基于开源软件的云端农业资源信息服务研究

摘要

农业是国民经济的基础，农业资源是农业与农村乃至整个人类社会得以生存和发展的物质基础和根本保证。农业资源分布在广阔的地域内，其农业资源数据具有空间分布范围广、时效性强、数据量大等特性。在信息技术变革、“云+端”核心技术和农业信息化进程的背景下，如何利于3S（遥感技术RS、地理信息系统技术GIS、全球定位系统GPS）技术、网络技术、移动互联网技术、云计算和物联网等先进技术更好的提供农业资源信息服务，实现农业资源的高效利用和可持续发展一直是我国农业信息化建设的重要研究内容。现阶段我国农业资源信息服务已取得长促发展，但由于①现有系统大多为专项系统，数据利用率低下;②过分依赖商用软件，系统基础软件平台需求资金较大，实际部署困难;③软件开发和维护难度高等，农业资源信息服务体系有待进一步建立与完善。
　　 本研究以云计算和开源软件理论及其关键技术为基础，针对目前我国农业资源信息管理与服务存在的主要问题，分析了农业资源信息服务的需求，构建了农业资源信息云计算服务架构，进而研究了架构体系的核心内容和关键技术，并以现代烟草农业建设为背景，以黔江现代烟草农业资源数据为基础，对架构内容和技术进行了验证，主要研究内容和成果如下:
　　 (1)农业资源信息云计算服务架构。基于对农业资源信息服务的用户需求、服务需求、安全保密性需求和农业资源信息特性分析，通过网络为农业用户提供按需、动态、自助的3种服务资源（基础设施服务、平台服务和应用服务），这些服务资源对应着3种农业资源信息服务模型:基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和应用即服务(SaaS)，并从服务模式和部署模式对其进行分析，构建了农业资源信息云计算服务架构体系。
　　 (2)基于开源软件的农业资源数据云存储与管理技术。在农业资源信息云计算服务架构下，分析了农业资源信息的来源和处理方法，基于CAP理论和农业资源信息与服务的可分解性分析，提出了农业资源结构化数据和非结构化数据的存储方式，并构建了农业资源数据云存储技术体系和管理框架，解决了农业资源数据云存储问题。
　　 (3)基于开源软件的农业资源信息云计算服务平台及案例。以现代烟草农业建设为背景，以黔江现代烟草农业资源为数据来源，以云计算和开源软件理论为指导，基于SaaS云服务模式，设计了一个“云+端”的农业资源信息云计算服务框架，提出了一种空间数据动态分布存储与访问方法，并从SaaS服务模型的几个关键评价标准出发研究探讨了“云”的设计与实现，完成了基于Web端的农业资源信息服务“端”的部分功能开发，实现了基于平板电脑的农业资源信息的采集、管理、输出与决策等功能。

目录

声明

论文说明

摘要

第1章 文献综述

1．1 农业资源信息系统研究进展

1．1．1 国外研究进展

1．1．2 国内研究进展

1．2 云计算研究与应用现状

1．2．1 云计算概述

1．2．2 云端农业资源信息服务的优势

1．2．3 云计算的研究及应用现状

1．3 开源软件研究与应用现状

1．3．1 开源软件概述

1．3．2 开源软件的优势

1．3．3 开源软件的研究及应用现状

1．3．4 构建云计算平台的开源软件

1．4 存在的问题与分析

第2章 绪论

2．1 研究背景

2．1．1 信息技术变革

2．1，2 “云+端”核心技术

2．1．3 农业信息化进程

2．2 研究意义

2．2．1 农业资源信息服务是区域农业可持续发展的基本前提和重要保证

2．2．2 云计算为信息时代背景下农业资源信息服务的提升提供了新机遇

2．2．3 开源软件为加入WTO之后的农业资源信息服务的发展提供了新途径

2．3 研究方案

2．3．1 研究目标

2．3．2 研究内容

2．3．3 技术路线

第3章 农业资源云计算服务架构设计

3．1 农业资源信息服务的需求分析

3．1．1 用户需求

3．1．2 服务需求

3．1．3 安全保密需求

3．2 云端农业资源信息服务分析

3．2．1 农业资源信息管理与服务分析

3．2．2 基于“云”的农业资源信息服务模式

3．2．3 农业资源信息云计算服务部署模式

3．3 农业资源信息云计算服务架构设计

3．3．1 总体技术架构

3．3．2 逻辑架构

3．3．3 应用架构

第4章 基于开源软件的农业资源数据云存储与管理研究

4．1 农业资源信息的来源与处理

4．1．1 农业资源信息来源

4．1．2 农业资源信息的特点

4．1．3 农业资源数据的组织与处理

4．2 农业资源数据与存储结构

4．2．1 CAP理论

4．2．2 结构化数据与存储方式

4．2．3 非结构化数据与存储方式

4．2．4 农业资源数据存储技术体系

4．3 农业资源数据的分布式存储策略

4．3．1 农业资源数据的可分解性

4．3．2 栅格数据的分布式存储策略

4．4 农业资源数据云存储与管理框架

第5章 基于开源软件的农业资源信息云计算服务平台研究

5．1 基于SaaS模式的农业资源信息服务

5．1．1 SaaS及其应用架构

5．1．2 应用服务框架

5．2 空间数据动态分布式存储与访问

5．2．1 传统瓦片式地图缓存技术

5．2．2 动态缓存策略

5．2．3 分布式存储策略

5．3 农业资源信息服务“云”设计

5．3．1 开发环境

5．3．2 用户管理

5．3．3 配置管理

5．4 农业资源信息服务“端”设计

5．4．1 客户端技术

5．4．2 Web端

5．4．3 移动端

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 研究展望

参考文献

致谢

在校期间发表的论文及参与的研究课题