析
•     3.4.2 海洋气象数据质控结果分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 系统需求分析与设计
•   4.1 需求分析和总体要求
•   4.2 系统总体架构设计
•     4.2.1 系统总体结构
•     4.2.2 系统层次结构
•   4.3 系统功能模块设计
•     4.3.1 系统登录和实时监控模块
•       4.3.1.1 系统登录模块
•       4.3.1.2 实时监控模块
•     4.3.2 数据通信与管理模块
•       4.3.2.1 数据查询
•       4.3.2.2 文件查询
•     4.3.3 运行监控模块
•       4.3.3.1 状态监控
•       4.3.3.2 数据监控
•       4.3.3.3 元数据管理
•       4.3.3.4 分析评估
•     4.3.4 布放管理模块
•       4.3.4.1 布放船舶选择辅助
•       4.3.4.2 布放区域选择辅助
•       4.3.4.3 布放区域气象资料选择辅助
•       4.3.4.4 布放范围评价
•     4.3.5 系统管理模块
•       4.3.5.1 功能管理
•       4.3.5.2 漂流浮标设备管理
•   4.4 系统数据库设计
•     4.4.1 数据库的选型
•     4.4.2 数据库的设计
•       4.4.2.1 系统表设计
•       4.4.2.2 漂流浮标数据表设计
•       4.4.2.3 漂流布放辅助表设计
•   4.5 本章小结
• 第五章 系统的实现与测试
•   5.1 系统开发架构和技术选择
•     5.1.1 B/S开发架构
•     5.1.2 开发技术选择
•   5.2 系统登录和实时监控
•     5.2.1 系统登录
•     5.2.2 实时监控
•   5.3 数据通信与管理
•     5.3.1 数据文件格式
•     5.3.2 数据质量控制
•     5.3.3 数据解析入库
•     5.3.4 数据查询
•     5.3.5 文件查询
•   5.4 运行监控模块实现
•     5.4.1 状态监控
•       5.4.1.1 状态判定
•       5.4.1.2 状态图
•       5.4.1.3 序列图
•     5.4.2 数据监控
•       5.4.2.1 轨迹图
•       5.4.2.2 要素填图
•       5.4.2.3 要素分析
•       5.4.2.4 要素曲线图
•     5.4.3 元数据管理
•       5.4.3.1 地图导航
•       5.4.3.2 信息管理
•     5.4.4 分析评估
•   5.5 布放管理模块实现
•     5.5.1 布放船舶选择辅助
•     5.5.2 布放区域选择辅助
•     5.5.3 布放区域气象资料选择辅助
•   5.6 系统管理模块实现
•     5.6.1 功能管理
•     5.6.2 漂流浮标设备管理
•   5.7 系统测试
•     5.7.1 测试环境说明
•     5.7.2 测试结果说明
•   5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 本文研究工作总结
•   6.2 论文的主要创新点
•   6.3 不足与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果与参与项目
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张灿

导师: 李涛,秦世广

关键词: 漂流观测仪,浮标布放,等值面,质量控制

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 气象学,海洋学,计算机软件及计算机应用

单位: 南京信息工程大学

基金: 国家重大科学仪器设备研发专项项目,中国气象局气象探测中心立项项目《海洋气象漂流仪器资料应用系统》

分类号: TP311.52;P716.3

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000560

总页数: 109

文件大小: 5751K

下载量: 41