[发明专利]一种基于集群的遥感数据集实时渲染服务

权利要求书

1.一种基于集群的遥感数据集实时渲染服务系统，其特征在于包含以下几个实施步骤：

步骤1：构建集群环境，架设若干计算和存储一体的节点，每个节点包括一台多核工作站，并挂载存储磁盘阵列，节点间用高速局域网络连接；部署一台多核服务器，安装支持空间检索的关系型数据库，通过局域网络与各个节点连接；

步骤2：遥感数据录入集群时，将作为一个整体存储于单个节点的存储阵列中，或以冗余的方式存储在多个节点中，同时提取其元信息，存储到服务器的关系数据库中，作为数据查询条件；

步骤3：对于所要渲染的瓦片，按照视点层级、空间位置、瓦片大小三种指标，确定其唯一的编号，它所表示的空间范围也是确定的；

步骤4：瓦片渲染请求由客户端通过网络发送给中心服务器，前者建立优先级机制并维护请求队列，后者以多线程的方式并行处理每个瓦片渲染请求；

步骤5：服务器通过支持空间索引的数据库，在所有数据集中查找出该空间范围内的数据列表，根据数据集类型、时间等规则对其排序，再执行数据筛选算法，剔除被覆盖在下层的数据，获得需要渲染的最上层数据列表及其对应的存储位置信息；

步骤6：依据已经生成的数据列表，选取列表中数据分布最多的那个节点作为计算节点，将渲染任务分配到该节点；

步骤7：计算节点中一个瓦片的渲染过程为：创建画布，按照数据列表自底向上的顺序，依次读取瓦片范围内的数据块，将没有数据的部分置为透明，渲染到画布中；

步骤8：将渲染好的瓦片数据传回中心服务器，通过中心服务器返回给客户端；

步骤9：步骤4～8完成了单个瓦片的渲染，将不同的渲染任务分布到各个节点中进行计算，同时以多线程的方式进行服务端的查询操作和节点端的渲染计算，即实现了集群化的并行渲染过程，对外提供实时的渲染服务。

2.根据权利要求1所述的集群环境，其特征为计算与数据的一体化部署，不同数据分散存储在各个存储节点(同时也是计算节点)中，由中心服务器的关系型数据库统一管理其元信息；实现快速数据查询的同时，便于将计算任务分配到数据所在的节点，对于数据密集型的渲染任务，大大减少了计算时数据的网络吞吐量。

3.根据权利要求1所述的瓦片请求处理机制，其特征为客户端建立优先级缓存，优先处理最需要得到的瓦片渲染请求并随时剔除已废弃的请求，提高了实时性；中心服务器通过数据筛选算法，筛选出最上层用户能看到的数据列表，剔除大部分被覆盖在下层的数据，避免渲染时无用的数据读取和绘制操作，节省了计算量和数据吞吐量。

4.根据权利要求1所述的并行计算，其特征为中心服务器的数据查询、数据筛选、选择节点过程对于每个瓦片是独立的操作，在服务端以多线程的方式实现任务级并行化；同样，节点的渲染过程也实现了任务级并行化；结合多节点渲染的整体过程，构成了本发明的集群化渲染流程实现方式，体现了细粒度任务划分、“计算-数据”一体化和“集群+多核”的多模式并行计算特征。