专利名称：卫星遥感数据应用产品网络动态发布系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及遥感信息处理领域，特别涉及一种利用计算机网络及分布式计算技术，实现对卫星遥感数据专题应用产品进行动态发布的系统。
背景技术：
遥感信息技术在当前社会中正在发挥着越来越重要的作用。作为最近几十年以来随着空间技术的进步而发展起来的一门新兴技术，一种可以宏观地、远距离地对地球及其外层空间进行感知和信息获取的手段，遥感技术现已被广泛地应用于空间探索、环境监测、资源勘探、气象预报、城市与土地发展规划、自然灾害动态监测、农作物估产等等许多领域，正在为社会各部门创造着巨大的经济和社会效益。
现代技术发展的特征之一就是多种技术的交叉融合。随着现代传感器、航空航天、电子、通讯、计算机等技术的发展，当代遥感技术也越来越与这些技术更加紧密的渗透结合起来，遥感技术已经进入一个能够向社会各阶层用户动态、快速、准确、廉价、便捷、大范围、多手段和多层次提供多种类型环境遥感数据的新阶段。
计算机网络与通讯技术的迅猛发展正是为这一目标的实现提供了最为现实的途径和有力依据。随着计算机网络技术的进一步普及和应用，计算机互联网络对于人们生产和生活方式的深刻影响和不断渗透，传统数据发布、共享和应用的模式如今已经发生了很大的变革。当前Web服务技术、XML数据描述标记语言技术、数据仓库技术、组件化软件开发和分布式计算技术的不断演化发展，客户机/服务器模型应用的不断成熟完善，都在不断更新着21世纪里人们的信息获取和应用的方式。现在，人们可以便捷地利用本地计算机，通过网络连接至提供数据服务的主机上，通过查询主机上的各类描述信息，将所需要的数据下载到自己的计算机上进行数据应用。更为先进地，远方主机甚至可以为用户提供数据处理服务，根据用户发出的数据处理请求对数据进行处理，只将用户关心的数据处理结果传输给用户。这种数据的共享方式突破了传统上的空间距离、用户知识能力和用户软硬件设施条件上的限制，可以大大降低用户数据获取和应用过程中所需的各项成本。
由于我国幅员辽阔，气候条件复杂，现有的通讯设备难以将大信息量的HRPT极轨气象卫星资料及时传到使用单位，促使许多气象、水利、民航、林业、军事等部门纷纷独立地建立了HRPT极轨气象卫星数据接收利用站，来获取本部门急需的卫星遥感信息。但是这种方式目前只能满足有一定经济和技术能力的用户，对于更为广大的普通研究人员甚至普通公众用户来说，极轨气象卫星数据接收利用站仍然很难满足他们对于遥感信息产品的需求。本发明正是为了解决这一问题而提出了一种解决的方案。
因此，将遥感图像数据源与计算机互联网(Internet)相结合，实现卫星遥感数据专题应用产品进行自动发布，可以提高遥感信息技术在整个社会中的应用水平和扩大在国民经济中的应用范围，实现遥感技术积极地为国民经济和人民生活服务的目的。这是当前符合技术和社会发展潮流的大趋势。
发明内容
如上所述，如何将卫星遥感数据专题应用产品与计算机网络技术和分布式计算技术结合起来，实现根据用户要求动态发布产品的功能，乃是本发明所要解决的技术问题，因此，本发明的目的在于提供一种利用计算机网络技术和分布式计算技术，结合遥感数据的专题应用系统，在互联网络环境下，使用户通过浏览器实现在线浏览、查询、处理、及获取遥感数据专题应用产品。
本发明的技术方案如下根据本发明的一种卫星遥感数据专题应用产品网络动态发布系统，采用B/S结构，其服务端包括由接收卫星遥感数据的磁盘阵列服务、数据库服务器；和由应用服务器、Web服务器分别通过高速网络设备联结构成数据存储子系统和数据发布子系统；数据存储子系统通过网络、文件管理系统及数据库管理系统以卫星遥感数据流联结，数据存储子系统通过数据库访问接口、文件系统访问接口以及网络协议访问数据库管理系统，其特征在于，数据存储子系统包括由COM+服务器管理支持分布式计算的创建的呈平行设置的数据通道模块、数据变化监视模块、注册表信息操作模块、卫星遥感数据元信息提取模块、及网络连接管理模块；数据发布子系统通过网络、文件管理系统及数据库管理系统以卫星遥感数据流联结，数据发布子系统通过数据库访问接口、文件系统访问接口以及网络协议访问数据库管理系统，同时数据发布子系统通过互联网络提供WWW服务和FTP服务直接与客户端浏览器通信；数据发布子系统还包括包括由COM+服务器管理支持分布式计算的并平行设置的数据筛选模块、数据预处理模块、数据同化模块、数据反演模块、统计分析模块、报表生成模块、结果图片生成模块和结果曲线生成模块。
