专利名称：分布式遥感数据管理系统和管理方法
技术领域：
本发明涉及遥感数据管理领域。更具体地，本发明涉及一种分布式遥感数据的管理方法。
背景技术：
遥感影像数据具有覆盖范围广、获取周期短等特点，应用领域广阔。随着传感器技术的提高，遥感影像获取精度提高，更新速度变快，使得影像获取的数据量迅速增加，如何高效存储海量遥感数据和从存储的海量遥感数据中获取有用信息是一个亟待解决的重要问题。传统的遥感影像主要采用文件系统管理，影像数据本身存储在文件系统中，影像的相关属性信息存储在关系数据库中。通过建立影像属性信息和影像数据之间的映射关系实现影像的管理和查询检索。这种管理方式无法满足遥感影像的并发访问、数据共享、安全
管理等需求。采用空间数据库方式管理遥感数据则可以解决以上问题。将遥感影像数据本身及其相关属性信息都存储在空间数据库中，可以充分利用数据库本身具有的海量数据管理、 数据共享及并发访问能力、高效查询以及安全性等多种优势。目前基于空间数据库技术建立遥感影像数据库，多采用如下所述集中管理方式。当遥感影像的应用涉及到国家、省、县等多个层级的行政区域时，各级行政区域分别构建用于存储本层级空间范围的遥感影像数据的数据库并进行集中存储和应用。这种集中管理方式存在两个问题一是同一下级行政区域的数据有可能在多个具有隶属关系的上级行政区域数据库中存在重复存储。如图1所示，存储于多个县级数据库1110和1120的遥感数据IA和IB可能重复存储于省级数据库 210和国家级数据库300中。对于庞大的遥感数据和遥感数据库，这将耗费很多存储空间。 二是各层级的数据应用仅从相应层级数据库中获取数据，不利于各层级数据库间的数据共享，当下层级数据库中的数据发生更新时，各上层级数据库都要进行数据更新，使用和数据一致性维护的成本高，且不能保证数据的及时更新。因此，需要一种能够减少数据存储冗余并实现各层级数据库间数据共享的分布式遥感数据管理方法。
发明内容
本发明的一个方面，提供一种分布式遥感数据管理系统，包括第一至第N层级的服务器，N大于1，每一层级具有一个或多个服务器，第一层级的每个服务器包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库和用于存储该服务器上遥感数据的索引的索引库，一个服务器对应一个地理区域，第二层级至第N层级的每个服务器包括索引库，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引。优选地，所述第二层级至第N层级的服务器进一步包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库，并且第二层级至第N层级的索引库进一步存储该服务器上存储的遥感数据的索引，所述第二层级至第N层级的每个服务器对应的地理区域包括与其有逻辑关系的下层级服务器所对应的地理区域。优选地，每个服务器上存储的遥感数据是与地理区域对应的遥感影像图。优选地，所述遥感影像数据的索引包括遥感数据的获取时间，遥感数据的类型，遥感数据的分辨率，遥感数据的地理区域代码和遥感数据地理坐标中的一项或多项。根据本发明的另一方面，提供一种分布式遥感数据管理方法，该方法包括以下步骤在第一层级的每个服务器中构建用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库，和用于存储该服务器上遥感数据的索引的索引库，一个服务器对应一个地理区域，在第二层级至第N层级的每个服务器中构建索引库，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引。根据本发明的再一方面，提供一种分布式遥感数据管理系统的查询方法，该分布式遥感数据管理系统包括第一至第N层级的服务器，N大于1，每一层级具有一个或多个服务器，第一层级的每个服务器包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库和用于存储该服务器上遥感数据的索引的索引库，一个服务器对应一个地理区域，第二层级至第N层级的每个服务器包括索引库，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引，该方法包括以下步骤步骤1，根据用户输入，确定用户所在服务器的层级；步骤2，进入用户所在层级服务器的索引库；步骤3，判断当前层级服务器中是否存储有满足查询条件的数据，如果没有，则进行步骤4，如果有则进行步骤6;步骤4，从当前层级服务器的索引库获取对下层级服务器的索引库的库索引，并根据所述库索引进入下层级服务器的索引库，步骤5，重复步骤3和步骤4 ；步骤6，根据索引库中存储的数据索引，从数据库中获取满足查询条件的数据；步骤7，在地图窗口显示获取的数据。