海洋水文信息处理与分析应用系统设计
|
摘要
随着人们对海洋认识和开发的深入,对海上经济和军事权益保护的需求也日渐增长。本论文课题“海洋水文信息处理与分析应用系统”的主要目标是为了能够更快做好海战场准备,针对特定海域,建立集数据采集、数据处理、数据分析、数据库维护管理、海洋环境信息产品制作和提供辅助决策产品为一体的海洋水文资料处理分析应用系统软件平台。
本文首先明确了系统的建设目标和技术指标,形成总体设计方案;其次依据关系型数据库标准与优化设计原则,以Oracle为数据库平台创建具备良好使用性能的后台数据库;然后采用面向对象编程技术,设计开发了系统中部分程序功能模块。文中还分别运用传统温差累计法与现代模糊聚类方法对典型海洋水文参数进行技术处理和分析研究,通过计算结果比对得出优劣结论,再利用判定结果进行资料同化、潜艇规避声纳探测的航路模拟推演等扩展应用。这些分析处理方法对将来建设类似系统起到了很大的借鉴作用。
With the development of marine awareness and exploration, the demand of protection foreconomic and military interests on the sea is growing. The main goal of this thesis, " Application System for Marine Hydrological Information Processing and Analysis " isdevelop an software platform for processing and analysis of marine hydrological data toensure a quick response to the battlefield for a specific area on the basis of combination ofthe establishment of data collection, data processing, data analysis, database maintenanceand management, and production of marine environmental information products and provision of support to the integration of the products.
Firstly, in this paper, the overall design scheme was planned to specify the object andqualification of the application system. Second based on the principle of relationaldatabase standards and optimization, the background database with good performance was created using Oracle database as a platform; Then several modules were designedand developed using object-oriented programming. In addition, the traditionaltemperature accumulation method and modern fuzzy clustering method was used to carryout the typical ocean hydrological parameters technical processing and analysis. Throughthe calculation results comparison, we draw a conclusion. And, according to thedetermination results, we can expand applications such as data assimilation or submarineroute simulation. These analysis methods can play a very significant reference for futuredevelopment of similar systems.
本文首先明确了系统的建设目标和技术指标,形成总体设计方案;其次依据关系型数据库标准与优化设计原则,以Oracle为数据库平台创建具备良好使用性能的后台数据库;然后采用面向对象编程技术,设计开发了系统中部分程序功能模块。文中还分别运用传统温差累计法与现代模糊聚类方法对典型海洋水文参数进行技术处理和分析研究,通过计算结果比对得出优劣结论,再利用判定结果进行资料同化、潜艇规避声纳探测的航路模拟推演等扩展应用。这些分析处理方法对将来建设类似系统起到了很大的借鉴作用。
With the development of marine awareness and exploration, the demand of protection foreconomic and military interests on the sea is growing. The main goal of this thesis, " Application System for Marine Hydrological Information Processing and Analysis " isdevelop an software platform for processing and analysis of marine hydrological data toensure a quick response to the battlefield for a specific area on the basis of combination ofthe establishment of data collection, data processing, data analysis, database maintenanceand management, and production of marine environmental information products and provision of support to the integration of the products.
Firstly, in this paper, the overall design scheme was planned to specify the object andqualification of the application system. Second based on the principle of relationaldatabase standards and optimization, the background database with good performance was created using Oracle database as a platform; Then several modules were designedand developed using object-oriented programming. In addition, the traditionaltemperature accumulation method and modern fuzzy clustering method was used to carryout the typical ocean hydrological parameters technical processing and analysis. Throughthe calculation results comparison, we draw a conclusion. And, according to thedetermination results, we can expand applications such as data assimilation or submarineroute simulation. These analysis methods can play a very significant reference for futuredevelopment of similar systems.
