福建省多源遥感影像云服务平台设计与实现_王慧民.pdf
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1、福建省多源遥感影像云服务平台设计与实现摘要:基于云计算、大数据、对象存储、免切片等技术,依托数字福建云计算中心政务云环境搭建多源遥感影像云服务平台。在分析用户需求和云平台研究现状的基础上,结合福建省陆海卫星遥感影像统筹业务需求,设计了平台总体架构、数据架构和功能模块,探讨了平台关键技术。平台构建了多源遥感影像自动识别、实时处理、动态发布、主动推送等一体化在线服务链路,实现了遥感影像数据“即收、即处、即发布”的一站式服务,对福建省卫星影像数据和遥感技术的应用和推广具有重要意义。关键词:遥感影像;云服务平台;一体化服务;数据共享中图分类号:P208文献标志码:B文章编号:1672-4623(202
2、3)03-0102-04Design and Implementation of Multi-source Remote Sensing Image CloudService Platform in Fujian ProvinceWANG Huimin1(1.Fujian Provincial Geomatics Center,Fuzhou 350003,China)Abstract:Based on cloud computing,big data,object storage,slice-free and other technologies,we designed a multi-sou
3、rce remote sensing im-age cloud service platform based on the governmental cloud environment of Digital Fujian Cloud Computing Center.In this paper,based on theanalysis of user requirements and the current situation of cloud platform research,we designed the overall platform architecture,data archit
4、ec-ture,functional modules,and discussed the key technologies of the platform,in combination with the business requirements of land and sea satel-lite remote sensing image coordination in Fujian Province.The platform has built an integrated online service chain of automatic identification,real-time
5、processing,dynamic release and active push of multi-source remote sensing images,realizing the one-stop service of“instant receipt,in-stant processing and instant release”of remote sensing image data,which is of great significance to the application and promotion of satellite im-age data and remote
6、sensing technology in Fujian Province.Key words:remote sensing image,cloud service platform,integrated service,data sharing收稿日期:2022-09-29;修回日期:2022-11-02。项目来源:福建省测绘地理信息发展中心测绘地理信息科技创新资助项目(FZZX-2022XMK-32)。作者简介:王慧民(1987),硕士,工程师,主要从事遥感影像生产、管理与共享应用方面的研究工作,E-mail:。引文格式:王慧民.福建省多源遥感影像云服务平台设计与实现J.地理空间信息,20
7、23,21(3):102-105.doi:10.3969/j.issn.1672-4623.2023.03.022Mar.,2023Vol.21,No.3地 理 空 间 信 息GEOSPATIAL INFORMATION2023 年 3 月第21卷第 3 期(1.福建省基础地理信息中心,福建 福州 350003)王慧民1随着航空航天事业的飞速发展,影像数据规模爆炸性增长,已上升至TB级,甚至向PB级发展1-2,给存储管理、快速处理、高效共享带来巨大挑战。面对多星、多源、多时相和多尺度的海量影像数据,存在“既多又少”的矛盾,数据多到无法即时处理、发布,终端用户却又无即时数据可用3。因此,如何有序
