大气环境监测数据为环境空气质量综合治理提供重要参考,具有来源广泛、结构复杂、数据量大、较强的时空属性等特点。目前的大气环境监测数据资源管理分散、缺乏统一的数据描述,为大气环境监测数据综合处理分析带来了巨大困难。数据湖概念的提出为大气环境监测数据管理提供了新的解决思路,同时通过大气环境监测数据湖数据资源目录为数据资源提供有意义的语义描述,并支持语义检索,可以全面准确地获取用户的需求,快速高效地为用户提供相应的数据服务。本文对数据湖架构、语义数据资源目录和语义检索模型的国内外研究现状以及相关技术的发展情况进行了分析总结,针对目前存在的问题进行优化改进,主要研究的内容如下:1.构建出大气环境监测数据湖架构和大气环境监测数据资源目录架构。将语义技术管理数据湖的思想应用到大气环境监测数据湖架构中,在数据湖架构中增加语义层,该语义层贯穿大气环境监测数据的整个生命周期,通过语义层的大气环境监测数据资源目录架构,为大气环境监测数据增加语义知识和上下文关联。2.提出了大气环境监测元数据模型,构建了大气环境监测数据知识图谱。为多源异构大气环境监测数据提供了统一的元数据模型,实现了不同数据源数据的元数据提取和融合。基于大气环境监测元数据建立了大气环境监测数据知识图谱,并存储到图数据库中,为大气环境监测数据的语义检索提供支持。3.提出了基于知识图谱的大气环境监测数据语义检索模型。针对关键词检索无法完全获取用户检索需求的问题,通过结合大气环境监测数据知识图谱对用户需求进行语义推理,在保证查准率的前提下,提高大气环境监测数据检索的查全率,并通过对比实验验证了方法的可行性和正确性。4.设计并实现了大气环境监测数据湖管理系统。基于软件工程的思想理论,结合大气环境监测数据湖架构,大气环境监测数据资源目录,大气环境监测数据知识图谱和大气环境监测数据语义搜索模型,设计并开发了大气环境监测数据湖管理系统。为大气环境监测数据提供高效的管理和全面的检索,同时验证了本文的主要研究内容。