智慧海洋大数据平台框架及关键技术研究

智慧海洋大数据平台框架及关键技术研究

论文摘要

物联网技术与计算机技术的高速发展,推动着智慧海洋建设的不断进步,与此同时海洋数据也在急剧膨胀,这对于智慧海洋的建设和发展既是机遇也是挑战。为了更好的利用海量的海洋数据、消除“信息孤岛”、提升海洋信息化程度、促进智慧海洋的建设与发展,本文立足于智慧海洋建设的实际业务需求,利用一系列大数据技术构建智慧海洋大数据平台框架,研究海洋数据分析模型,并基于智慧海洋大数据平台框架来建设实现海洋环境数据分析评价系统,实现大数据技术在海洋环境分析评价方面的应用。本文对一系列大数据的关键技术进行研究,提出了以Hadoop为基础的智慧海洋大数据平台框架,包括基于Flume的数据采集、聚合、传输模块,基于HDFS、HBase的数据存储模块,基于MapReduce的数据分析模块,基于Sqoop的数据迁移模块,基于Mysql的业务数据存储模块。在这些先进技术的基础上,构建了智慧海洋大数据平台框架,梳理了大数据平台框架下的海洋数据处理流程。同时,本文提出了以头脑风暴优化算法和BP神经网络为核心的海洋环境数据评价模型,使用头脑风暴优化算法来优化BP神经网络的权值和阈值,最终实现准确评价海洋环境质量的目标。根据智慧海洋的业务需求,本文划分了智慧海洋大数据的功能模块,对智慧海洋大数据平台原型进行总体设计,并且利用先进的微服务架构设计理念,结合GIS的空间分析技术和可视化技术,基于海洋环境数据分析模型对海洋环境分析评价系统的具体功能进行了实现。智慧海洋大数据平台框架以及基于大数据的海洋环境分析评价系统能够为未来海洋环境分析评价工作提供一定的技术支持,并且能够有效利用海量数据资源,挖掘出海洋数据的潜在价值,促进智慧海洋建设又好又快发展。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 本文研究背景与意义
  •     1.1.1 “智慧海洋”背景
  •     1.1.2 大数据背景
  •     1.1.3 课题研究意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 国内外智慧海洋研究与发展现状
  •     1.2.2 国内外大数据研究及发展现状
  •   1.3 论文的主要内容
  •     1.3.1 论文研究内容
  •     1.3.2 论文章节安排
  • 2 相关技术与原理综述
  •   2.1 GIS技术
  •     2.1.1 ArcGIS空间分析技术
  •     2.1.2 Cesium的三维可视化技术
  •   2.2 HADOOP框架
  •     2.2.1 HDFS分布式文件系统
  •     2.2.2 MapReduce分布式运算编程框架
  •     2.2.3 Yarn运算资源调度
  •     2.2.4 HBase分布式数据库
  •     2.2.5 Flume分布式数据传输
  •     2.2.6 Sqoop数据迁移
  •   2.3 人工神经网络
  •     2.3.1 人工神经网络简介
  •     2.3.2 BP神经网络
  •   2.4 头脑风暴优化算法
  •   2.5 本章小结
  • 3 智慧海洋大数据平台框架
  •   3.1 平台框架总体架构设计
  •     3.1.1 智慧海洋大数据架构体系设计
  •     3.1.2 智慧海洋大数据标准体系设计
  •   3.2 平台框架数据处理流程设计
  •     3.2.1 平台框架数据处理流程
  •     3.2.2 海洋数据来源分析
  •     3.2.3 海洋数据处理模型分析
  •     3.2.4 海洋数据应用场景分析
  •   3.3 平台框架技术研究
  •     3.3.1 平台框架技术架构
  •     3.3.2 平台框架基础环境
  •     3.3.3 大数据平台框架搭建
  •   3.4 本章小结
  • 4 智慧海洋环境数据分析模型研究
  •   4.1 海洋环境数据分析评价模型研究
  •     4.1.1 基于改进BP神经网络的海洋环境评价模型研究
  •     4.1.2 基于MapReduce的 BSO-BP模型研究
  •   4.2 海洋环境数据分析评价模型应用
  •     4.2.1 海洋环境评价模型在海水水质评价中的应用
  •     4.2.2 海洋环境评价模型在海洋沉积物质量评价中的应用
  •   4.3 本章小结
  • 5 智慧海洋大数据平台原型设计与系统实现
  •   5.1 智慧海洋大数据平台原型设计
  •     5.1.1 业务功能分析
  •     5.1.2 原型页面展示
  •   5.2 智慧海洋环境分析评价系统设计与实现
  •     5.2.1 系统技术设计
  •     5.2.2 系统网络拓扑设计
  •     5.2.3 系统数据库设计
  •     5.2.4 系统主要类设计
  •     5.2.5 系统功能实现
  •   5.3 本章小结
  • 6 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 邵泽东

    导师: 李海涛

    关键词: 智慧海洋,大数据,海洋环境,头脑风暴优化算法,神经网络

    来源: 青岛科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 海洋学,计算机软件及计算机应用

    单位: 青岛科技大学

    分类号: TP311.13;P74

    总页数: 80

    文件大小: 3410K

    下载量: 533

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