进一步，所述的数据通道管理模块能够通过TCP/IP网络协议，在Web服务器与存储装置之间自动创建数据通信通道；所述的数据变化监视模块能够监视卫星遥感数据存储目录中数据变化情况，并发布数据变化消息，通知应用模块进行后续处理；所述的注册表操作模块能够通过读写注册表，记录/读取初始化信息，保证网络信道自动连接信息的准确性；所述的卫星遥感元数据提取模块能够通过网络信道及文件系统管理器访问卫星遥感数据，提取存储在文件中的相关元信息，并通过数据库访问接口将元数据信息记录到数据库中；所述的网络连接管理模块能够通过TCP/IP网络协议，在Web服务器、存储装置之间维护网络连接状况，在网络断开后自动恢复；所述的数据筛选模块在其它处理之前，通过文件系统管理器访问卫星遥感数据，进行图像质量判定，对于图像质量未能达到标准的数据，不进行后续处理；所述的数据预处理模块能够通过文件系统管理器访问卫星遥感数据，对数据进行暗电流去除、辐射定标、坏线去除、反射率转换、条带去除、滤波等操作；所述的数据同化模块能够通过文件系统管理器访问卫星遥感数据，对数据进行辐射同化与几何同化，并生成同化结果数据；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将同化结果数据相关信息记录到数据库中；所述的同化结果数据为一套按BSQ顺序存储到磁盘介质中的数据文件及其相关参数文件；
所述的数据专题反演模块能够通过文件系统管理器访问同化结果数据及相关数据，根据专题反演要求，进行数据反演，并生成反演结果数据；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将反演结果数据相关信息记录到数据库中；所述的反演结果数据为一套按BSQ顺序存储到磁盘介质中的数据文件及其相关参数文件；所述的报表生成模块通过文件系统管理器访问反演结果数据和同化结果数据的相关参数文件，生成产品报表文件；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将产品报表文件相关信息记录到数据库中；所述的产品报表文件为存储在磁盘介质中，标准HTML格式的记录数据产品基本信息的文件；所述的产品图片生成模块通过文件系统管理器访问反演结果数据和同化结果数据的相关参数文件，生成产品图片文件；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将产品图片文件相关信息记录到数据库中；所述的产品图片文件为存储在磁盘介质中，以标准JPEG格式的记录数据产品单通道灰度图象或多通道合成的彩色图像；所述的产品分析曲线生成模块能够通过文件系统管理器访问反演结果数据和同化结果数据的相关参数文件，根据分析要求，生成分析曲线文件；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将分析曲线文件相关信息记录到数据库中；所述的分析曲线文件为存储在磁盘介质中，以标准GIF格式存储的记录数据产品分析结果的图片。
如上所述，本发明解决了卫星遥感数据共享模式单一、应用效率低、半人工化处理以及遥感应用普及技术门槛高的缺陷，本发明具有技术先进、结构合理、低成本、高效率的特点，在专题应用产品实施项目中，实现了如下目标a.自动存储并提取卫星遥感数据的元数据信息；b.自动进行数据预处理及数据同化；c.提供基于Web的遥感数据应用；d.根据用户要求，动态生成实施项目范围内的实时温度产品；
e.全部处理流程自动完成，无需人工干预，提高了处理效率。
图1为本发明的系统结构示意图；图2为本发明的存储子系统分层结构图；图3为本发明的发布子系统分层结构图；图4为本发明的系统功能原理图；图5为本发明的系统工作流图；图6为本发明的0层数据流图；图7为本发明的一个应用例子的工作流程图。
具体实施例方式下面根据图1-图7给出本发明一个较好实施例，并结合对实施例的描述，特别是配合图7所给出的本发明的一个应用例子的说明，这些都是使能更易于了解本发明的结构特征和功能特点，但不是用来限制本发明的权利要求保护范围。
参阅图1，由磁盘阵列服务器11以及数据库服务器12通过高速以太网3连接构成数据存储子系统1；由应用服务器21及Web服务器22通过高速以太网3连接构成数据发布子系统2；数据发布子系统2与数据存储子系统1由高速以太网3连接，且属于同一网段；其中Web服务器22经由防火墙4连接到因特网(Internet)5。
参阅图2和图3，在连接好上述相应的服务器11，12，21，22及网络3设备后，在磁盘阵列服务器11中运行数据存储管理子系统软件，该软件包含并列设置的数据通道管理模块110、数据变化监视模块111、注册表信息操作模块112、元信息提取模块113和网络连接管理模块114；在应用服务器21中运行数据应用处理软件，该软件包括并列设置的数据筛选模块210、数据预处理模块211、数据同化模块212、数据反演模块213；在Web服务器22中运行数据发布软件，该软件包含并行设置的报表生成模块221、结果图片生成模块222和结果曲线生成模块223；其中数据应用处理软件与数据发布软件通过网络3连通，并实现实时数据传递与远程方法调用通讯，共同构成数据发布子系统2。此外，在Web服务器22还运行相应的Internet信息服务器完成活动脚本解释实现动态Web服务，此项功能为通用解决方案，在此不作赘述。
