学位论文-—枣品质决策系统决策树生成与果实评估.doc
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1、摘要枣因其营养价值高,易种植,耐存活且在不同地域拥有不同特色而成为许多地方特别是山区高原致富之道,但由于技术方面的欠缺使得果农无法用专业知识去评估自己手中果实的品质和正确价值导向,由此带来一系列问题,信息消息的滞后导致农户盲目种植,产品积压,销售停滞。因此就要找到相关途径,知己之道,才能让枣农更快发展富裕起来。由此需求设计了枣品质决策系统,它是依托当前信息的网络化、快速化,使用网络评估果实品质,给出相关建议等服务为前提的综合信息评估服务系统的设计。实现通过Internet互联网对专家和果农给出的信息数据的采集整理生成决策树,进行相关评估工作。通过枣品质决策系统进行果实评估给出建议,方便即果农专
2、家进行相关工作,又减少成本。缩短果农与专家的距离。在此项目中选择了JavaWeb作为开发语言,用到了面向对象的开发思想和mvc设计模式的设计理念。在接口设计上,实现了数据封装和信息隐藏。关键字:枣品质评估、决策树分析、JavaWeb、mvc模式、数据挖掘。AbstractDates because of its high nutritional value, easy to grow, resistance to survive and in different regions have different characteristics and become rich in many pla
3、ces, especially in mountainous plateau, but due to the lack of technology make the fruit cannot use professional knowledge to evaluate the quality of their own hands the fruit and the correct value guidance, leading to a series of problems, information messages delay lead to farmers planting blindly
4、, product backlog, sales stalled. So will find relevant way, bosom friend, to get the most rich faster development. Thus demand jujube quality decision system is designed, it is relying on the current information network, rapidness, using the network evaluating fruit quality, and provide advice and
5、other services as the prerequisite of comprehensive assessment information service system design. Implementation through the Internet Internet for experts and fruit give information data collection to generate the decision tree, related to the assessment work. Through the jujube quality decision-mak
6、ing system to evaluate fruit recommendations, namely fruit experts for a related work, and reduce costs. Shorten the distance of growers and experts.In this project we select JavaWeb as a development language, use the object-oriented development thought and the design concept of the MVC design patte
7、rn. In the interface design, realized the data encapsulation and information hiding.Keywords: Jujube quality assessment, decision tree analysis, JavaWeb, MVC mode, data mining.目录1.引言11.1背景和意义11.1.1 背景11.1.2 意义11.2 国内外的现状11.3本文的重点22.技术支持32.1开发工具和环境32.1.1开发工具选择32.1.2运行环境42.2用JDBC连接数据库的方法42.3决策树算法43.需求