8、与高效地存储、组织和管理海量影像数据,如何快速定位并获取数据,实现共享与发布具有重要意义4。针对上述问题,本文以福建省遥感影像资源为基础,根据用户和业务需求建立了多源遥感影像云服务平台,以实现数据自动化实时处理、快速发布与共享。1平台研究现状目前,国内外对遥感影像云服务平台的研究已取得很大进展,如2010年ESRI基于亚马逊弹性计算云EC2快速部署自定义的地理信息系统,用户可将ArcGIS10直接部署在云计算平台上;随后Spatial Cloud、ERDAS 的 APOLLO on the Cloud、GeoEye 的 EarthWhere、Google Earth以及移动服务平台Sensor
9、 ServiceGrid等都基于云环境实现了数据的管理与发布;Golpayegani N5等利用云计算技术进行遥感数据的并行处理,以提高处理效率。在国内,国家层面各行业部委先后打造了自然资源卫星遥感云服务平台、陆地观测卫星数据服务平台、中国卫星数据海洋服务系统等,实现了辐射31个省份、多个行业、若干国家的“1+31+M+N”服务体系,在线共享级影像数据;各省份也陆续通过平台建设来解决数据共享和社会化应用问题,湖北、湖南、海南、上海、北京等省市已实第21卷第3期王慧民:福建省多源遥感影像云服务平台设计与实现现影像数据在线存储、快速生产和共享分发6-10。上述平台大多侧重于数据的存储管理、服务发布
10、或快速处理,缺少从基础数据、数据管理、数据处理、数据发布到终端服务的全流程产品,且数据共享以提供初级产品(级)或瓦片数据服务模式为主,存在数据发布周期长、应用处理成本高等不足。本文采用分布式存储、CPU/GPU协同并行计算技术,通过搭建自动化批处理流程模型,无需人工干预,即可实现影像数据的自动识别、快速批量化处理;同时采用栅格动态渲染技术,无需切片,可快速发布影像服务,实现卫星影像“即收即处、即发即用”的便捷在线应用服务。2平台业务分析2.1需求分析随着卫星中心的组建,可常态化获取高分系列、资源系列、海洋系列卫星数据,且每年固定投入专项经费采购商业卫星数据,数据资源丰富、更新频率高,卫星数据对
11、各行业的支撑作用显著。面对海量的数据资源以及日益旺盛的应用需求,在数据管理与共享服务方面还存在以下问题:数据缺乏规范有序的组织模式集中管理,难以满足海量数据高效检索、快速调用的应用需求;缺乏有效的存储体系,数据大量冗余;数据处理周期长、成本高,更新时效性难以满足业务需求;数据孤立分散,各类监测专题影像共享困难,信息化程度不高。因此,迫切需求构建一套集影像数据高效管理、有序存储、快速处理、实时发布与共享于一体的服务系统来支撑“纵向到底、横向到边”的业务需求和应用需求。2.2业务流程分析以全省卫星影像统筹管理为出发点,综合考虑从数据接收到应用服务全过程的数据流转问题,本文将总体业务流程划分为需求统
12、筹、数据接收、数据处理、数据管理、服务发布、数据分发等环节,需求统筹包括数据需求填报、需求审核、分析与汇总,为数据统筹获取与分发服务提供参考;数据接收是根据需求汇总结论统筹获取公益和商业卫星数据,实现数据自动监控与实时入库;数据接收后自动启动生产任务,实时处理生产标准产品,做到“日清日结”,保证数据的时效性;标准产品自动进行入库管理,提供日常数据查询、检索、浏览、分析统计和可视化展示等功能;服务发布包括矢量、栅格瓦片服务发布以及免切片服务发布(日新图),以满足高时效应用需求;数据分发提供实体数据在线下载、自动推送和查询展示等。上述6个环节囊括了卫星影像从需求到分发的全过程,解决了数据快速处理、
13、即时发布等问题,构建了数据资源全流程自动化流转链路,可实现数据的快速、准确服务。业务流程模型如图1所示。全球卫星元数据汇聚数据接收汇集数据接收需求统筹预处理数据处理数据管理矢量数据服务发布服务发布服务管理栅格瓦片服务发布过程监控需求分析数据入库需求填报数据获取资源管理需求审核查询检索数据分发数据展示查询浏览数据在线下载自动化生产统计分析免切片服务发布数据推送需求目录发布任务下达数据质检影像浏览图1业务流程模型3平台设计3.1平台总体架构设计基于业务流程,将平台总体架构划分为基础设施层、数据资源层、平台服务层和应用层,如图2所示。基础设施层即基础设施云环境层,能为用户提供云端宿主的工作环境,通过
14、底层统一云管理平台,将计算机硬件、软件、存储、网络等资源整合成动态、可扩展的虚拟资源池,再搭建分布式对象存储系统,实现对存储资源的管理。数据资源层由遥感影像大数据资源池、数据接收系统、数据快速处理系统和影像数据管理系统构成,其中数据快速处理系统采用C/S模式,数据接收后按生产机制自动启动生产任务,生产成果自动汇聚到资源池和数据管理系统,实现数据的自动入库管理和动态发布。平台服务层是在基础设施层和数据资源层的基础上,对数据资源、平台资源进行深度整合,提供数据需求统筹、影像与矢量数据发布和可视化、影像103地理空间信息第21卷第3期查询浏览、数据分发、影像分析统计等一系列服务功能。应用层利用平台的
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