优选地，判断当前层级服务器是否存有满足查询条件的数据包括根据当前索引库中存储的数据索引判断是否存在满足查询条件的数据。在本发明的分布式遥感影像数据的管理系统中，与最下层级行政区域对应的地理区域的遥感数据可以只存储于最下层级的服务器数据库中，通过在各上层级服务器中存储表征各服务器间逻辑的索引，即表征各服务器的索引库的逻辑关系的库索引，实现上层级服务器对下层级服务器上遥感数据的应用。以这种方式，可以实现有隶属逻辑关系的各层级服务器上数据库中数据的共享，有效减少了冗余的存储数据，节省了存储空间。并且，以这种方式，避免了当下层级数据库中的数据发生更新时对上层级数据库中相同数据的更新，有效降低了维护数据一致性所需的成本。
下面结合附图并参考本发明的优选实施例对本发明的特点和优点进行详细说明， 其中图1示出现有技术用于存储遥感影像数据的空间数据库结构示意图。图2示出根据本发明的分布式遥感影像数据的管理系统中服务器层级结构示意图。图3示意性示出根据本发明的分布式遥感数据管理方法的示意图。图4示出遥感影像数据存储结构对象关系图。图5示出根据本发明的分布式遥感数据库构建方法的示意性流程图。图6示出根据本发明的分布式遥感数据库的查询方法示意性流程图。
具体实施例方式本发明的分布式遥感影像数据管理系统包括用于存储数据库的N层级服务器、客户端应用端、数据库访问接口以及显示装置。本发明的分布式数据库可分布于多台不同层级的空间数据服务器上。不同层级的用户可以通过网络例如专用网络访问其他层级的数据。各层级的用户负责本级遥感影像的遥感数据库和索引库的构建与管理，具有访问权限的用户可通过对下级索引库的库索引进入下层级的数据库进而获取所需的下层级遥感影像数据。图2示出根据本发明的用于分布式遥感影像数据的管理系统2000的服务器层级结构示意图。在本发明的分布式遥感影像数据管理系统2000包括N层级的服务器，每层级具有一个或多个服务器。第一层级的每个服务器至少包括用于存储同一地理区域的遥感数据例如遥感影像数据的遥感数据库和用于存储遥感影像数据的索引的索引库。从地理区域来说，一个服务器对应一个地理区域。从行政管辖方面来说，一个服务器对应一个行政区域。遥感数据的索引包括遥感数据的获取时间，遥感数据的类型，遥感数据的分辨率，遥感数据的地理区域代码，和遥感数据的地理坐标等。第二层级至第N层级中的每个服务器至少包括用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引的索引库。第二层级至第N层级的每个服务器还可以进一步包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库，并且第二层级至第N层级的索引库进一步存储该服务器上存储的遥感数据的索引。第二层级至第N层级的每个服务器对应的地理区域包括与其有逻辑关系的下层级服务器所对应的地理区域。从行政管辖方面来说，一个服务器对应一个行政区域，上层级中的每个服务器对应的行政区域包括有隶属关系的下层级服务器所对应的行政区域。如图2所示，第一层级例如包括服务器1110，1120，· · ·，1210，1220和1230，第二层级例如包括两个服务器210和220。服务器1110包括用于存储与第一地理区域对应的各种遥感数据的遥感数据库IA和用于存储遥感数据库IA中各遥感数据的索引的索引库1AX。 服务器1120包括用于存储与第二地理区域对应的各种遥感数据的遥感数据库IB和用于存储遥感数据库IB中各遥感数据的索引的索引库1BX。服务器1210包括用于存储与第三地理区域对应的各种遥感数据的遥感数据库IC和用于存储遥感数据库IC中各遥感数据的索引的索引库1CX。服务器1220包括用于存储与第四地理区域对应的各种遥感数据的遥感数据库ID和用于存储遥感数据库ID中各遥感数据的索引的索引库1DX。服务器1230包括用于存储与第五地理区域的各种遥感数据的遥感数据库IE和用于存储遥感数据库IE中各遥感影像的索引的索引库1EX。第一层级的每个服务器分别对应一个地理区域。