引文
【1】 刘伯胜 雷家煜 . 水声学原理. 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 1993. 23-87
【2】 李安龙 冯秀丽 . 海洋地质. 北京:海洋出版社, 2009. 3-12
【3】 黄锡荃 李惠明 金伯欣 . 水文学,北京:高等教育出版社,1985. 41-131
【4】 高新波 . 模糊聚类分析及其应用, 西安: 西安电子科技大学出版社, 2004. 1-140
【5】 蒋泽军 . 模糊数学教程,北京:国防工业出版社, 2004. 1-62
【6】 赵晓哲 沈治河. 海军作战数学模型,北京:国防工业出版社, 2004. 38-54
【7】 (美)龙利(Loney,K) . 张立浩 尹志军 译. Oracle Database 10g完全参考手册,北京:清华大学出版社, 2006. 1-129,255-415
【8】 (美)兰多夫,(美)加德纳 . 李梦汶 任鸿 译. Visual Studio 2008高级编程,北京:清华大学出版社,2009. 1-540
【9】 陶树平 李华伦. 数据库系统原理与应用,北京:科学出版社,2005. 1 -147
【10】 刘淳 方俊 . 数据库系统原理与应用--Oracle版,北京:水利水电出版社,2008. 37-156
【11】 王珊,萨师煊 . 数据库系统概论(第4版),北京:高等教育出版社,2006. 55-93
【12】 夏火松 . 数据仓库与数据挖掘技术(第二版),北京:科学出版社,2009. 1-46
【13】 李士勇 . 工程模糊数学及应用,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004. 73-106
【14】 楼顺天 胡昌华 张伟 .基于MATLAB的系统分析与设计——模糊系统,西安:西安电子科技大学出版社,2001. 12-35
【15】 高志亮,李忠良 . 系统工程方法论,西安:西北工业大学出版社,2004. 11-26
【16】 郝勇,范君晖 . 系统工程方法与应用,北京:科学出版社,2007. 1-12
【17】 胡宝清 编. 模糊理论基础——模糊理论与工程系列丛书,武汉:武汉大学出版社,2004. 137-165
【18】 陈水利 等编. 模糊集理论及其应用,北京:科学出版社,2005. 10-45
【19】 谢季坚 刘承平 . 模糊数学方法及其应用(第三版),武汉:华中科技大学出版社,2006. 17-32
【20】 (美)布拉德利,(美)米尔斯泼 著,杨继萍,马海军 等译. Visual C# 2008程序设计教程,北京:清华大学出版社,2010. 1-324
【21】 钱冬云 . Visual C#.NET 数据库应用程序开发,杭州:浙江大学出版社,2010. 1-125
【22】 (美)福克塞尔 著,陈秋萍 译. Visual C#2005入门经典,北京:人民邮电出版社,2007. 48-92
【23】 (英)夏普 著,周靖 译. Visual C# 2005从入门到精通,北京:清华大学出版社,2006. 20-103
【24】 (美)福克塞尔 著,张劼 译． Ｖｉｓｕａｌ Ｃ?。玻埃埃?入门经典,北京:人民邮电出版社,2009. 1-55
【25】 刘先省 . Visual C# 程序设计教程,北京:机械工业出版社,2006. 45-99
【26】 李晓黎 陈艳莲 张如昌 . Oracle学习笔记,北京:人民邮电出版社,2010. 312-396
【27】 孙风栋 . Oracle 数据库基础教程,北京:电子工业出版社,2007. 1-256
【28】 宫生文 肖建 . Oracle PL/SQL完全自学手册,北京:中国铁道出版社,2010. 43-68
【29】 (美)普里斯 著,冯锐,由渊霞 译. Oracle Database 10g SQL开发指南,北京:清华大学出版社,2005. 1-154
【30】 谭怀远 . 让Oracle跑得更快——Oracle 10g性能分析与优化思路,北京:电子工业出版社,2010. 1-33
【31】 (美)凯特 著,苏金国 等译. Oracle9i&10g编程艺术:深入数据库体系结构,北京:人民邮电出版社,2006. 12-57
【32】 沈四林 . 海洋与气象,北京:人民交通出版社,2002
【33】 赵建虎 . 现代海洋测绘,武汉:武汉大学出版社,2008
【34】 喻国良 . 海岸工程水文学,上海:上海交通大学出版社,2009
【35】 方欣华.CTD资料质量控制[M].青岛:青岛海洋大学出版社,1992.
【36】 叶安乐,李凤岐.物理海洋学[M].青岛:青岛海洋大学出版社,1992.
【37】 GBl2763.7—91.海洋调查规范.海洋调查资料处理[s].北京:中国标准出版社,1992.
