專利名稱：一種遙感數據處理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及遙感通信領域，尤指ー種遙感數據處理系統。
背景技術：
隨著高分辨率遙感衛星的不斷升空，使人們在獲取更加豐富空間信息的同時產生了海量規模的各級遙感數據，而在對數據處理的過程中，傳統的單機處理平臺已不能勝任高分辨率遙感衛星數據處理的要求，造成了海量的遙感數據得不到及時的處理，延誤了遙感數據的應用，造成巨大的損失。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種能夠快速實時處理遙感數據的處理系統。為實現上述目的，本發明的遙感數據處理系統，包括主控機、多個計算節點和磁盤陣列，其中，磁盤陣列用于存儲遙感原始數據以及遙感產品；主控機用于根據所生產的遙感產品種類調取所需的遙感原始數據，對該遙感原始數據進行預處理以及對預處理后的遙感數據和遙感原始數據分派至計算節點；計算節點用于將經過預處理的遙感數據生成遙感產品。進ー步，所述主控機包括數據選擇模塊、數據預處理模塊和數據管理模塊，其中，數據選擇模塊用于根據所生產的遙感產品種類，從所述磁盤陣列調取所需的遙感原始數據；數據預處理模塊用于對遙感原始數據依次進行圖像的配準、圖像精糾正、大氣糾正以及影像的標準化切分和/或對遙感影像的天頂角文件、方位角文件的標準化切分；數據管理模塊用于分配和管理磁盤陣列和計算節點中的遙感數據。進ー步，所述多個計算節點之間可以通信，獲取本機上沒有而其他機器上有的遙感數據。進ー步，所述影像的標準化切分、天頂角文件的標準化切分和方位角文件的標準化切分是按照五層十五級的標準，采用層內的級別按照5 2.5 I的比例，層與層之間的比例為10 I的關系進行切分，每塊瓦片對應一幅1000x1000的圖像。進ー步，所述數據管理模塊對磁盤陣列的遙感數據進行的管理包括對遙感數據進行預覽，查看遙感數據詳細信息，按照區域、經緯度、衛星類型和傳感器類型檢索，修改和刪除，將切分數據貼在ニ維地圖上查看其相應的位置。進ー步，所述數據管理模塊對計算節點的遙感數據進行的管理包括在執行任務時 檢查有無計算節點空閑，井向空閑節點分配任務；根據實際需求更改分發策略。進ー步，所述主控機還包括遙感數據三維展示模塊，用于將遙感數據加載于三維數字地球上進行渲染顯示。進ー步，加載于三維地球上的遙感數據為通過WMS服務發布的遙感數據或者存儲于磁盤陣列中的遙感數據。
進一歩，所述遙感產品包括幾何精校正和正射校正產品、多光譜數據和高分辨率數據融合產品、植被參數產品、內陸水體參數產品和地表分類產品。本發明的遙感數據處理系統可以對海量規模的各級遙感數據進行快速實時處理，保證了遙感數據的處理效率，井能根據需要生產出各種遙感產品。
圖I為本發明的遙感數據處理系統的結構示意圖；圖2為本發明系統中數據預處理模塊的工作流程圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明的遙感數據處理系統，包括主控機、多個計算節點和磁盤陣列，主控機包括數據選擇模塊、數據預處理模塊和數據管理模塊，數據選擇模塊用于根據所 生產的遙感產品種類，從所述磁盤陣列調取所需的遙感原始數據。數據預處理模塊將原始的遙感影像數據切分成1000*1000的小塊，數據管理模塊將原始數據和切片之后的數據進行統ー的存儲管理，原始影像統ー放在以SourceData文件夾下，以其原始影像的名稱命名。而ー副原始影像切出來的所有的片都放在磁盤陣列的同一個文件夾下，文件夾的命名方式為衛星\傳感器\年\月\日\軌道號\切片級別。數據管理模塊可以對磁盤陣列3的數據進行預覽，查看其詳細信息，按照區域、經緯度、衛星類型和傳感器類型等條件檢索、修改和刪除的操作，也可以將切片數據貼在ニ維地圖上查看其相應的位置。