计算机毕业设计Hadoop+Spark农产品推荐系统 农产品可视化 大数据毕业设计(源码+LW文档+PPT+讲解)

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介绍资料

《Hadoop+Spark农产品推荐系统与可视化平台》任务书

一、项目背景与目标

1.1 背景

我国农产品年交易额超6万亿元,但流通环节数字化率不足30%,传统推荐系统存在以下问题:

  • 数据孤岛:电商平台、批发市场、溯源系统数据分散,缺乏统一分析框架。
  • 冷启动困境:新上市农产品缺乏历史行为数据,推荐转化率低(如有机蓝莓转化率不足5%)。
  • 时效性不足:Hadoop批处理模式延迟超6小时,难以应对农产品价格波动(如生猪价格日波动超3%)。

1.2 目标

构建基于Hadoop+Spark的农产品推荐系统与可视化平台,实现:

  1. 数据高效处理:支持PB级农产品数据实时存储与计算,处理延迟≤30分钟。
  2. 个性化推荐:推荐转化率较传统算法提升35-45%,助力农户优化销售策略。
  3. 决策可视化:通过动态图表(如价格趋势图、风险热力图)降低数据解读门槛,支撑政府监管与农户决策。

二、任务分解与责任分配

2.1 数据采集与预处理(负责人:张三)

  • 任务内容
    • 设计Scrapy爬虫集群,采集电商平台价格、社交媒体舆情、气象灾害预警等10类数据源。
    • 基于Hive UDF函数标准化数据(如单位转换“斤→公斤”),解析非结构化文本(如政策文件关键词提取)。
    • 构建“AgriData”数据集,覆盖全国31省、200+农产品品类,日均数据量超1亿条。
  • 交付成果
    • 数据采集脚本(Python/Scrapy)。
    • 清洗后的结构化数据集(Parquet格式)。
    • 数据字典与质量报告。

2.2 分布式存储与计算(负责人:李四)

  • 任务内容
    • 部署8节点Hadoop集群(HDFS存储原始数据,HBase存储特征工程结果)。
    • 基于Spark SQL实现数据ETL,利用DataFrame API优化查询性能(较Hive提升5倍)。
    • 开发增量更新机制,支持每日新增数据自动同步至HDFS。
  • 交付成果
    • Hadoop集群配置文档与监控脚本。
    • Spark ETL代码(Scala/PySpark)。
    • 性能测试报告(对比Hive与Spark处理效率)。

2.3 推荐算法开发与优化(负责人:王五)

  • 任务内容
    • 混合推荐模型
      • 融合时空感知矩阵分解(解决冷启动问题)。
      • 结合LSTM文本描述分析、ResNet图像识别、Prophet价格趋势预测。
    • 增量学习框架:基于Flink实现实时特征更新,每日增量训练耗时≤15分钟。
    • 模型调优:通过GridSearchCV优化超参数(如学习率、正则化系数)。
  • 交付成果
    • 推荐算法代码(PySpark MLlib)。
    • 模型评估报告(Accuracy、MAPE、Recall等指标)。
    • 增量学习流程文档。

2.4 可视化平台开发(负责人:赵六)

  • 任务内容
    • 基于Echarts实现动态可视化:
      • 价格趋势图(支持多时间尺度对比)。
      • 区域消费偏好热力图(按省/市分级展示)。
      • 风险预警看板(整合气象灾害、政策变动等风险因子)。
    • 开发RESTful API,支持政府监管平台与农户APP调用推荐结果。
    • 用户权限管理:区分农户、批发商、政府三类角色数据权限。
  • 交付成果
    • 可视化前端代码(HTML/JavaScript/Echarts)。
    • API接口文档(Swagger格式)。
    • 用户测试反馈报告。

2.5 系统集成与测试(负责人:全体成员)

  • 任务内容
    • 集成数据层、算法层、可视化层,构建端到端推荐系统。
    • 压力测试:模拟10万用户并发请求,验证系统吞吐量(≥5000 QPS)。
    • 业务场景测试:覆盖“新农产品上市”“突发舆情”“政策调整”等场景。
  • 交付成果
    • 系统部署手册(Docker容器化方案)。
    • 测试报告(功能、性能、兼容性)。
    • 用户操作视频教程。

三、时间计划

阶段时间关键任务
需求分析2025.09-2025.10完成文献调研、技术选型,确定系统架构与数据流。
数据准备2025.11-2026.01采集与清洗农产品数据,构建“AgriData”数据集。
算法开发2026.02-2026.04训练混合推荐模型,优化增量学习框架。
平台开发2026.05-2026.07开发可视化模块与API接口,完成系统集成。
测试验收2026.08-2026.09压力测试、业务场景验证,撰写项目报告与论文。

四、资源需求

4.1 硬件资源

  • 8节点Hadoop集群(CPU:32核/节点,内存:256GB/节点,存储:10TB/节点)。
  • 2台测试服务器(用于可视化平台部署与压力测试)。

4.2 软件资源

  • 大数据组件:Hadoop 3.3.4、Spark 3.5.0、Hive 3.1.3、HBase 2.4.11。
  • 开发工具:PyCharm、IntelliJ IDEA、Postman、Jupyter Notebook。
  • 可视化库:Echarts 5.4.3、D3.js 7.8.5。

4.3 数据资源

  • 对接国家农业数据中心(价格监测)、新发地批发市场(库存API)、惠农网(用户评价)等数据源。

五、风险管理

风险类型应对措施
数据延迟增加数据缓存层(Redis),设置超时重试机制。
模型偏差引入SHAP值解释模型,定期人工审核推荐结果。
系统崩溃采用Docker容器化部署,实现快速故障恢复。
需求变更每周召开进度会议,同步需求变更并评估影响。

六、预期成果

  1. 系统原型:支持全国级农产品实时推荐,推荐转化率≥40%,处理延迟≤30分钟。
  2. 数据集:开源“AgriRecommend”农产品多源数据集(含15类数据源、超100亿条记录)。
  3. 学术论文:发表1篇CCF-B类会议论文,申请1项软件著作权。

项目负责人(签字):________________
日期:2025年9月

运行截图

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