服务器 210对服务器1110和1120有访问权，服务器210对应的地理区域或行政区域包括服务器 1110和1120对应的地理区域或行政区域。服务器220对服务器1210，1220和1230有访问权。服务器220对应的地理区域或行政区域包括服务器1210，1220和1230对应的地理区域或行政区域。根据本发明的一个实施例，服务器210包括索引库2AX，用于存储表征服务器210与服务器1110和1120逻辑关系的库索引，以便借助该库索引可以从服务器210访问服务器1110和1120的索引库。服务器220包括索引库22X，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引，以便借助该库索引可以从服务器210访问服务器1210，1220和1230的索引库。。根据本发明的一个实施例，第二层级的服务器210可进一步包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库2A，同时在索引库2AX中进一步存储该服务器的遥感数据库2A 上存储的遥感数据的索引。服务器220还可以包括用于存储同一地理区域的遥感影像数据的遥感数据库2B，同时在索引库2BX中进一步存储该服务器的遥感数据库2B上存储的遥感数据的索引。根据本发明的一个实施例，服务器1110和1120既可被服务器210访问，也可被服务器N访问，或者，他们也可相互访问。与此不同，服务器1210,1220和1230仅能通过服务器220对其进行访问。第N层级的服务器NlO包括用于存储对下级服务器上的数据索引库的索引的库索引库。根据本发明的一个实施例，上层级即第二层级至第N层级的服务器可仅对其相邻下层级中的服务器具有直接访问权。根据本发明的另一实施例，上层级服务器对其下各层级中的服务器具有直接访问权限。如上所述的对存储于数据库中的遥感数据例如遥感影像数据的索引包括数据的获取时间，数据的类型，影像数据的分辨率，影像数据的地理区域代码以及影像的地理坐标中的一个或多个，并可根据需要由用户进行设定，以便用户能够根据需要迅速查询或浏览所需要的遥感数据。图3示意性示出根据本发明的分布式遥感数据管理方法，该方法包括数据管理， 影像索引管理，数据库操作接口和地图显示几个步骤。数据管理提供对分布式数据库的权限管理、数据存储、数据查询以及数据安全管理。用户与权限管理是管理各级数据库的用户，并根据用户角色分配数据存储、数据查询、数据安全等权限。数据存储是根据用户相应权限在相应遥感数据库中进行遥感数据的保存、删除或更新。数据查询是根据用户相应权限在本层级或下层级数据库中进行遥感数据的查询。在对遥感数据库进行查询和存储等访问操作时，首先对数据索引库进行查询检索操作，获取数据位置。当遥感数据库发生改变， 例如数据库中的数据增加，删除或修改时，对数据索引信息进行相应修改。数据索引管理用于，一是通过索引建立和维护具有访问权限的服务器之间的逻辑关系，二是通过索引建立同一服务器上遥感数据库和索引库之间的逻辑关系，三是通过时间、空间等多种方式对同一地理区域内多时段、多分辨率、多类型的遥感数据进行索引。通过以上几种方式例如可在国家、省、县级的多个行政区域构建索引库而仅在县级行政区构建遥感数据库。数据库操作接口用于将实现数据管理、影像索引管理等的客户端与包括分布式遥感数据库的分布式服务器连接，向各级遥感数据库中存储、修改、读取遥感数据，向各级数据索引库中存储、修改、读取数据索引信息。数据库接口包括空间数据接口以及属性数据操
表4遥感影像数据质量信息表结构
权利要求
1.一种分布式遥感数据管理系统，包括第一至第N层级的服务器，N大于1，每一层级具有一个或多个服务器，其特征在于，第一层级的每个服务器包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库和用于存储该服务器上遥感数据的索引的索引库，一个服务器对应一个地理区域，第二层级至第N层级的每个服务器包括索引库，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引。
2.根据权利要求1所述的分布式遥感数据管理系统，其特征在于，所述第二层级至第 N层级的服务器进一步包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库，并且第二层级至第N层级的索引库进一步存储该服务器上存储的遥感数据的索引，所述第二层级至第 N层级的每个服务器对应的地理区域包括与其有逻辑关系的下层级服务器所对应的地理区域。