参阅图4，其示出本发明的系统功能结构，气象卫星数据接收装置10实时自动地获取极轨气象卫星数据资料，并将接收到的数据经过初步的几何校正和添加地理信息以后，以1A5格式存储在磁盘阵列服务器11的磁盘上，再经高速以太网3传送到数据存储系统1中的数据库服务器12中，形成卫星遥感数据文件121和卫星遥感数据元数据库122，并经高速以太网3与数据发布子系统2联结，并由数据发布子系统2处理生成了下载的供数据图像浏览的数据211和可下载的可视化数据221，数据发布子系统2经因特网5连接客户的连接界面Web浏览器60而向受权用户62发布产品信息。
参阅图5，其示出了本发明的系统工作流程，其主要是通过基于Web的交互式操作完成用户任务的描述与提交。
首先用户6通过Web浏览器60登陆数据发布子系统2，由Web服务器22解析用户6的请求，并确定拒绝或接受用户6之请求，分别将拒绝服务通知页面或创建数据发布界面相应发送到客户端6浏览器60，用户6在接到数据发布子系统2接受请求后送出请示清单，该数据发布子系统2即向数据处理系统(主要由数据预处理模块211、信息反馈模块213和信息提取模块113组成)送出处理请求，之后数据处理系统向磁盘阵列服务器11端程序模块发出数据请求并返回数据获取指令，此后，数据管理系统进行信息提取和信息反馈并向数据发子系统2返回处理结果到用户6。
参阅图6，其示出了本发明系统0层的数据流图，如图所示，数据存储子系统1向卫星遥感数据之数据库112(参见图4)送出数据提取请求，由卫星遥感数据之数据库112向数据发布子系统2送出数据指令，并由数据发布子系统2向用户6返回用户请求；卫星遥感数据接收装置送出卫星遥感数据至由数据存储子系统1临视数据变化，向数据发布子系统2进行数据读取之后，向用户6发布数据。
下面参照图7以步骤7.1-步骤7.22详细说明用户查看上海地区某天的温度情况的实施流程。
步骤7.1-步骤7.8通过基于Web的交互式操作完成用户任务的描述及提交，由于采用方案为通用的Web方案，因此，仅叙述其操作流程。
步骤7.1，用户6通过Web浏览器60登陆数据发布子系统2。
步骤7.2数据发布子系统2之Web服务器22端身份申请检查程序进行用户6身份检查，如用户6为未授权的用户61则执行步骤7.3；如用户6为授权的用户62则转入步骤7.4步骤7.3数据发布子系统2之Web服务器22端程序创建拒绝服务通知，并将拒绝服务通知页面发送到客户61端浏览器60。
步骤7.4如用户6为授权用户62，则数据发布子系统2之Web服务器22端程序创建数据发布系统界面，并发送到客户62端浏览器60，由用户62进行后续操作步骤7.5。
步骤7.5用户62通过填写任务表单，申请察看上海地区某天(如2003年9月18日)温度情况，并生成任务表单，提交到数据发布子系统2之Web服务器22端。
步骤7.6数据发布子系统2之Web服务器22端任务合法行检验程序对任务参数的有效性进行检验(如日期格式，任务类型，数据产品描述)，如任务参数不合格，则进行步骤7.7；如合格则执行步骤7.9。
步骤7.7数据发布子系统2之Web服务器22端程序返回任务表单，提醒用户62重新填写步骤7.8用户62重新修改表单，并重复步骤7.6步骤7.9数据发布子系统2之Web服务器22端程序向数据存储子系统1查询某天卫星元数据信息。
步骤7.10数据存储子系统1管理程序元信息提取模块113与数据存储子系统2之数据库管理系统通讯进行数据查询。
步骤7.11如在当前数据库中没有某日的卫星遥感元数据信息，则由元信息提取模块113向数据发布子系统2之Web服务器22端程序返回无数据消息。
步骤7.12数据发布子系统2之Web服务器2端程序收到无数据消息，生成无法完成任务通知页面，并发送到客户62端浏览器60。
步骤7.13如在当前数据库中有某日的卫星遥感元数据，则由元信息提取模块113向数据发布子系统2之Web服务器22端程序返回有数据消息。
步骤7.14数据发布子系统2之Web服务器22端程序收到有数据消息则通知数据存储子系统1获取某天卫星数据及元数据，同时通知应用服务器21程序进行数据接受(步骤7.16)。
步骤7.15数据存储子系统1创建到应用服务器21的数据通道，并数据库管理模块110传送数据拷贝到数据发布子系统2之应用服务器21。
