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林业海量数据的存储和传输方法研究

作　者: 刘晖
导　师: 张贵
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 森林经理学
关键词: 数字林业海量数据存储传输压缩算法
分类号: S712
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

自从国家林业局提出“数字林业”这一重要林业信息化工程后,林业信息化的一系列相关研究和建设就逐步展开。由于数字林业中涉及的林业数据类型非常多,既有空间的,如各类多光谱、多时相、高分辨率的遥感卫星影像、航空影像、各种比例尺的电子地图；也有非空间的,如森林资源调查、经济、社会等方面的数据。这些海量数据的存储和传输问题已经成为了当前林业信息化发展的瓶颈。要在现有的技术水平之上,充分利用资源,使林业信息化工程充分实行,就必须解决海量数据存储和传输的问题。林业海量数据的存储和传输,这两方面是紧密相连的。目前国内外针对存储和传输问题的研究,主要集中在两方面：一方面是可以通过技术革新,提高存储设备的存储容量和传输设备的传输速度,当然相应的成本会大幅提高；另一方面则从海量数据本身着手,合理的组织数据,搭建良好的传输网络,并选择合适的数据压缩算法减少需要存储和传输的数据量,这样也能在解决存储和传输瓶颈问题上取得较好的效果。本文主要是从第二个方面来研究林业海量数据的存储和传输问题。本文在调查了广州市林业信息化的现状基础上,利用数据存储技术、网络传输技术、3S技术以及数据压缩方法,对林业海量数据的存储和传输问题进行了研究,得到如下的结论：(1)全面分析了广州市林业信息化工程的现状,指出了在信息化建设过程中出现的林业海量数据存储和传输瓶颈的问题；(2)结合广州市林业信息化建设的情况,分析了常用的数据存储方法：包括磁存储、光存储、DAS技术存储、NAS技术、SAN技术以及数据网格等在林业信息化中的应用；(3)根据林业应用的特点,分析了林业海量数据的组织形式,并通过比较各种存储技术的优劣,设计了林业海量数据的存储方案；(4)分析了常用的数据传输方法：无线传输、有线传输在林业信息化中的应用。并针对林业数据来源多的特点,设计了广州市数字林业的网络传输方案。(5)根据林业数据的特点,在研究了常用数据压缩算法的基础上,提出了适合林业数据存储和传输应用的改进LZW压缩算法。实验证明,压缩效果较好。随着林业信息化的广泛开展,存储和网络技术的不断进步,对于海量数据的存储和传输方法的研究需要不断的完善。在广州市林业信息化的进程中,将海量数据存储和传输方法与具体应用结合起来是一项长期的工作。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1. 绪论  11-28
  1.1 研究背景和意义  11-12
    1.1.1 研究背景  11
    1.1.2 研究意义  11-12
  1.2 相关概念  12-15
    1.2.1 数字林业  12-13
    1.2.2 林业海量数据  13-14
    1.2.3 数据存储和传输  14-15
  1.3 国内外研究进展  15-20
    1.3.1 国外研究进展  15-18
    1.3.2 国内研究进展  18-20
  1.4 研究理论基础  20-23
    1.4.1 可持续发展理论  20-21
    1.4.2 系统工程  21
    1.4.3 管理学理论  21-22
    1.4.4 信息学理论  22-23
  1.5 研究技术手段和方法  23-25
    1.5.1 计算机存储技术  23
    1.5.2 计算机网络技术  23
    1.5.3 3S技术  23-24
    1.5.4 数据压缩  24
    1.5.5 数学方法  24-25
  1.6 存在问题和研究前景  25-26
    1.6.1 存在问题  25
    1.6.2 研究前景  25-26
  1.7 研究内容  26
  1.8 技术路线  26-28
2. 研究区概况和研究准备  28-35
  2.1 研究区概况  28-31
    2.1.1 广州市概况  28-29
    2.1.2 广州市林业信息化现状  29-31
  2.2 研究准备  31-35
    2.2.1 广州市数字林业基本框架调查  31-32
    2.2.2 拓扑结构及数据传输调查  32-33
    2.2.3 广州市林业海量数据调查  33-35
3. 林业海量数据存储方案  35-50
  3.1 常用的数据存储方法  35-42
    3.1.1 磁存储技术  35-36
    3.1.2 光学存储技术  36
    3.1.3 RAID技术  36-38
    3.1.4 直接存储DAS  38-39
    3.1.5 网络附加存储NAS  39-40
    3.1.6 存储区域网SAN  40-42
    3.1.7 数据网格  42
  3.2 林业海量数据组织方法  42-47
    3.2.1 金字塔模型  42-43
    3.2.2 数据组织  43-47
  3.3 林业海量数据存储形式  47-48
  3.4 林业海量数据存储结构  48-50
4. 林业海量数据传输方案  50-58
  4.1 数据传输方法  50-53
    4.1.1 高速以太网  50-51
    4.1.2 光纤通信  51
    4.1.3 卫星通信  51-52
    4.1.4 移动通信  52-53
  4.2 海量数据传输基础平台建设原则  53-54
  4.3 传输数据组织方法  54
  4.4 数据传输网络结构  54-55
  4.5 海量数据传输形式  55-56
  4.6 海量数据的多线程传输  56-58
5. 数据压缩方法  58-71
  5.1 数据压缩模型  58
  5.2 压缩算法分类  58-65
    5.2.1 有损压缩算法  58-62
    5.2.2 无损压缩算法  62-65
  5.3 压缩算法比较  65-69
    5.3.1 实验方法  65-67
    5.3.2 实验结果  67-69
  5.4 压缩算法改进  69-71
6. 结果与讨论  71-73
  6.1 结论  71
  6.2 讨论  71-73
参考文献  73-80
附录:攻读学位期间的主要学术成果  80-81
致谢  81

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