【38】 李磊. 海洋战场环境概论[M].北京:兵器工业出版社,2002
【39】 George L, Mellor. Users Guide for a Three-Dimensional Primitive Equation Numerical Ocean Model, 2004
【40】 Enrique, Alvarez, Fanjul, Description of HAMSOM, 2004
【41】 A Wallcraft, Hybrid Coordinate Ocean Model. User’s Guide, 2003
【42】 Office of Naval Research[Z]. http://www.onr.navy.mil/
【43】 DoD Technical Reference Model (DoD-TRM)[R].Version 1.0, 1999
【44】 C4ISR Architecture Framework[Z]. Version 2.0, 1997
【45】 Conkright M E, Locamini R A, Garcia H E, et al. World Ocean Atlas 2001: Objective Analyses, Data Statistics, and Figures [Z]. National Oceanographic Data Center, Silver Spring MD, 2002:17.
【46】 Stephens C, Antonov J I, Boyer T P, et al. World Ocean Atlas 2001, Volume I:Temperature [R]. NOAA Atlas NESDIS 49, U.S. Government Printing Office, Wash.,D.C.,2002:176
【47】 Akima, H.A new method of interpolation and smooth curve fitting based on local procedures[J].J.Associ.Comput.Mach.,1970, 17:589-602.
【48】 F Spina,R Grasso,C Trees.Data Fusion Using Geographic Data Management Systems Based on the Open GIS Consortium Specifications for Static and Dynamic Environmental Data and Products[C].NATO Undersea Research Centre;S Giannecchini,A Fabiani,GEoSo—LUTl0NS S.A.S.Italy.UDT Europe 2007
【49】 http://www.neptunecanada.ca,2005—2020
【50】 http://www.nps.edu/research/ResTopics/NPS Solions.pdf
【51】 Peter Dugge , Michael Sohrt . Geographic Information in Combat Systems[C].UDT Europe 2005
【52】 aulC.Etter.Underwater Acoustics Modelling and Simulmion(Third Edition)[M].Spon Press,New York,2003
【53】 Chris E ggen,Bruce Howe,Brian Dushaw.A MATLAB GUI for Ocean Acoustic Propagation.Applied Physics Laboratory UniVersity of Washington;1013 NE 40th Street Seattle.WA 98105
【2】 李安龙 冯秀丽 . 海洋地质. 北京:海洋出版社, 2009. 3-12
【3】 黄锡荃 李惠明 金伯欣 . 水文学,北京:高等教育出版社,1985. 41-131
【4】 高新波 . 模糊聚类分析及其应用, 西安: 西安电子科技大学出版社, 2004. 1-140
【5】 蒋泽军 . 模糊数学教程,北京:国防工业出版社, 2004. 1-62
【6】 赵晓哲 沈治河. 海军作战数学模型,北京:国防工业出版社, 2004. 38-54
【7】 (美)龙利(Loney,K) . 张立浩 尹志军 译. Oracle Database 10g完全参考手册,北京:清华大学出版社, 2006. 1-129,255-415
【8】 (美)兰多夫,(美)加德纳 . 李梦汶 任鸿 译. Visual Studio 2008高级编程,北京:清华大学出版社,2009. 1-540
【9】 陶树平 李华伦. 数据库系统原理与应用,北京:科学出版社,2005. 1 -147
【10】 刘淳 方俊 . 数据库系统原理与应用--Oracle版,北京:水利水电出版社,2008. 37-156
【11】 王珊,萨师煊 . 数据库系统概论(第4版),北京:高等教育出版社,2006. 55-93
【12】 夏火松 . 数据仓库与数据挖掘技术(第二版),北京:科学出版社,2009. 1-46
【13】 李士勇 . 工程模糊数学及应用,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004. 73-106
【14】 楼顺天 胡昌华 张伟 .基于MATLAB的系统分析与设计——模糊系统,西安:西安电子科技大学出版社,2001. 12-35
【15】 高志亮,李忠良 . 系统工程方法论,西安:西北工业大学出版社,2004. 11-26
【16】 郝勇,范君晖 . 系统工程方法与应用,北京:科学出版社,2007. 1-12
【17】 胡宝清 编. 模糊理论基础——模糊理论与工程系列丛书,武汉:武汉大学出版社,2004. 137-165
【18】 陈水利 等编. 模糊集理论及其应用,北京:科学出版社,2005. 10-45
【19】 谢季坚 刘承平 . 模糊数学方法及其应用(第三版),武汉:华中科技大学出版社,2006. 17-32