8、分析与概要设计63.1需求分析63.1.1 条件和限制63.1.2功能需求63.2概要设计63.2.1 系统总体分析63.2.2按模块分总体设计73.2.3按各模块间关系83.2.4系统模块划分84.详细设计及实现94.1设计说明94.2数据结构设计94.2.1数据结构94.3 决策流程114.3.2模块流程图124.4决策树实现134.4.1系统设计模式134.4.2数据库信息获取方法134.4.3 系统拓展实现144.4.4 接口的设计154.4.5 后台包及设计164.4.6异常处理174.4.7出现的问题以及解决方法175结论185.1技术特点185.2缺点及不足185.3系统扩展18
9、5.4总结18致谢19参考文献201.引言本系统是面向专家和农户,基于中小型数据库数据挖掘工具。它基于语言开发,不但操作简单,界面友好,易于操作,实用性强;同时还能够跨平台运行。1.1背景和意义1.1.1 背景枣本身的功能价值赋予的,枣的补血、美容、保健、营养、抗癌、抗疲劳、镇静、护发、降脂、降糖、养生等等效果符合现代人追求的时尚要素国务院总理温家宝3月5日在十二届全国人大一次会议上作政府工作报告时提出,要促进农业稳定发展和农民持续增收。坚持把解决好“三农”问题作为各项工作的重中之重。党的十六大以来,党中央明确要把解决好“三农”问题放在全党工作重中之重的位置,着力统筹城乡经济社会发展,加快形成
10、城乡发展一体化新格局。党的十八大从中国特色社会主义事业总体布局出发,推出了“促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”,明确“城乡发展一体化”是解决“三农”问题的根本途径。随着计算机技术和网络技术的迅速崛起,计算机日渐深刻的在改变着人们的生产生活方式。而互联网已日益成为收集提供信息的最佳渠道,并逐步进入科学种植决策领域。1.1.2 意义枣树的种植区域地理环境和人文环境特征赋予的,枣树的种植不仅仅有它的经济意义,更有重要的环境意义和社会价值,枣树种植的区域主要分布在我过干旱、半干旱、风沙荒漠化和土地盐碱化的区域,枣树的种植可以极大的改善这些区域的生态环境,符合人类与自然和谐相处的命题,同时
11、这些区域主要为中国经济发展相对滞后的区域,是我国改善这些区域人民生活环境、提高他们生活水平,增加收入来源的重要抓手,对于缩小区域经济差异,促进经济和谐发展有着重要意义。1.2 国内外的现状过去的二十年,传统信息随着应用领域增多以电子格式存储的数据在量上有了戏剧性的增长。数据的累积量已经在以指数性的速率递增。人们已经评估出世界上信息的数量每二十个月翻一番,并且数据库的数量与大小正在以更快的速度增长。诸如物种属性或远程移动设备等的电子数据采集设备的增长更加剧了可用数据的增加。如何有效地获取和利用这些平时的采样数据,并且变数据为知识,是我们研究的主要课题。数据挖掘的发展历史是建立在相关学科发展的基础
12、上的。随着数据库技术的发展及应用,人们积累的数据越来越多。激增的数据背后隐藏着许多重要的信息,简单的查询和统计已经无法满足商业的需求,需要出现一种挖掘数据背后隐藏的知识的手段。决策树通过用数据库管理系统来存储数据,用机器学习的方法来分析数据,挖掘大量数据背后的知识,这两者的结合促成了数据库中的知识发现(KDD:Knowledge Discovery in Databases)的产生。数据挖掘(DM: Data Mining)是知识发现(KDD)最核心的部分。1998年第四届知识发现与数据挖掘国际学术会议上不仅进行了学术讨论,并且有30多家软件公司展示了他们的数据挖掘软件产品,不少软件已在北美、
13、欧洲等国得到应用。经历十多年的发展,数据挖掘已经成为一个自成体系的应用学科。数据挖掘应用的主要对象是海量数据,从基础的数据条件来看,电信、金融机构和政府税务部门都已具备。所以数据挖掘技术兴起不久,特别是成熟的软件产品问世后,立刻就在在这些领域里得到了广泛的应用。比如说政府机关的税务部门,国家的宏观政策上已经在金税四期的工程里提到用数据挖掘的方法来解决目前困扰税务机关的纳税评估和稽查选案的两大问题,而且也有一部分地市作为带头人开始使用数据挖掘工具。作为决策支持系统的一个重要组成部分,数据挖掘已经越来越成为近年来国内外税务部门关注的焦点之一。在此,我们也可以借鉴一下国外税务机关使用数据挖掘的先进经
14、验:1、Texas州的税务稽查人员需要确保联邦税法在存在欺诈和不服从的纳税人也可以得到有效得执行。40万个纳税人每年得特许税(Franchise tax)和营业税征收额都在1亿9千万美圆以上。采用数据挖掘方法,每年Texas州利用数据挖掘技术从未申报的税收中发现百万计的偷逃税款。2、美国华盛顿国家税务局通过建立数据仓库并进行相应的挖掘工作,把最先只能对100个左右的公司进行稽查工作,通过数据挖掘进行稽查选案工作,大大提高了对稽查选案时的准确性和稽查额度,节约了稽查成本并使稽查成果大幅提高。虽然在我们探讨研究的同时还需要逐渐完善,但是数据挖掘作为一门学科正从原来的边缘学科转变成为一门成熟学科,同
15、时,伴随着信息化技术的发展,数据挖掘的技术也逐渐趋于成熟,国外的专业杂志-麻省理工学院的科技评论去年提出未来5年对人类产生重大影响的10大新兴技术,“数据挖掘”位居第三。从以上数据挖掘发展的历史和未来的前景来看,数据挖掘技术现在已经处于一个相对成熟的阶段。这为我们查询和分析工具的设计提供了很好的技术支持。同时面向对象编程技术的应用,使得系统有了更加灵活的扩展性,从而使各个模块间的耦合性大大降低,提高了系统的聚合性。同时基于面向对象的设计模式和重构方法的应用,使得系统的维护和扩展变的更加容易。1.3本文的重点叙述如何使用MVC的框架,用ID3算法实现决策树,并用实际数据进行评估。2.技术支持2.
