基于MongoDB的滇池流域非点源污染模拟时空数据库管理系统设计与实现

发布时间：2017-05-12 01:17

  本文关键词：基于MongoDB的滇池流域非点源污染模拟时空数据库管理系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对滇池流域非点源污染应急响应和土地利用变化模拟等需求,深入剖析非点源污染时空变化过程及其多维时空数据的特征,建立时空数据模型。本文首先对现有的基于关系模式建立的时空数据模型进行了分析并指出其不足,同时基于非关系数据库设计了文档型时空数据模型,以有效组织,存储与管理时空数据。接着设计了一个时空数据库管理系统,实现不同来源、格式的数据导入导出等功能,并提供高效的查询检索以及时空数据维护与管理功能。同时为其他系统或模型如滇池流域非点源污染时空过程模拟应急响应示范系统、SWMM、SWAT、ABM、蓝藻水华预警模拟模块、叶绿素反演模拟提供数据支撑与接口。本文具体工作如下:1)根据滇池流域非点源污染变化过程特点,设计基于非关系数据库的时空数据模型。2)通过建立独立的时空数据库管理系统,引用GDAL/OGR转换库,实现把矢量、栅格、传感器、GPS等时空数据导入导出Mongo DB。3)实现对时空数据的编辑以及对时空数据进行高级运算,如聚合与Map Reduce运算。4)滇池流域非点源污染模拟时空数据库管理系统采用副本集与分片结合的分布式集群数据库作为存储后台。本文的应用为时空数据的存储与管理提供了很好的平台,为滇池流域非点源污染的时空过程模拟与应急响应系统提供时空数据支撑,实现时空数据空间特征、属性特征、时间特征一体化存储,在地理信息系统的软件应用层面上也有一定价值,可以对时空数据进行快速高效查询以及Map Reduce运算,以达到用户高并发,高可用需求。
【关键词】：时空数据库 时态GIS 时空数据模型 Mongo DB 非点源污染
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52;P208
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 滇池流域非点源污染9
• 1.1.2 时空GIS9-11
• 1.2 国内外研究进展11-12
• 1.2.1 时空数据库11-12
• 1.2.2 时空数据模型的研究进展12
• 1.3. 目前存在的问题12-13
• 1.4. 研究的目的和意义13-14
• 1.4.1 研究目的13
• 1.4.2 研究意义13-14
• 1.5. 研究的内容和方法及技术路线14-17
• 1.5.1 研究内容14-15
• 1.5.2 研究方法15
• 1.5.3 技术路线15-17
• 第2章 时空数据库原理及其技术17-32
• 2.1 时空数据库原理17-20
• 2.1.1 空间数据库简介17-19
• 2.1.2 时空数据库的内涵19
• 2.1.3 时空数据库的时态性分析19-20
• 2.2. 时空数据模型20-22
• 2.2.1 传统时空数据模型20-21
• 2.2.2 文档型时空数据模型21-22
• 2.3 时空数据库技术22-25
• 2.3.1 Mongo DB数据库概念22-23
• 2.3.2 Mongo DB数据库特点23
• 2.3.3 Mongo DB数据库功能23
• 2.3.4 Mongo DB数据库体系结构23-24
• 2.3.5 Mongo DB数据库与传统关系数据库的比较24-25
• 2.4 GDAL数据转换技术25-29
• 2.4.1 GDAL库26-28
• 2.4.2 OGR库28-29
• 2.5 云计算技术29-32
• 2.5.1 云计算含义29-30
• 2.5.2 云计算原理30
• 2.5.3 Hadoop和Map Reduce30-32
• 第3章 滇池流域非点源污染时空数据模型建立32-41
• 3.1 滇池流域非点源污染时空过程分析32-34
• 3.1.1 滇池流域非点源污染时空过程分析32-33
• 3.1.2 滇池流域非点源污染时空数据特点33-34
• 3.2 滇池流域非点源污染时空数据模型的创建34-38
• 3.2.1 文档型时空数据模型的思想35-36
• 3.2.2 非点源污染时空数据模型的创建36-38
• 3.3 滇池流域非点源污染时空数据后台分布式存储建立38-41
• 3.3.1 副本集技术38-39
• 3.3.2 分片技术39
• 3.3.3 副本集与分片结合的分布式存储技术39-41
• 第4章 滇池流域非点源污染模拟时空数据库管理系统设计41-58
• 4.1 时空数据库管理系统总体设计41-45
• 4.1.1 总体设计原则41-43
• 4.1.2 系统体系结构43-44
• 4.1.3 系统数据流程44-45
• 4.2 时空数据库系统详细设计45-58
• 4.2.1 功能模块详细设计46-50
• 4.2.2 接.详细设计50-58
• 第5章 滇池流域非点源污染模拟时空数据库系统实现58-75
• 5.1 系统开发环境的选择58-59
• 5.1.1 Visual Studio 201058
• 5.1.2 C#MongoDB驱动58-59
• 5.2 系统功能实现59-75
• 5.2.1 数据库连接60
• 5.2.2 数据入库出库60-69
• 5.2.3 数据编辑69-70
• 5.2.4 数据高级运算70-71
• 5.2.5 创建时空数据索引71-72
• 5.2.6 数据库维护与管理72
• 5.2.7 数据备份与恢复72-75
• 第6章 总结和展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-79
• 附录A：图目录79-81
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果81-82
• 致谢82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 白明英;;农业非点源污染及控制对策研究[J];安徽农业科学;2010年08期

2 张文盛;郑汉华;;基于MongoDB构建高性能网站技术研究[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2013年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 程俊美;基于AnnAGNPS模型的赵王河小流域农业非点源氮磷污染负荷研究[D];中国海洋大学;2010年

2 王江彦;河南境内淮河流域农业非点源污染模拟研究[D];河南农业大学;2011年

3 张英;时空数据模型的建模研究与应用[D];青岛大学;2007年

4 吴海生;基于红蓝思想的时空拓扑算法和分析系统的研究与实现[D];南京航空航天大学;2007年

  本文关键词：基于MongoDB的滇池流域非点源污染模拟时空数据库管理系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：358493