专利名称：一种遥感数据处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及遥感通信领域，尤指ー种遥感数据处理系统。
背景技术：
随着高分辨率遥感卫星的不断升空，使人们在获取更加丰富空间信息的同时产生了海量规模的各级遥感数据，而在对数据处理的过程中，传统的单机处理平台已不能胜任高分辨率遥感卫星数据处理的要求，造成了海量的遥感数据得不到及时的处理，延误了遥感数据的应用，造成巨大的损失。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够快速实时处理遥感数据的处理系统。为实现上述目的，本发明的遥感数据处理系统，包括主控机、多个计算节点和磁盘阵列，其中，磁盘阵列用于存储遥感原始数据以及遥感产品；主控机用于根据所生产的遥感产品种类调取所需的遥感原始数据，对该遥感原始数据进行预处理以及对预处理后的遥感数据和遥感原始数据分派至计算节点；计算节点用于将经过预处理的遥感数据生成遥感产品。进ー步，所述主控机包括数据选择模块、数据预处理模块和数据管理模块，其中，数据选择模块用于根据所生产的遥感产品种类，从所述磁盘阵列调取所需的遥感原始数据；数据预处理模块用于对遥感原始数据依次进行图像的配准、图像精纠正、大气纠正以及影像的标准化切分和/或对遥感影像的天顶角文件、方位角文件的标准化切分；数据管理模块用于分配和管理磁盘阵列和计算节点中的遥感数据。进ー步，所述多个计算节点之间可以通信，获取本机上没有而其他机器上有的遥感数据。进ー步，所述影像的标准化切分、天顶角文件的标准化切分和方位角文件的标准化切分是按照五层十五级的标准，采用层内的级别按照5 2.5 I的比例，层与层之间的比例为10 I的关系进行切分，每块瓦片对应一幅1000x1000的图像。进ー步，所述数据管理模块对磁盘阵列的遥感数据进行的管理包括对遥感数据进行预览，查看遥感数据详细信息，按照区域、经纬度、卫星类型和传感器类型检索，修改和删除，将切分数据贴在ニ维地图上查看其相应的位置。进ー步，所述数据管理模块对计算节点的遥感数据进行的管理包括在执行任务时 检查有无计算节点空闲，井向空闲节点分配任务；根据实际需求更改分发策略。进ー步，所述主控机还包括遥感数据三维展示模块，用于将遥感数据加载于三维数字地球上进行渲染显示。进ー步，加载于三维地球上的遥感数据为通过WMS服务发布的遥感数据或者存储于磁盘阵列中的遥感数据。
进一歩，所述遥感产品包括几何精校正和正射校正产品、多光谱数据和高分辨率数据融合产品、植被參数产品、内陆水体參数产品和地表分类产品。本发明的遥感数据处理系统可以对海量规模的各级遥感数据进行快速实时处理，保证了遥感数据的处理效率，井能根据需要生产出各种遥感产品。
图I为本发明的遥感数据处理系统的结构示意图；图2为本发明系统中数据预处理模块的工作流程图。
具体实施例方式如图I所示，本发明的遥感数据处理系统，包括主控机、多个计算节点和磁盘阵列，主控机包括数据选择模块、数据预处理模块和数据管理模块，数据选择模块用于根据所 生产的遥感产品种类，从所述磁盘阵列调取所需的遥感原始数据。数据预处理模块将原始的遥感影像数据切分成1000*1000的小块，数据管理模块将原始数据和切片之后的数据进行统ー的存储管理，原始影像统ー放在以SourceData文件夹下，以其原始影像的名称命名。而ー副原始影像切出来的所有的片都放在磁盘阵列的同一个文件夹下，文件夹的命名方式为卫星\传感器\年\月\日\轨道号\切片级别。数据管理模块可以对磁盘阵列3的数据进行预览，查看其详细信息，按照区域、经纬度、卫星类型和传感器类型等条件检索、修改和删除的操作，也可以将切片数据贴在ニ维地图上查看其相应的位置。