數據管理模塊還可以向計算節點分派計算任務，充分利用并行計算節點，減少計算所耗時間。本發明系統中可以擁有多個并行計算節點，各個計算節點具有非常強的計算能力。程序不限制并行計算節點的個數，且對并行計算節點的啟動時間也不限制，只要執行任務時有空閑并行計算節點，都會被數據管理模塊發現，然后加以利用來生產產品。數據管理模塊的任務分發策略可以根據實際需求而更改，目前使用的優先級和同級間先到先執行的策略，可以任務間并行和任務內并行。為了提高任務的執行速度，采用多個任務同時執行的任務間并行；同時，也采用任務內并行，即把每個提交的任務分割成多個小任務，分發給并行計算節點，當并行機任務執行完畢后，再分發下ー個未執行的子任務。生產產品所需要的數據分散的放置在各個并行計算節點上，這樣就無需為大量的數據存儲另做處理。任意兩個并行計算節點之間也可以通信，獲取本計算節點上沒有而其他計算節點上有的數據。實現了并行計算節點之間的點對點通信。進ー步提高了，各計算節點的獨立性，靈活性，和整個計算集群的可擴展性，易維護性。主控機還可以包括遙感數據三維展示模塊，用于將遙感數據加載于三維數字地球上進行渲染顯示，具體為I.通過WMS服務發布的遙感數據遙感數據三維展示模塊可以下載通過WMS服務發布出去的遙感數據，通過WMS服務鏈接將遙感數據下載到本地，加載于三維數字地球上進行渲染顯示。2.存儲于數據庫的遙感數據遙感數據三維展示模塊可以檢索存儲于海量影像數據庫中的遙感影像，將其下載到本地，在三維數字地球上進行渲染顯示。用戶可以從不同角度、不同尺度直觀地觀察遙感數據。遙感數據三維展示模塊采用基于金字塔算法和多級分辨率模型實現三維遙感影像的組織調度機制，實現影像的快速處理與加載。本發明的系統可以生產幾何精校正和正射校正產品、多光譜數據和高分辨率數據融合產品、植被參數產品、內陸水體參數產品、地表分類產品。遙感影像預處理是遙感數據應用的第一歩，也是非常重要的一歩。數據預處理模塊的預處理流程主要分為以下幾個步驟，如圖2所示圖像的配準，圖像精糾正，大氣糾正以及影像的標準化切分。圖像配準是做所有工作的前提，在進行定性或者定量遙感時都要進行圖像配準來確定我們所要研究的目標，通過選取特征點以后進行影像精糾正，獲取精糾正的影像，然后對精糾正影像進行大氣糾正，大氣糾正是進行輻射量糾正的重要過程，是進行定量遙感不可少的步驟，最后進行標準化切分，方便數據的組織管理以及算法的并行計算。遙感圖像在獲取過程中，受到如大氣吸收與散射、傳感器定標、地形等因素的影響，且它們會隨時間的不同而有所差異。因此，在多時相遙感圖像中，除了地物的變化會引起圖像中輻射值的變化外，不變的地物在不同時相圖像中的輻射值也會有差異，利用多時相遙感圖像的光譜信息來檢測地物變化狀況的動態監測，其重要前提是要消除不變地物的輻射值差異。輻射校正是消除非地物變化所造成的圖像輻射值改變的有效方法，相對輻射校正就是要使相對穩定的同名地物的輻射值在不同時相遙感圖像上一致，從而完成地物動 態變化的遙感動態監測，我們采用相對輻射校正方法通過分析不同時相遙感圖像上的輻射值差異來實現變化監測。在處理得到大氣校正影像之后，對影像進行基于五層十五級的標準化切分處理。五層十五級的標準是區別于World Wind、Google Earth等傳統金字塔切片技術以512x512圖像(2的-n次方)為單元的切分方式，采用層內的級別按照5 2.5 I的比例，層與層之間的比例為10 I的關系進行切分，每塊瓦片對應一幅1000x1000的圖像，這種切分方式的優點在于可以保證不同影像在各個切分級別上的分辨率都具有一致性和實用性，可以 更好地支持實際應用，可通過算法實現快速定位，方便數據的組織和管理，并且可保證多塊圖像在球面上顯示時無縫拼接。在標準化切分過程中，采用GPU并行技術，將影像處理從內存中轉移到顯存中，利用GPU中大量的并行處理單元對影像進行投影轉換處理以及重采樣處理，獲取采樣后的影像后，再從顯存中拷貝回到內存，進行標準化的切分。在保證精度的同時極大的提高了切分的處理效率，得到了 1000x1000大小的標準塊。同時為了以后的遙感算法處理需要，還進行了對原始影像的天頂角以及方位角文件的生成，而且利用GPU技術對天頂角以及方位角文件進行了基于五層十五級的標準化切分。
