青海湖流域生态环境遥感产品生产与服务系统设计与开发

摘要

青海湖位于青海省东部，是我国最大的内陆湖和咸水湖，它在调节区域气候、稳定当地生态、拉动当地经济等方面起到了非常重要的作用。但青海湖流域生态环境比较脆弱，加之，人类活动对该区域的影响不断增大，因此有必要对青海湖流域生态环境进行动态监测。生态环境遥感产品具有覆盖面积广、重访周期短等特点，可为大规模生态环境动态监测提供数据支撑和科学依据，目前已被广泛用于生态环境动态监测。生态环境遥感产品生产主要采用基于物理模型和经验模型的反演算法，前者精度较高、普适性较好，但耗时严重。后者刚好与之相反。为了追求更高的精度，本文采用基于物理模型的反演算法，但由此衍生出的耗时严重问题必须加以解决。结合青海湖流域生态环境监测实际需求，设计并开发一套生态环境遥感产品生产与服务系统，为青海湖流域生态环境监测生产多种生态环境遥感产品具有非常重要的现实意义。
　　本研究主要内容包括：⑴分析了青海湖流域植被覆盖度、冠层叶绿素含量、叶面积指数、冠层含水量、生物量、土壤含水量等6种生态环境遥感产品反演算法，并根据模块化程序设计思想，把复杂的算法分解成了许多小的功能模块，然后用JAVA编程实现了所有的功能模块。⑵设计并实现了6种生态环境遥感产品并行生产程序。基于物理模型的反演算法耗时严重，为了提高生产效率，论文在深入分析6种产品生产流程的基础上，根据并行程序设计原则以及MapReduce模型特点，设计并实现了6种产品的并行生产程序，并对并行程序性能进行了测试。结果表明，6种产品的生产效率都得到了较大提升。⑶设计并开发了一套B/S架构的青海湖流域生态环境遥感产品生产与服务系统。系统包括生产子系统和服务子系统两部分，生产子系统集成了6种生态环境遥感产品的并行反演算法，它负责快速生产6种产品并将结果自动发布到服务子系统。服务子系统负责提供产品服务，普通用户登录子系统后便可对产品进行查询、预览和下载，从而为自身的进一步应用提供数据支撑。

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第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究内容与组织结构

第二章 生态环境遥感产品生产与服务系统相关技术基础

2.1 并行计算

2.2 Hadoop简介

2.3 Hadoop与遥感应用相结合

2.4 Beam简介

2.5 Beam与Hadoop相结合

2.6 Web应用程序简介

第三章 生态环境遥感产品反演算法并行化

3.1 研究区与数据介绍

3.2 通用算法模块

3.3 植被覆盖度算法

3.4 冠层叶绿素含量

3.5 LCB反演算法

3.6 土壤含水量

3.7 本章小结

第四章 生态环境遥感产品生产与服务系统设计

4.1 系统需求分析

4.2 系统设计原则

4.3 系统设计

4.4 系统运行流程

4.5 本章小结

第五章 生态环境遥感产品生产与服务系统开发

5.1 系统开发环境

5.2 系统功能实现

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献