16、1开发工具和环境通过MVC结构添加相关样本数据导入数据库,后台生成相应决策树,用户通过前台确定相关的查询数据,通过决策树评估得到由该品种的品质等级。专家用户可以进行样本数据查看,增加和删除,也可以自己通过选择相应的属性建立决策树判断某些属性对决策结果的影响。2.1.1开发工具选择当前开发此类工具的语言很多,比如:JAVA,VB,C+,NET在这些语言当中,要想开发一个功能完善、界面友好、移植性好、扩展性好的系统并不是所有语言都能满足的。首先看VB语言:VB在用户界面开发方面有很大优势,比如:操作简单,可视化强。但是它没有脱离开面向过程的编程模式,可扩展行和维护性很差。而且不支持B/S模式。C+
17、虽然既支持面向对象编程,同时又支持面向过程编程。然而面向对象部分结构复杂,而且并不能支持B/S模式。.NET架构不但支持面向对象编程,而且同时支持B/S模式和C/S模式,按说是系统选择的对象,然而不能实现跨平台运行导致的低移植性是它的致命缺点。最后,我们把选择了java。Java语言与其他语言相比有一下优点:1. 可移植性与结构中立结构中立,平台无关;对网络编程,单系统软件发布有用。2. 分布式对象可以在本地或远程系统中。 3. 安全性并不允许程序访问所有的计算机内存和磁盘空间。 4. 健壮性Java便一起可以在编译时自行检测许多问题,而别的语言只有运行时才检测,Java不支持指针算法,不会有
18、不良的指针管理引起的内存泄露或者内存错误。5. 多线程可以同时执行多个任务。 6. 动态性足够多的运行时类型信息,用于在运行时校验对象。这使得在一种安全有效的方式下动态的连接代码成为可能。在设计模式上选用MVC设计模式:当用户有请求提交时,所有请求都会交给Servlet进行处理,然后由Servlet调用JavaBean,并将JavaBean的操作结果通过RequestDispatcher接口传递到JSP页面上。由于这些要显示的内容只是在一次请求-回应中有效,所以在MVC设计模式中,所有的属性传递都将使用request属性范围传递,这样可以提升代码的操作性能。2.1.2运行环境操作系统:Wind
19、ows系列,内存128M以上,硬盘1G以上Java虚拟机版本:jdk1.7.0目前系统可支持的数据库:Sql Server。可用浏览器:默认为Ie浏览器(支持javascript脚本)。Office:使用excel20032.2用JDBC连接数据库的方法通过java可以有两种方式连接数据库:JDBC和ODBC,但是因为ODBC是一个C语言接口,所以ODBC在Java中直接使用不适当。因为从Java中来调用C代码在安全性,健壮性,实现的方便,可移植性等方面有许多不便。它使得Java在这些方面的许多优点得不到发挥。于是我们选择了JDBC与数据库连接。Jdbc是Sun提供的一套数据库编程接口API函
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