基于XML元数据的农作物光谱信息管理系统的研究与设计

摘要

随着农业信息化进程的快速推进，“精细农业”已经广泛应用在农业生产当中，而低空遥感技术作为“精细农业”的核心技术之一理所当然地成为了科研工作中的“尖兵利器”。区别于传统的农作物信息获取方法，高光谱技术以其高分辨率、高灵敏度、大信息量、测量方便准确等特点，在农作物信息的野外采集中颇受青睐。丰富完整且系统化的高光谱数据也为实现遥感技术的从定性化到定量化提供了数据支持。但是，高光谱数据结构复杂严谨、信息量大，野外采集的光谱数据离开了环境信息、理化信息等配套辅助信息后，并不能独立应用。对于农作物的低空遥感科研工作来说，迫切需要设计一个针对光谱信息，并结合辅助信息的数据管理系统。
　　XML即可扩展标记语言，是用来描述元数据的语言。元数据是关于数据的数据，它既是一种数据应用标准，也是一种编码体系，在数据共享的分布式环境中对数字化的信息进行结构和依赖关系的描述。在诸如网络资源、文献资料、社会科学数据集和地理空间信息等领域，都形成了相关的国际元数据标准，来指导数据的内容和结构，但是在光谱信息元数据方面的相关研究并不多见。本文以此为契机，通过对光谱数据库和元数据模型系统的发展状况进行深入研究，为实验中产生的大量光谱数据设计了通用的光谱信息元数据模型标准，并以此为基础构建了光谱信息管理系统，并对相关关键技术进行了研究与探讨。
　　本文的研究工作主要在于以下几个方面:
　　(1)根据在实验中采集到的时序性的光谱数据、环境数据和其他辅助数据设计了光谱信息元数据模型，来对光谱测量中涉及的各类信息进行结构化、规整化处理。
　　(2)采用基于wxWidgets技术的wxPython设计了针对光谱信息管理系统的客户端界面，来对光谱信息进行可视化操作。
　　(3)运用MVC框架设计了光谱信息管理系统的核心程序，并将元数据模型融合到系统中来，实现了基于XML数据文档的信息管理。

目录

论文说明

声明

摘要

1．绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 光谱库技术研究进展

1．3．2 元数据技术研究进展

1．4 研究内容

2．理论基础与相关技术

2．1 元数据概述

2．1．1 元数据技术简介

2．1．2 元数据的特点

2．2 XML技术与元数据

2．2．1 XML概述

2．2．2 XML的优点

2．2．3 运用XML结合元数据的原因

2．2．4 基于XML的常用元数据描述工具的比较与评价

2．2．5 元数据模型的XML Schema实现方案

2．3 XML中Python技术的应用

2．3．1 Python对XML的解析

2．3．2 Python对程序界面的构建

3．基于XML的农作物光谱信息元数据模型的研究

3．1 农作物光谱信息的特征

3．1．1 光谱产生的过程

3．1．2 农作物高光谱数据的特征

3．2 农作物光谱信息的获取

3．2．1 农作物光谱信息获取的影响因素

3．2．2 农作物光谱信息的来源和获取过程

3．2．3 野外光谱数据测量的注意事项

3．3 光谱信息元数据模型的构建标准

3．4 光谱信息元数据模型的设计

3．4．1 光谱信息元数据模型的整体结构

3．4．2 光谱信息模块

3．4．3 环境信息模块

3．4．4 地理信息模块

3．4．5 其他信息模块

3．5 XML数据文档的存储研究

3．5．1 几种常见的XML文档存储方式的分析对比

3．5．2 基于光谱信息元数据模型的数据存储

4．基于XML元数据模型的农作物光谱信息管理系统原型

4．1 农作物光谱信息管理系统界面层的构建

4．1．1 wxWidgets和wxPython

4．1．2 WXPython的使用方法

4．1．3 wxPython程序的基础和事件驱动

4．1．4 农作物光谱信息管理系统界面层的实现

4．2 农作物光谱信息管理系统功能层的实现

4．2．1 MVC框架功能的实现

4．2．2 系统功能和系统界面的结合

4．3 XML元数据模型与信息管理系统的融合

4．4 光谱信息管理系统的数据可视化实现

5．总结与展望

参考文献

附录

致谢