權利要求
1.一種遙感數據處理系統，其特征在于，包括主控機、多個計算節點和磁盤陣列，其中，磁盤陣列用于存儲遙感原始數據以及遙感產品；主控機用于根據所生產的遙感產品種類調取所需的遙感原始數據，對該遙感原始數據進行預處理以及對預處理后的遙感數據和遙感原始數據分派至多個計算節點；計算節點用于將經過預處理的遙感數據生成遙感產品。
2.如權利要求I所述的遙感數據處理系統，其特征在于，所述主控機包括數據選擇模塊、數據預處理模塊和數據管理模塊，其中，數據選擇模塊用于根據所生產的遙感產品種類，從所述磁盤陣列調取所需的遙感原始數據；數據預處理模塊用于對遙感原始數據依次進行圖像的配準、圖像精糾正、大氣糾正以及影像的標準化切分和/或對遙感影像的天頂角文件、方位角文件的標準化切分；數據管理模塊用于分配和管理磁盤陣列和計算節點中的遙感數據。
3.如權利要求2所述的遙感數據處理系統，其特征在于，所述多個計算節點之間可以通信，獲取本機上沒有而其他機器上有的遙感數據。
4.如權利要求3所述的遙感數據處理系統，其特征在于，所述影像的標準化切分、天頂角文件的標準化切分和方位角文件的標準化切分是按照五層十五級的標準，采用層內的級別按照5 2.5 I的比例，層與層之間的比例為10 I的關系進行切分，每塊瓦片對應一幅1000x1000的圖像。
5.如權利要求4所述的遙感數據處理系統，其特征在于，所述數據管理模塊對磁盤陣列的遙感數據進行的管理包括對遙感數據進行預覽，查看遙感數據詳細信息，按照區域、經緯度、衛星類型和傳感器類型檢索，修改和刪除，將切分數據貼在二維地圖上查看其相應的位置。
6.如權利要求5所述的遙感數據處理系統，其特征在于，所述數據管理模塊對計算節點的遙感數據進行的管理包括在執行任務時檢查有無計算節點空閑，并向空閑節點分配任務；根據實際需求更改分發策略。
7.如權利要求I所述的遙感數據處理系統，其特征在于，所述主控機還包括遙感數據三維展示模塊，用于將遙感數據加載于三維數字地球上進行渲染顯示。
8.如權利要求7所述的遙感數據處理系統，其特征在于，加載于三維地球上的遙感數據為通過WMS服務發布的遙感數據或者存儲于磁盤陣列中的遙感數據。
9.如權利要求8所述的遙感數據處理系統，其特征在于，所述遙感產品包括幾何精校正和正射校正產品、多光譜數據和高分辨率數據融合產品、植被參數產品、內陸水體參數產品和地表分類產品。
全文摘要
本發明公開了一種遙感數據處理系統，包括主控機、多個計算節點和磁盤陣列，其中，磁盤陣列用于存儲遙感原始數據以及遙感產品；主控機用于根據所生產的遙感產品種類調取所需的遙感原始數據，對該遙感原始數據進行預處理以及對預處理后的遙感數據和遙感原始數據分派至多個計算節點；計算節點用于將經過預處理的遙感數據生成遙感產品。本發明的遙感數據處理系統可以對海量規模的各級遙感數據進行快速實時處理，保證了遙感數據的處理效率，并能根據需要生產出各種遙感產品。
文檔編號G06F17/30GK102708156SQ20121011919
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者余濤, 孟慶巖, 徐輝, 李家國, 郭紅, 顧行發 申請人:中國科學院遙感應用研究所