数据管理模块还可以向计算节点分派计算任务，充分利用并行计算节点，減少计算所耗时间。本发明系统中可以拥有多个并行计算节点，各个计算节点具有非常强的计算能力。程序不限制并行计算节点的个数，且对并行计算节点的启动时间也不限制，只要执行任务时有空闲并行计算节点，都会被数据管理模块发现，然后加以利用来生产产品。数据管理模块的任务分发策略可以根据实际需求而更改，目前使用的优先级和同级间先到先执行的策略，可以任务间并行和任务内并行。为了提高任务的执行速度，采用多个任务同时执行的任务间并行；同时，也采用任务内并行，即把每个提交的任务分割成多个小任务，分发给并行计算节点，当并行机任务执行完毕后，再分发下ー个未执行的子任务。生产产品所需要的数据分散的放置在各个并行计算节点上，这样就无需为大量的数据存储另做处理。任意两个并行计算节点之间也可以通信，获取本计算节点上没有而其他计算节点上有的数据。实现了并行计算节点之间的点对点通信。进ー步提高了，各计算节点的独立性，灵活性，和整个计算集群的可扩展性，易维护性。主控机还可以包括遥感数据三维展示模块，用于将遥感数据加载于三维数字地球上进行渲染显示，具体为I.通过WMS服务发布的遥感数据遥感数据三维展示模块可以下载通过WMS服务发布出去的遥感数据，通过WMS服务链接将遥感数据下载到本地，加载于三维数字地球上进行渲染显示。2.存储于数据库的遥感数据遥感数据三维展示模块可以检索存储于海量影像数据库中的遥感影像，将其下载到本地，在三维数字地球上进行渲染显示。用户可以从不同角度、不同尺度直观地观察遥感数据。遥感数据三维展示模块采用基于金字塔算法和多级分辨率模型实现三维遥感影像的组织调度机制，实现影像的快速处理与加载。本发明的系统可以生产几何精校正和正射校正产品、多光谱数据和高分辨率数据融合产品、植被參数产品、内陆水体參数产品、地表分类产品。遥感影像预处理是遥感数据应用的第一歩，也是非常重要的一歩。数据预处理模块的预处理流程主要分为以下几个步骤，如图2所示图像的配准，图像精纠正，大气纠正以及影像的标准化切分。图像配准是做所有工作的前提，在进行定性或者定量遥感时都要进行图像配准来确定我们所要研究的目标，通过选取特征点以后进行影像精纠正，获取精纠正的影像，然后对精纠正影像进行大气纠正，大气纠正是进行辐射量纠正的重要过程，是进行定量遥感不可少的步骤，最后进行标准化切分，方便数据的组织管理以及算法的并行计算。遥感图像在获取过程中，受到如大气吸收与散射、传感器定标、地形等因素的影响，且它们会随时间的不同而有所差异。因此，在多时相遥感图像中，除了地物的变化会引起图像中辐射值的变化外，不变的地物在不同时相图像中的辐射值也会有差异，利用多时相遥感图像的光谱信息来检测地物变化状况的动态监测，其重要前提是要消除不变地物的辐射值差异。辐射校正是消除非地物变化所造成的图像辐射值改变的有效方法，相对辐射校正就是要使相对稳定的同名地物的辐射值在不同时相遥感图像上一致，从而完成地物动 态变化的遥感动态监测，我们采用相对辐射校正方法通过分析不同时相遥感图像上的辐射值差异来实现变化监测。在处理得到大气校正影像之后，对影像进行基于五层十五级的标准化切分处理。五层十五级的标准是区别于World Wind、Google Earth等传统金字塔切片技术以512x512图像(2的-n次方)为单元的切分方式，采用层内的级别按照5 2.5 I的比例，层与层之间的比例为10 I的关系进行切分，每块瓦片对应一幅1000x1000的图像，这种切分方式的优点在于可以保证不同影像在各个切分级别上的分辨率都具有一致性和实用性，可以 更好地支持实际应用，可通过算法实现快速定位，方便数据的组织和管理，并且可保证多块图像在球面上显示时无缝拼接。在标准化切分过程中，采用GPU并行技术，将影像处理从内存中转移到显存中，利用GPU中大量的并行处理单元对影像进行投影转换处理以及重采样处理，获取采样后的影像后，再从显存中拷贝回到内存，进行标准化的切分。在保证精度的同时极大的提高了切分的处理效率，得到了 1000x1000大小的标准块。同时为了以后的遥感算法处理需要，还进行了对原始影像的天顶角以及方位角文件的生成，而且利用GPU技术对天顶角以及方位角文件进行了基于五层十五级的标准化切分。