步骤7.16数据发布子系统2之应用服务器21程序接到数据传输通知，启动数据筛选模块210进行数据筛选。
步骤7.17如数据发布子系统2之应用服务器21程序数据筛选模块210检测到此数据质量有问题，或其并未覆盖上海及长江三角洲目标区域，则生成无法完成任务通知，并将消息传递到Web服务器22端程序，由Web服务器22端程序生成无法完成任务通知页面，发送到客户端62浏览器60。
步骤7.18如如数据发布子系统2之应用服务器21程序数据筛选模块210检测到此数据质量没问题，并且其数据覆盖上海及长江三角洲目标区域，则由数据发布子系统2之应用服务器21程序调用数据预处理模块211(详细内容见发明内容)进行数据预处理。
以下步骤7.19-步骤7.211、7.212、7.213所述的模块在发明内容中有详细描述，不再赘述，仅描述其过程。
步骤7.19数据发布子系统2之应用服务器21程序调用数据同化模块212，进行数据同化。
步骤7.20数据发布子系统2之应用服务器21程序调用数据反演模块213，反演真实温度数据，真实温度数据反演成功，则通知数据发布子系统2之Web服务器22的数据发布程序进行步骤7.21，其中步骤7.211运行在数据发布子系统2之Web服务器22服务端的数据发布程序调用报表生成模块221，根据真实温度数据，生成温度统计报表(平均温度，温差等)。
步骤7.212运行在数据发布子系统2之Web服务器22服务端的数据发布程序调用结果图片模块222，根据真实温度数据，生成温度分布图片。
步骤7.213运行在数据发布子系统2之Web服务器22服务端的数据发布程序调用结果曲线生成模块223，根据真实温度数据，生成温度曲线(等温线)。
步骤7.22数据发布子系统2之Web服务器22服务端程序根据报表、图片、曲线生成结果页面，发送到客户62端浏览器60。
自此，经过步骤7.1-步骤7.22，完成了用户62发出任务请求到最后生成结果数据及产品页面的全流程。提高了遥感数据共享应用效率，与现有遥感数据共享模式相比，丰富了遥感数据共享内容。
权利要求
1.一种卫星遥感数据专题应用产品网络动态发布系统，采用B/S结构，其中服务端包括由接收卫星遥感数据的磁盘阵列服务器、数据库服务器；和由应用服务器、Web服务器分别通过高速网络设备联结构成数据存储子系统和数据发布子系统；数据存储子系统通过网络、文件管理系统及数据库管理系统以卫星遥感数据流联结，数据存储子系统通过数据库访问接口、文件系统访问接口以及网络协议访问数据库管理系统，其特征在于，数据存储子系统包括由COM+服务器管理支持分布式计算创建且并行设置的数据通道模块、数据变化监视模块、注册表信息操作模块、卫星遥感数据元信息提取模块、及网络连接管理模块；数据发布子系统通过网络、文件管理系统及数据库管理系统以卫星遥感数据流联结，数据发布子系统通过数据库访问接口、文件系统访问接口以及网络协议访问数据库管理系统，同时数据发布子系统通过互联网络提供WWW服务和FTP服务直接与客户端浏览器通信；数据发布子系统还包括包括由COM+服务器管理支持分布式计算且并行设置的数据筛选模块、数据预处理模块、数据同化模块、数据反演模块、统计分析模块、报表生成模块、结果图片生成模块和结果曲线生成模块。
2.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的数据通道管理模块通过TCP/IP网络协议，在Web服务器与数据存储系统之间具有自动创建的数据通信通道。
3.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特点在于，所述的数据变化监视模块监视卫星遥感数据存储目录中数据变化情况，并发布数据变化消息，通知应用模块进行后续处理。
4.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特点在于，所述的注册表操作模块通过读写注册表，记录/读取初始化信息，保证网络信道自动连接信息的准确性。
5.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的卫星遥感元数据提取模块通过网络信道及文件系统管理器访问卫星遥感数据，提取存储在文件中的相关元信息，并通过数据库访问接口将元数据信息记录到数据库中。
6.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的网络连接管理模块通过TCP/IP网络协议，在Web服务器、存储装置之间维护网络连接状况，在网络断开后自动恢复。
