农产品重金属污染机理分析平台设计与实现

发布时间：2025-05-04 18:43

　　农产品质量与百姓的健康直接相关,研究农产品中重金属污染的机理也成为防治农产品污染、保证农产品质量安全的重要课题。然而污染源与污染受体的关系并非显而易见,彼此之间有着错综复杂的关联,通过农业与化学的方式来进行农产品污染的分析研究在人力与物力方面都是一项高成本的工作。目前通过计算机技术对农产品的污染分析的研究与相应成果并不多,且大多停留在在制定标准与定性分析的层级上。针对上述问题,本文旨在开发一套农产品重金属污染机理分析平台。通过富文本解析技术、数据挖掘技术、并行计算模型以及文本数据索引技术,完成了对源文件处理、资源管理与检索、污染判断与机理分析、算法扩展和用户信息管理五大模块的功能设计与实现。通过计算机数据挖掘领域的知识完成了农产品污染的定量分析,并通过Echarts可视化技术展示污染源与污染受体之间的潜在关系,与传统农业分析相比,极大的降低了研究成本。本文运用机器学习的方法并使运算工程并行化,更加快速的提供数据分析结果。平台整体使用MVC架构,并通过Spring、Mybatis、SpringMVC完成Web平台的构建。根据平台测试结果,本文实现的平台达到了设计的需求。平台界面简洁易懂,命...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 农田重金属污染
        1.1.2 土壤与农作物数据分析
        1.1.3 源解析与安全防控
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 重金属污染与源解析现状
        1.2.2 污染治理与安全防控现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 论文组织结构
2 相关技术和工具
    2.1 PDF解析与文本清洗工具
        2.1.1 PDF解析工具
        2.1.2 文本清洗工具
    2.2 数据挖掘技术
        2.2.1 解析重金属关联的聚类算法
        2.2.2 预测作物是否达标的分类算法
    2.3 Hadoop下的Map-Reduce计算模型
    2.4 文本数据索引
        2.4.1 倒排索引
        2.4.2 Solr
    2.5 GIS地图技术
        2.5.1 ArcGIS
        2.5.2 Leaflet
3 需求分析
    3.1 课题目标
    3.2 功能需求
        3.2.1 土地污染分析
        3.2.2 重金属关联性分析与作物达标预测
        3.2.3 污染土地防控推荐与作物推荐
        3.2.4 算法扩展
    3.3 安全需求
        3.3.1 权限机制
        3.3.2 数据安全
        3.3.3 功能安全
    3.4 性能需求
        3.4.1 算法性能
        3.4.2 检索性能
4 平台设计
    4.1 总体设计
        4.1.1 数据处理流程
        4.1.2 系统体系结构
    4.2 平台功能模块设计
        4.2.1 源数据处理模块
        4.2.2 资源管理与检索模块
        4.2.3 污染判定与机理分析模块
        4.2.4 算法扩展模块
        4.2.5 用户信息管理模块
    4.3 平台持久层设计
        4.3.1 持久层总体设计
        4.3.2 数据库概念设计
        4.3.3 数据库逻辑视图
        4.3.4 连接池设计
    4.4 详细设计
        4.4.1 源数据处理模块
        4.4.2 基于趋势的重金属聚类算法
        4.4.3 作物达标预测算法
        4.4.4 污染溯源
5 平台实现
    5.1 平台开发环境
    5.2 平台模块实现
        5.2.1 源数据处理模块
        5.2.2 资源管理与检索模块
        5.2.3 污染判定与机理分析推荐模块
        5.2.4 算法扩展模块
        5.2.5 用户信息管理模块
6 平台测试
    6.1 用户管理与权限测试
    6.2 污染分析测试
    6.3 资源管理与检索测试
    6.4 算法扩展测试
    6.5 性能测试
结论
参考文献
致谢



本文编号：4042730