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基于内容的图形搜索平台的设计与实现

作　者: 王奕斌
导　师: 吴刚；李尔国
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 图型搜索平台图形文件数据库形状匹配图形描述子全文搜索范围搜索
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 40次
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内容摘要

随着计算机辅助设计技术在二维、三维建模方面的日益成熟和计算机软硬件技术的飞速发展,人们创建了大量的二维、三维图形文件。由于创建高质量的二维、三维图形文件费时费力,而充分利用已有的图形文件可以大大减轻CAD软件使用者的工作量,所以如何在大量的图形文件中快速有效地检索到所需的模型已经成为一个亟待解决的问题。在工程实践中,仅仅基于关键词的文本检索技术已经无法满足设计者的需求,而基于内容的图形检索技术则突破了文本检索的局限性,通过模型的几何特征来建立索引和执行检索。相比文本检索,图形特征检索能够得到精准度更好的匹配结果。本文介绍了搜索引擎的相关理论和关键技术,分析了普林斯顿大学提出的三维模型搜索引擎原型系统,从该原型系统的设计思想、工作原理、人机界面、体系结构、数据流以及应用逻辑等各个方面阐述了一个图形搜索引擎应该具备的基本模块和各模块应该提供的功能。为本文所设计的图形搜索平台建立了良好的理论基础。本文所设计的图形搜索平台的主要面向的用户是机械工程师和建筑结构工程师。在分析了用户群的具体需求后,本文从业务逻辑上和技术实现上得出了系统设计的目标。从业务逻辑上图形搜索平台应该提供用户内容检索模型、内容访问和使用三大功能;从技术实现上图形搜索平台应该具有良好的搜索性能、可扩展性和可维护性。据此图形搜索平台选用了框架/插件的体系结构模型,纵向在框架内划分出用户界面层、业务逻辑层和数据访问层,横向可以通过插件在不停止服务的情况下动态扩展系统功能,如增加平台对新的文件格式的索引和检索能力。图形搜索平台采用面向对象的数据库设计思想设计了数据库表使得系统更加灵活,更容易扩展。图形搜索平台的数据解析器利用各种CAD软件提供的应用程序接口识别图形文件的几何特征,索引引擎根据识别出的几何特征为图形文件生成图形描述子,并将图形描述子存储于全文索引中。搜索引擎利用全文索引查询速度快、精准度高的特点实现了图形搜索、属性值范围搜索和文本搜索;图形搜索平台为用户提供了多种搜索方式,在设计搜索接口时考虑到接口的易用性、扩展性以及通用性,图形搜索平台以Web服务的形式向其它组件提供了统一的搜索命令接口。客户端调用此接口时,只需传入用以描述搜索条件的XML字符串作为参数即可,后台解析此参数并获得用户输入的所有搜索条件,根据不同的条件调用不同的搜索引擎,并将搜索结果集返回给客户端。为了提高系统的搜索性能,本文还提出了针对搜索结果的分页算法,引入了ASP.NET缓存服务。经过系统测试,作者设计的图形搜索平台从功能和性能上均达到了设计目标要求。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
1. 绪论  11-14
  1.1 课题的研究背景和意义  11-12
  1.2 本文所做的工作  12
  1.3 论文的内容及组织  12-14
2. 搜索引擎的理论与实践  14-20
  2.1 搜索引擎的概念与分类  14-15
  2.2 三维模型搜索引擎  15-18
  2.3 三维模型检索系统的特点  18-19
  2.4 本章小结  19-20
3. 图形搜索平台的需求分析  20-28
  3.1 图形搜索平台的应用主体  20-23
  3.2 搜索引擎的功能需求  23-24
  3.3 索引引擎的功能需求  24
  3.4 用户体验  24-25
  3.5 技术选型  25-27
  3.6 系统性能的需求  27
  3.7 本章小结  27-28
4. 图形搜索平台的设计与实现  28-65
  4.1 平台总体设计  28-39
    4.1.1 总体软件架构  28-29
    4.1.2 逻辑结构  29-30
    4.1.3 图形搜索平台的的数据库设计  30-39
  4.2 应用接口设计  39-42
  4.3 索引引擎的设计与实现  42-51
    4.3.1 数据解析器  43-47
    4.3.2 创建全文索引  47-51
  4.4 搜索引擎的设计与实现  51-62
    4.4.1 搜索接口的设计  51-55
    4.4.2 文本搜索  55-58
    4.4.3 属性值范围搜索  58-60
    4.4.4 图形搜索  60
    4.4.5 搜索结果的分页  60-62
  4.5 平台其它基本模块的设计与实现  62-64
    4.5.1 安全管理  62
    4.5.2 缓存服务  62-64
  4.6 本章小结  64-65
5. 系统测试与应用情况  65-69
  5.1 系统环境  65-66
  5.2 图形搜索平台测试与性能分析  66-68
  5.3 本章小结  68-69
6. 总结与展望  69-71
  6.1 研究工作的总结  69
  6.2 不足和展望  69-71
参考文献  71-74
附录  74-76
致谢  76-77
攻读作者攻读学位期间发表的论文  77-78
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书  78

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