面向森林环境参数监测的移动GIS技术及系统的设计实现

发布时间：2020-04-02 22:39

【摘要】：伴随着无线网络传输等相关技术和嵌入式硬件水平的提升与快速发展,智能化的应用开始逐渐融入人们日常生活中的不同方面,林业等生态领域的监测也需要向智能化管理方向发展。而森林中的植被属性和空间几何参数会随着时间和生态环境的影响发生变化,从而使森林环境中的属性数据在不同时刻下会有所不同。这种实时性的体现影响着林业管理部门相关人员决策的产生,因此需要实时获取不同时刻下的森林环境参数。针对这种情况,本文采用多种传感器实时监测森林环境参数并结合ZigBee协议与地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术设计研发森林环境实时动态监测系统。系统从整体上主要分为森林环境监测的硬件感知层和移动终端的系统应用层。系统感知层是基于ZigBee无线自组网技术的硬件无线传感网,选择Xilinx公司的ZC702开发平台作为感知节点的中央处理器,结合风速、风向、温度、湿度、PM2.5、负氧离子、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等传感器,可以监测森林生态环境参数的动态变化,实现森林自然保护区中生态参数的实时采集与分析。感知层与应用层之间通过通用分组无线服务(General Packet Radio Service,GPRS)技术方式进行数据的双向传输,最终可以实现在iOS移动客户端上的GIS动态数据展示和分析。本文主要侧重在GIS数据展示的研究,并结合移动GIS技术实现在iOS移动终端上对森林保护地区的地形及传感器节点的整体展示,可以在线编辑并保存数据,并阶段性地对采集的数据进行处理及分析,从而实现对不同时刻下的森林环境参数的实时动态展示。针对实时GIS的相关技术进行深入研究后,本文在已搭建的森林环境无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的基础上,按照功能模块进行了设计和开发,并通过户外的数据采集实验及集成测试的结果分析,验证了系统的可行性和稳定性,实现了移动客户端上多传感器数据的实时展示与分析的设计目标。
【图文】：

图 2-4 GIS 的网络化发展趋势Figure 2-4 The Trend of Network Development of GIS伴随着 Web Service 服务的发展和广泛应用，各种基于 Web Service 标准 GIS 平台也如雨后春笋般出现，在此基础上也出现了多种地理信息服务的网络地图服务、网络覆盖服务和网络处理服务等，开发者可以直接使用这完成 GIS 之间的数据共享及编辑[41,42]。其中基于 SOAP 协议的 Web Servic数据共享与空间信息互操作框架如图 2-5 所示：

势如图 2-4 所示。图 2-4 GIS 的网络化发展趋势Figure 2-4 The Trend of Network Development of GIS伴随着 Web Service 服务的发展和广泛应用，，各种基于 Web Service 标准IS 平台也如雨后春笋般出现，在此基础上也出现了多种地理信息服务的络地图服务、网络覆盖服务和网络处理服务等，开发者可以直接使用这成 GIS 之间的数据共享及编辑[41,42]。其中基于 SOAP 协议的 Web Serv据共享与空间信息互操作框架如图 2-5 所示：
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S712;P208

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本文编号：2612534