[发明专利]大量地球观测图像处理

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理，具体来说涉及对大量地球观测图像数据进行处理 的方法和系统。

背景技术

地球观测图像数据已经被采集并分析了几十年，并且是很多自然资源管 理、地质和矿物勘探、农业管理、环境监测和航空地图绘制系统的基本部分， 仅列举出几个应用程序。无论数据是从人造卫星、航空检测还是其它系统中 获取的，也无论数据是由摄影测量法、超光谱(hyperspectral)、多时间 (multitemporal)、光学、热学或微波(和其它类似系统)数据中的全部还 是其组合组成，分析时存在的问题大都相同：必须迅速并准确地处理大量数 据且没有失真。

例如，远程检测是在局部、区域性或全球范围内管理和监测环境的重要 工具。对监测濒危物种的栖息地、预测洪水模式(flood pattern)和评估珊瑚 礁环境的健康状况的需要从来不曾如此强烈。为了处理日益复杂的web对我 们的生态系统的影响，现在的环境管理者(stakeholder)要求知道当前的信 息、新的分析技术和对新式传感器的支持。这些系统通常需要集成来自各种 源的数据集合，并应用最优实践的分析手段，包括例如数据融合、光谱和空 间分析、分类、专题地图绘制和与地理信息系统(GIS)的集成。

因此需要一种高效、准确地处理大量地球观测图像数据且具有将若干种 不同的数据系统集成在一起的能力的改进方法和系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于处理大量地球观测影象数据的改进的 方法和系统，其避免或减轻了上述缺点中的至少一个。

描述了一种用于处理大量地球观测数据(尤其是影象)的体系方案，其 中地球观测数据涉及若干个数据和密集型计算的处理步骤。处理请求可以通 过若干种机制来做出，这些机制包括开放GIS协会(OGC)web处理服务请 求或通过若干种机制调度的任务和分配的结果，所述若干种机制例如在其它 应用程序可访问的数据库中存储、作为电子邮件附件转发或OGC兼容web 覆盖服务器。OGC为数据的输入、输出和存储的格式化建立了标准，这允 许不同系统互通，当然也可以使用任意标准或私有的格式化。

该体系混合了网格(分布式)计算和多处理，以使用任意数目的计算服 务器来针对高吞吐量实现动态灵活的系统。该系统允许基于Windows的计 算服务器和基于Linux的计算服务器混合在一起，并且无需修改就可以在典 型的联网环境中容易地实现；也就是说，诸多网格或分布式系统具有经过修 改的操作系统和/或硬件，并且专用于少数特定的任务，而这里所描述的系 统可以使用简单的客户端在通用计算机或服务器上操作。服务器可以在能力 (速度或CPU数目)上有所不同，并且可以利用可能在一些服务器上可用 的专用处理硬件(例如单元处理器或图形处理单元)来进一步提高吞吐量。 使用任务控制系统来允许由使用分布式处理(在服务器之间)和多处理(在 服务器内)自动进行负载平衡的系统同时运行多个任务。这由该系统的总体 体系来部分地实现-该系统提供待施行的任务的列表，并且计算服务器在它 们有能力时主动请求任务，而不是具有尝试以平均方式分配任务的中央控制 系统。

为了对付所需要的大容量数据吞吐量，该体系利用分布在计算服务器上 的虚拟并行文件系统或接受连接至地球观测数据的档案库的远程连接或网 页服务的数据库管理系统(DBMS)。

以诸如但不限于Python、JAVA、C#或C++之类的合适的计算机语言来 实现处理任务脚本，脚本将施行实际工作的处理模块(PCI可插入功能)链 接在一起。任务是提前编译(例如C++)还是在运行时解释(例如Python) 取决于所选的语言。在优选实施例中，使用多种不同的脚本语言。在某些情 况下，特定的脚本语言完全会更简便或更合适。选择合适的语言中的主要考 虑之一在于，与该任务所通信的相关软件的兼容性。例如，如果任务需要与 用C++编写的第三方应用程序进行通信，则最简单的方式可能是用C++来编 写该任务。该系统体系的优点是可以容易地适应各种脚本语言。