【20】 (美)布拉德利,(美)米尔斯泼 著,杨继萍,马海军 等译. Visual C# 2008程序设计教程,北京:清华大学出版社,2010. 1-324
【21】 钱冬云 . Visual C#.NET 数据库应用程序开发,杭州:浙江大学出版社,2010. 1-125
【22】 (美)福克塞尔 著,陈秋萍 译. Visual C#2005入门经典,北京:人民邮电出版社,2007. 48-92
【23】 (英)夏普 著,周靖 译. Visual C# 2005从入门到精通,北京:清华大学出版社,2006. 20-103
【24】 (美)福克塞尔 著,张劼 译． Ｖｉｓｕａｌ Ｃ?。玻埃埃?入门经典,北京:人民邮电出版社,2009. 1-55
【25】 刘先省 . Visual C# 程序设计教程,北京:机械工业出版社,2006. 45-99
【26】 李晓黎 陈艳莲 张如昌 . Oracle学习笔记,北京:人民邮电出版社,2010. 312-396
【27】 孙风栋 . Oracle 数据库基础教程,北京:电子工业出版社,2007. 1-256
【28】 宫生文 肖建 . Oracle PL/SQL完全自学手册,北京:中国铁道出版社,2010. 43-68
【29】 (美)普里斯 著,冯锐,由渊霞 译. Oracle Database 10g SQL开发指南,北京:清华大学出版社,2005. 1-154
【30】 谭怀远 . 让Oracle跑得更快——Oracle 10g性能分析与优化思路,北京:电子工业出版社,2010. 1-33
【31】 (美)凯特 著,苏金国 等译. Oracle9i&10g编程艺术:深入数据库体系结构,北京:人民邮电出版社,2006. 12-57
【32】 沈四林 . 海洋与气象,北京:人民交通出版社,2002
【33】 赵建虎 . 现代海洋测绘,武汉:武汉大学出版社,2008
【34】 喻国良 . 海岸工程水文学,上海:上海交通大学出版社,2009
【35】 方欣华.CTD资料质量控制[M].青岛:青岛海洋大学出版社,1992.
【36】 叶安乐,李凤岐.物理海洋学[M].青岛:青岛海洋大学出版社,1992.
【37】 GBl2763.7—91.海洋调查规范.海洋调查资料处理[s].北京:中国标准出版社,1992.
【38】 李磊. 海洋战场环境概论[M].北京:兵器工业出版社,2002
【39】 George L, Mellor. Users Guide for a Three-Dimensional Primitive Equation Numerical Ocean Model, 2004
【40】 Enrique, Alvarez, Fanjul, Description of HAMSOM, 2004
【41】 A Wallcraft, Hybrid Coordinate Ocean Model. User’s Guide, 2003
【42】 Office of Naval Research[Z]. http://www.onr.navy.mil/
【43】 DoD Technical Reference Model (DoD-TRM)[R].Version 1.0, 1999
【44】 C4ISR Architecture Framework[Z]. Version 2.0, 1997
【45】 Conkright M E, Locamini R A, Garcia H E, et al. World Ocean Atlas 2001: Objective Analyses, Data Statistics, and Figures [Z]. National Oceanographic Data Center, Silver Spring MD, 2002:17.
【46】 Stephens C, Antonov J I, Boyer T P, et al. World Ocean Atlas 2001, Volume I:Temperature [R]. NOAA Atlas NESDIS 49, U.S. Government Printing Office, Wash.,D.C.,2002:176
【47】 Akima, H.A new method of interpolation and smooth curve fitting based on local procedures[J].J.Associ.Comput.Mach.,1970, 17:589-602.
【48】 F Spina,R Grasso,C Trees.Data Fusion Using Geographic Data Management Systems Based on the Open GIS Consortium Specifications for Static and Dynamic Environmental Data and Products[C].NATO Undersea Research Centre;S Giannecchini,A Fabiani,GEoSo—LUTl0NS S.A.S.Italy.UDT Europe 2007
【49】 http://www.neptunecanada.ca,2005—2020
【50】 http://www.nps.edu/research/ResTopics/NPS Solions.pdf
【51】 Peter Dugge , Michael Sohrt . Geographic Information in Combat Systems[C].UDT Europe 2005
【52】 aulC.Etter.Underwater Acoustics Modelling and Simulmion(Third Edition)[M].Spon Press,New York,2003
【53】 Chris E ggen,Bruce Howe,Brian Dushaw.A MATLAB GUI for Ocean Acoustic Propagation.Applied Physics Laboratory UniVersity of Washington;1013 NE 40th Street Seattle.WA 98105