3.根据权利要求1或2所述的分布式遥感数据管理系统，其特征在于，每个服务器上存储的遥感数据是与地理区域对应的遥感影像图。
4.根据权利要求1所述的分布式遥感数据管理系统，其特征在于，所述遥感影像数据的索引包括遥感数据的获取时间，遥感数据的类型，遥感数据的分辨率，遥感数据的地理区域代码和遥感数据地理坐标中的一项或多项。
5.一种分布式遥感数据管理方法，该方法包括以下步骤在第一层级的每个服务器中构建用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库，和用于存储该服务器上遥感数据的索引的索引库，一个服务器对应一个地理区域，在第二层级至第N层级的每个服务器中构建索引库，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引。
6.如权利要求5所述的分布式遥感数据管理方法，其特征在于，每个服务器上存储的遥感数据是与地理区域对应的遥感影像图。
7.如权利要求5所述的分布式遥感数据管理方法，其特征在于，在第二层级至第N层级的每个服务器中构建用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库，并在第二层级至第N层级的索引库进一步存储该服务器上存储的遥感数据的索引，所述第二层级至第N层级的每个服务器对应的地理区域包括与其有逻辑关系的下层级服务器所对应的地理区域。
8.一种分布式遥感数据管理系统的查询方法，该分布式遥感数据管理系统包括第一至第N层级的服务器，N大于1，每一层级具有一个或多个服务器，第一层级的每个服务器包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库和用于存储该服务器上遥感数据的索引的索引库，一个服务器对应一个地理区域，第二层级至第N层级的每个服务器包括索引库，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引，该方法包括以下步骤步骤1，根据用户输入，确定用户所在服务器的层级；步骤2，进入用户所在层级服务器的索引库；步骤3，判断当前层级服务器中是否存储有满足查询条件的数据，如果没有，则进行步骤4，如果有则进行步骤6;步骤4，从当前层级服务器的索引库获取对下层级服务器的索引库的库索引，并根据所述库索引进入下层级服务器的索引库，步骤5，重复步骤3和步骤4 ；步骤6，根据索引库中存储的数据索引，从数据库中获取满足查询条件的数据；步骤7，在地图窗口显示获取的数据。
9.根据权利要求8所述的分布式遥感数据管理系统的查询方法，其特征在于，所述第二层级至第N层级的服务器进一步包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库， 并且第二层级至第N层级的索引库进一步存储该服务器上存储的遥感数据的索引，所述第二层级至第N层级的每个服务器对应的地理区域包括与其有逻辑关系的下层级服务器所对应的地理区域。
10.根据权利要求8所述的分布式遥感数据管理系统的查询方法，其特征在于，判断当前层级服务器是否存有满足查询条件的数据包括根据当前索引库中存储的数据索引判断是否存在满足查询条件的数据。
全文摘要
本发明提供一种分布式遥感数据管理系统，管理方法和查询方法。本发明的遥感数据管理系统包括第一至第N层级的服务器，N大于1，每一层级具有一个或多个服务器，第一层级的每个服务器包括用于存储同一地理区域的遥感数据的遥感数据库和用于存储该服务器上遥感数据的索引的索引库，一个服务器对应一个地理区域，第二层级至第N层级的每个服务器包括索引库，用于存储表征服务器间逻辑关系的库索引。本发明的分布式遥感数据管理系统可以实现有隶属逻辑关系的各层级服务器上数据库中数据的共享，有效减少了冗余的存储数据，节省了存储空间。
文档编号G06F17/30GK102169494SQ20111008570
公开日2011年8月31日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者岳建伟, 方利, 易文斌, 邓磊, 陈云浩 申请人:北京师范大学, 首都师范大学