7.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的数据筛选模块在其它处理之前，通过文件系统管理器访问卫星遥感数据，进行图像质量判定，对于图像质量未能达到标准的数据，不进行后续处理。
8.根据权利要求所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的数据预处理模块通过文件系统管理器访问卫星遥感数据，对数据进行暗电流去除、辐射定标、坏线去除、反射率转换、条带去除、以及滤波。
9.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的数据同化模块通过文件系统管理器访问卫星遥感数据，对数据进行辐射同化与几何同化，并生成同化结果数据；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将同化结果数据相关信息记录到数据库中。
10.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的同化结果数据为一套按BSQ顺序存储到磁盘介质中的数据文件及其相关参数文件。
11.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的数据专题反演模块通过文件系统管理器访问同化结果数据及相关数据，根据专题反演要求，进行数据反演，并生成反演结果数据；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将反演结果数据相关信息记录到数据库中。
12.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的反演结果数据为一套按BSQ顺序存储到磁盘介质中的数据文件及其相关参数文件。
13.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的报表生成模块能够通过文件系统管理器访问反演结果数据和同化结果数据的相关参数文件，生成产品报表文件；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将产品报表文件相关信息记录到数据库中。
14.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的产品报表文件为存储在磁盘介质中，标准HTML格式的记录数据产品基本信息的文件。
15.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的产品图片生成模块通过文件系统管理器访问反演结果数据和同化结果数据的相关参数文件，生成产品图片文件；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将产品图片文件相关信息记录到数据库中。
16.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的产品图片文件为存储在磁盘介质中，以标准JPEG格式的记录数据产品单通道灰度图像或多通道合成的彩色图像。
17.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的产品分析曲线生成模块通过文件系统管理器访问反演结果数据和同化结果数据的相关参数文件，根据分析要求，生成分析曲线文件；通过数据库访问接口访问数据库管理器，将分析曲线文件相关信息记录到数据库中。
18.根据权利要求1所述的卫星遥感数据专题应用产品动态发布网络系统，其特征在于，所述的分析曲线文件为存储在磁盘介质中，以标准GIF格式存储的记录数据产品分析结果的图片。
全文摘要
一种卫星遥感数据应用产品网络动态发布系统，包括通过高速网络联结的数据存储子系统和数据发布子系统，数据存储子系统包括并列的数据通道模块、数据变化监视模块、注册表信息操作模块、卫星遥感数据元信息提取模块、及网络连接管理模块；数据发布子系统通过网络和文件管理系统与数据库管理系统以存档的卫星遥感数据器联结，数据发布子系统通过数据库访问接口、文件系统访问接口以网络协议与数据库管理系统进行通信，同时数据发布子系统通过互联网络提供WWW服务和FTP服务直接与客户端浏览器通信；数据发布子系统还包括并行设置的数据筛选模块、数据预处理模块、数据同化模块、数据反演模块、统计分析模块、报表生成模块、结果图片生成模块和结果曲线生成模块。
文档编号G06Q30/02GK1787526SQ20051011160
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日
发明者尹球, 胡勇, 曹建清, 祝善友, 巩彩兰, 周宁 申请人:中国科学院上海技术物理研究所