理工酷

基于多源海洋数据的信息平台开发与应用研究

一、研究目的

“数字海洋”的诞生是源于“数字地球”的建设，二者都是为了将地球上所有探测到的数据以数据库的形式存储，并共享给全球社会，集全球的科研精力及资源，挖掘有助于人类可持续发展的有用信息，助力社会发展，而作为一个海洋面积约占71%的星球，“数字海洋”也必然成为了这一庞大建设的最主要部分。

基于海洋数据的信息平台的建设，可以将丰富海量的海洋数据信息，直观便捷的展示给公众，按照不同的海洋数据分类以基于互联网网站的形式，相较于无分类的海量的数据集文件，网站可以让用户根据自己的使用需求选择来自不同海域的数据集以及在线下载，以用来将来进一步的分析与研究。友好的界面交互与UI设计有助于激发公众对于海洋知识的热爱，有助于海洋知识的基础科普，在展示过程中采用数据集表格的形式，用户可以看到自己所选择数据集的所有数据，包括数据格式，数据上传时间，更新频率等相关字段，保证了公众获取数据的及时性与可用性。 基于海洋数据的信息平台的建设，完成了从庞大数据库到可视化信息查看的转变，用户不需要经过相关的专业训练，只需要基本的操作就可以查看并下载海洋生物、海洋化学、海洋水文等信息。从政府角度来看，相关研究机构只需将自己机构的研究数据与结果上传至海洋数据信息平台，政府相关部门便可以根据当前决策需要，搜索需要的海洋数据，结合数据进行科学决策，去除了政府相关部门与研究机构的沟通隔阂，降低了信息共享得决策成本，推动决策高效决定于执行，因为对于海洋领域来说，政策相对于的影响发挥着巨大的作用，也从另一个方面帮助政府更好地协助企业发展，为沿海企业经济发展提供良好的政治环境与政策引导。政商通力合作，共同推动沿海经济发展。对于沿海渔业来说，每年的沿海休禁渔制度涉及区域广泛，政府通告发布也可以通过该平台进行传播，降低文件沟通成本，合理利用互联网平台进行咨询动态传播，公众也可以通过平台获取最新的海洋相关信息，掌握出海海风、风力等安全信息，保证渔民的财产与人身安全。

如今全球各大主要的海事机构，例如日本海洋数据中心、英国海洋数据中心（BODC）、世界海岛数据库（ISLANDS）、国际海洋数据和信息交换平台（IODE）都在海洋信息收集与共享方面做出了巨大共享，本项目的完成，有助于探索符合我国国情的多源海洋数据的信息平台，通过不同的展示形式，及数据库存储方式，摸索出最合适的信息平台，服务于国家的海洋强国战略。

二、研究内容

本论文的研究主题在与设计并开发符合中国国情与实际的基于多源海洋数据的信息平台，文章对开发平台需要的相关技术理论及浏览器关键技术进行了深入介绍，讨论决定选取何种技术，技术优势所在，并在其后对使用当前技术所面临的开发难点进行了深入讨论，包括使用Flask-SQLALchemy实现数据库对象关系映射，部署服务器至云端，数据文件批量查询分析操作，以期用最合适的技术尽可能优化地实现所设计的功能。其次，本论文结合不同海洋数据库的数据特征，数据处理与分析格式，从关系型数据库和非关系型数据库选择了MySQL数据库作为平台的数据库，既保证了对前台数据展示与搜索的良好支持性，又满足存储海量海洋数据的需求。

本论文以世界上各大海洋机构相关的海洋数据共享平台为考量对象，衡量中国海洋海量数据集内容与数据格式，瞄准国内国际重大海洋数据共享计划，以数据整合共享为目标，以开发为重点工作，最终产出基于多源海洋数据的信息共享平台，服务于社会等研究机构的应用研究包括但不限于海洋渔业、防灾减灾、旅游、航海等方面；协助企业安全高效运营，包括管理海洋风险预警、数据信息化；为政府领导科学决策，海洋管理执法维权提供科学指引。

三、研究结果

本文从研究国内外海洋数据信息平台着手，对目前海洋数据信息平台的需求进行了梳理与阐述，为了开发出更符合中国海洋数据现状的海洋数据信息平台，在确定了用户需求的基础上，又明确了平台的总体设计，将这个平台的开发分解、细化，从技术与功能角度分别阐述了平台的开发可行性、各个模块的具体实现方式，也对平台的重要部分进行了分别测试，最后给出了基于多源海洋数据信息平台的全面设计与实现。

平台采用B/S架构进行开发设计，使用Python-flask框架作为平台的开发框架，不仅可以在有限的时间内，尽可能最优化的完成所设计的功能，同时也极大地增强了平台的稳定性，易用性以及可维护性。平台数据集包含海洋生物数据集、海洋化学数据集、海洋水文数据集，以大类区分的方式将数据有组织的展示给用户，用户也可以根据自己的数据需求进行搜索，一旦确定需要数据文件，便可以快速点击下载。资讯动态功能为用户获取海洋资讯、国家政策、相关研究提供了极大地便利，用户可以查看不同的分类文章，也可以通过文章标题的关键字模糊搜索寻找自己感兴趣的文章进行阅读。

四、目录

第1章 绪论 1.1 研究背景 1.2 研究的目的与意义 1.3 国内外研究现状 1.4 研究内容 第2章 平台相关技术研究 2.1 Bootstrap前端框架 2.2 Web服务器网关接口 2.3 B/S架构模型 2.3.1 B/S架构模型与C/S架构模型的介绍与比较 2.3.2 B/S结构的特点和优势 2.4 MySQL数据库 2.4.1 MySQL数据库介绍 2.4.2 MySQL数据库所需关键知识 2.5 Python-flask web框架及关键模块 2.5.1 Python-flask框架介绍 2.5.2 Flask-Uploads模块 2.5.3 Flask-SQLAlchemy扩展 第3章 需求分析及可行性分析 3.1 平台需求分析 3.2 平台需求概述 3.2.1 业务功能需求 3.2.2 平台性能需求 ⑴ 响应时间指标 ⑵ 平台容量性能指标 3.3 平台用例分析 3.3.1 海洋数据查看与下载 3.4 平台可行性分析 3.4.1 技术可行性 3.4.2 经济可行性 第4章 平台总体设计 4.1 平台架构设计 4.2 平台的框架设计 4.3 平台的模块设计 4.4 平台数据库设计 4.4.1 实体描述 4.4.2 数据库迁移 4.4.3 数据库表格设计 第5章 基于多源海洋数据信息平台的实现 5.1 项目前期工作 5.1.1 安装组件 5.1.2 数据库创建与迁移 5.2 平台主要功能模块的实现 5.2.1 平台首页的实现 5.2.2 平台登录模块的实现 5.2.3 平台注册模块的实现 5.2.4 平台资讯动态模块的实现 5.2.5 平台数据服务模块的实现 第6章 基于多源海洋数据信息平台的测试 6.1 平台功能测试 6.1.1 链接测试 6.1.2 表单测试 6.2 浏览器测试 第7章 总结和展望 参考文献

via:https://github.com/dashengwzy/python_flask