[发明专利]地球科学多源传感器数据软件管线流处理技术

说明书

地球科学多源传感器数据软件管线流处理技术包括节点和管线，节点在流水线技术中代表数据处理所需的逻辑单元，管线为节点之间的数据流交换和事信号通讯机制，事件信号通讯机制包括点对点模式和广播模式，此外，还包括融合地球科学多源传感器数据的数表结构模型，即包括传感器描述信息的树结构，也包括传感器测量信号的表结构，采用树表结构模型融合多源传感器数据，通过在树表数据结构中添加时间标识、节点标识等描述信息，使之能够追溯管线数据流的整个处理过程，利用数据流和事件信号通讯机制建立管线流拓扑结构，经管线流拓扑结构的各个节点的先后协同处理，实现地球科学数据流水线化处理，并能够实现地球科学多源传感器数据采集和处理一体化。

技术领域

本发明涉及地球科学数据分析软件的处理技术，具体而言，一种以软件管线流技术实现地球科学多原传感器数据处理的方法与设计。

背景技术

地球科学多源传感器数据是指地球科学的大多数基础原始数据需要不同类型的传感器技术来获得，例如：地球弹性波场、重力场、地电磁场等信号采集涉及多种传感器技术采集原始数据。先进、快速和高质量的地球科学数据处理软件将使得大量基础测量数据迅速输出各种模式结果，转变为科研人员和各类工程技术人员迫切需要的产品，从而发现和创造出应有的科学意义和使用价值。传统的地球科学数据处理方法是基于命令式或动作响应式的处理模式，在这个模式中，地球科学数据的每一步处理过程需要科研人员和工程技术人员频繁输入各种命令参数或点击各种动作按钮人机交互等来完成，其数据处理就是用户动作命令的操作过程，故也称为过程式方法。现有的地球科学数据处理方法及数据处理装置不能有效的表达静态或动态地球科学数据流特征，使用效率较低。

地球科学数据种类日益繁多、体量庞大，过程式数据处理方法不能解决大数据时代地球科学数据的实时处理问题，无法满足科研人员或工程技术人员实际业务需求。此外，由于地球科学涉及的不同的分支领域，当前可用于地球科学不同分支领域数据可视化处理的通用软件包并不多见。

在计算机软件设计领域， 管道和过滤器（Pipes and Filters）体系架构是为处理数据流提供的一种模式。它由过滤器和管道组成的，每个处理步骤都被封装在一个过滤器组件中，数据通过相邻过滤器之间的管道进行传输，最后输出需要的结果。但是，至今还没有公开文献涉及利用软件管线流技术解决地球科学数据处理技术方法，找到一种合理有效的面向多源地球科学数据流和变化传播的处理方法和模型是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种地球科学多源传感器数据软件管线流处理模式的技术方案，同时，该技术方案能够方便地表征地球科学静态或动态的数据流。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括节点（Node）和管线（Pipe）。节点在流水线技术中代表处理数据所需的逻辑单元，每一个节点代表一个高层次的处理概念：如读取文件、选择、合并或融合、统计分析、计算、层析成像、数据挖掘和结果输出等；通过节点也可以实现人机可视化交互功能，如开始、停止、暂停和恢复等动作；每个节点可以有多个输入或输出，即节点能够接收不同来源的数据集，也可以发送相同或不同的数据集到不同的分支（branch），使数据沿不同的路线流转；管线是指节点之间的数据流交换和信号通讯机制，利用管线将节点输出的数据传递到后续的节点，作为后续节点的输入数据。

除了节点之间传输的数据流之外，管线还存在通讯机制，通讯机制采用发射事件信号和事件监听器技术实现，发射信号可以点对点模式，也可以广播模式。点对点发射事件信号模式是指某个节点向特定节点发送事件信号的模式，利用点对点发射事件模式可以有序的把处理后的数据集通过管道发送至后续节点，后续节点将更新处理参数信号反馈至前置传送的节点；广播发射事件信号模式无特定接收节点对象，节点采用监听方式接收任意节点特定的广播事件信号，根据广播信号执行特定的动作，广播事件信号可以来自管线流拓扑结构任意节点，也可以来自软件处理系统。

可选的，所述方法还包括可以表征多源地球传感器测量信息的树表数据结构模型，即包括描述信息的树结构，也包括传感器测量信号的表结构。