权利要求
1.一种遥感数据处理系统，其特征在于，包括主控机、多个计算节点和磁盘阵列，其中，磁盘阵列用于存储遥感原始数据以及遥感产品；主控机用于根据所生产的遥感产品种类调取所需的遥感原始数据，对该遥感原始数据进行预处理以及对预处理后的遥感数据和遥感原始数据分派至多个计算节点；计算节点用于将经过预处理的遥感数据生成遥感产品。
2.如权利要求I所述的遥感数据处理系统，其特征在于，所述主控机包括数据选择模块、数据预处理模块和数据管理模块，其中，数据选择模块用于根据所生产的遥感产品种类，从所述磁盘阵列调取所需的遥感原始数据；数据预处理模块用于对遥感原始数据依次进行图像的配准、图像精纠正、大气纠正以及影像的标准化切分和/或对遥感影像的天顶角文件、方位角文件的标准化切分；数据管理模块用于分配和管理磁盘阵列和计算节点中的遥感数据。
3.如权利要求2所述的遥感数据处理系统，其特征在于，所述多个计算节点之间可以通信，获取本机上没有而其他机器上有的遥感数据。
4.如权利要求3所述的遥感数据处理系统，其特征在于，所述影像的标准化切分、天顶角文件的标准化切分和方位角文件的标准化切分是按照五层十五级的标准，采用层内的级别按照5 2.5 I的比例，层与层之间的比例为10 I的关系进行切分，每块瓦片对应一幅1000x1000的图像。
5.如权利要求4所述的遥感数据处理系统，其特征在于，所述数据管理模块对磁盘阵列的遥感数据进行的管理包括对遥感数据进行预览，查看遥感数据详细信息，按照区域、经纬度、卫星类型和传感器类型检索，修改和删除，将切分数据贴在二维地图上查看其相应的位置。
6.如权利要求5所述的遥感数据处理系统，其特征在于，所述数据管理模块对计算节点的遥感数据进行的管理包括在执行任务时检查有无计算节点空闲，并向空闲节点分配任务；根据实际需求更改分发策略。
7.如权利要求I所述的遥感数据处理系统，其特征在于，所述主控机还包括遥感数据三维展示模块，用于将遥感数据加载于三维数字地球上进行渲染显示。
8.如权利要求7所述的遥感数据处理系统，其特征在于，加载于三维地球上的遥感数据为通过WMS服务发布的遥感数据或者存储于磁盘阵列中的遥感数据。
9.如权利要求8所述的遥感数据处理系统，其特征在于，所述遥感产品包括几何精校正和正射校正产品、多光谱数据和高分辨率数据融合产品、植被参数产品、内陆水体参数产品和地表分类产品。
全文摘要
本发明公开了一种遥感数据处理系统，包括主控机、多个计算节点和磁盘阵列，其中，磁盘阵列用于存储遥感原始数据以及遥感产品；主控机用于根据所生产的遥感产品种类调取所需的遥感原始数据，对该遥感原始数据进行预处理以及对预处理后的遥感数据和遥感原始数据分派至多个计算节点；计算节点用于将经过预处理的遥感数据生成遥感产品。本发明的遥感数据处理系统可以对海量规模的各级遥感数据进行快速实时处理，保证了遥感数据的处理效率，并能根据需要生产出各种遥感产品。
文档编号G06F17/30GK102708156SQ20121011919
公开日2012年10月3日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者余涛, 孟庆岩, 徐辉, 李家国, 郭红, 顾行发 申请人:中国科学院遥感应用研究所