Esri中国-邓书斌-遥感大数据中的Web遥感应用平台技术-西宁
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草原植被盖度
专家知识决策 树作物面积监
测
面向对象图像 农作物面积监
测
直接作物长势 模块
实时作物长势 监测模块
过程作物长势 监测模块
遥感指数单 产预测模块
产量估算模 块
高分农业遥感数据产品生产系统-系统展示
上海市地理信息公共服务平台+
——上海市测绘院提供
增加“影像管理、遥感功能服务”作为升级改造的重要内容
• 可以快速部署面向行业的遥感分析模型，终端用户可 以即时、在线、按需使用。
影像预处理 用户1
基础产品生产
数据 模型
用户2 作物长势
作物估产
用户3
计算机 软件
…
植被覆盖度 水质监测
用户… …
…
Web遥感应用平台架构
显示工具
应
用 层
图层管理
定位工具 量测工具
查询工具 常规地图浏览工具 ……
图像处理工具 图像信息提取工具 遥感变化检测工具
• 弹性伸缩——集群环境中可以根据需 求动态添加和删除节点
Geospatial Services Framework
Request Handler Route Mapper
Parameter Mapper Job Manager
Workspace Manager Engines
演示系统软件框架
高性能处理环境
参考影像
控制点
辅助数据
外部数据 服务
标准REST的遥感影像 功能服务
数据源，可以是文件 目录，也可以是在线 影像服务
基
计算节点1
……
存储节点1
……
础
网络
支
撑
层
集群
存储系统
主机系统 网络系统
系统软件
基础设施，高性能单 个服务器、集群计算 机、云计算
Web遥感服务平台应用模式
• 高效的影像处理（栅格计算）
谢谢大家！ 请领导专家指正！
– 标准Rest服务，易于其他Web系统集成
• 可部署在任何现有集群环境、企业级服务器或云平台中
– 充分利用服务器端硬件资源快速处理和分析影像。
• 在Web浏览器或移动设备在线、按需、自助式请求遥感服务
影像 模型
服务器
桌面端 Web应用 移动 其他
ENVI Services Engine特点
• 采用Node.JS和内存数据库技术 • 模块化架构
应用服务开发
应用 程序
• 数据裁剪与下载 • 水面积提取 • 正射校正 • 温度反演 • 变化检测
ENVI ServiΒιβλιοθήκη Baidues Engine处理器
集群计算处理器
• ……
文件系统
应用端
JavaScript界面
HTTP REST
浏览器 移动端
Landsat Image Service
Online Images Services
– ENVI Service Engine – IDL Service Engine – Deep Learning Service Engine（2017） – Photogrammetry Engine（2017） – OpenAI Engine（未来）
• 灵活和动态的空间配置——分布式\共 享式\云
应用示范系统：遥感影像在线分析平台—应用 展示
应用示范系统：违法用地在线遥感监管系统— 应用展示
总结
• 丰富、低廉/免费的遥感大数据源，能带动遥感市 场的进一步发展。
• 将AI技术引入遥感领域，助力遥感大数据应用， 可能引发新一波遥感应用热潮。
• 将主流IT技术应用于遥感，构建Web遥感应用平 台，可以打破了专业遥感软件和高端硬件对非专 业人士的壁垒，为遥感专家和预期的终端用户建 立更直接的联系。助力遥感“普适化”应用
高分农业遥感数据产品生产系统-功能列表
农作物遥感估产与基础产品生产并行系统
Web客户端
数据预处理 农业基础产品 农作物面积
子系统
生产子系统 监测子系统
农作物长势 监测子系统
单产和产量 预测子系统
图层管理 地图显示 任务列表 功能列表功能
数据自动解压 缩
正射校正
图像融合
图像镶嵌
一键式批处理
耕地破碎度、复 种指数、作物物 候期、作物叶面 积指数、作物冠 层叶绿素含量、 作物氮含量、作 物水分、作物覆 盖度、农田蒸发 度、净初级生产 力、土壤水分、 土壤有机质、草 原植被返青期、 草地地上生物量、
• 资源一号系列 • 环境卫星 • 资源三号系列(在轨2颗)
高空间分辨率 高时间分辨率 高光谱分辨率
• 高分系列（在轨4颗）
• 实践系列
国产卫星
公益卫星
免费提供影像数据
• Landsat系列 • 哨兵系列（SAR、光学、海洋）
小卫星代表——Planet信鸽卫星
遥感系统的发展
Web遥感服务平台
遥感桌面系统
• 要求对原始数据进行操作以后，要保 证原始数据不能被修改，不能有辅助 文件生成
单个服务器：32核CPU、64G内存
测试内容
规则裁剪 规则裁剪 不规则裁剪 不规则裁剪
结果数据量
34.5GB 21.5GB 32.4GB 21.5GB
时长
34分钟 19分钟 40分钟 27分钟
Web遥感服务平台典型应用案例
遥感大数据
空间分辨率——看的越来越清楚
130k2mmm1m00..53mm
卫星遥感观测
小卫星星座将成为主流
商业卫星
• 北京二号星座（1m） • 吉林一号系列（CCD+视频） • 世景一号（航天四维，0.5m） • 国外（AirBus、DG、Planet…）
跻身世界先进行列
—预计2020年在轨
200多颗
遥感定制系统
新一代Web遥感服务平台技术
桌面
网页
移动
桌面
网页
移动
提供：
• 在线影像数据
数据服务器
提供：
• 在线影像数据 • 在线影像处理
服务器
影像处理
以Services方式提供影像处理工具
新一代Web遥感服务平台技术
• 基于SOA架构
– 灵活开发 – 系统集成
• 支持集群、云计算环境
– 并行计算、多线程计算 – 分布式计算 – 弹性伸缩
遥感大数据中的Web遥感应用平台技术
Esri中国信息技术有限公司 邓书斌 Dengsb@erichina.com.cn
卫星遥感数据发展
• 数据量多 – 未来10年全球预计发射2100颗对地观测小卫星
– 在轨国产卫星：超过15颗
• 质量好
– 三高：空间分辨率高、光谱分辨率高、时间分辨率高
• 成本低
– 10米以下分辨率免费获取。
深度学习应用于监督分类
• 可训练一个分类器，并将其运用于不同区域或时间段
– Support Vector Machine – Softmax
• 在桌面软件或者企业级在线系统上都可以使用 • 属于初级机器学习
深度学习应用于监督分类
123032影像
123033影像
深度学习应用于目标识别
Web遥感服务平台应用
构建应用APP，主流 是B/S架构的富客户 端应用程序
标功
图像预处 图像空间特 遥感图像 遥感动态
模型库
准 规 范
能 服 务 层
SOA
理服务
遥感定量 反演服务
征提取服务
图像目标 检测服务
分类服务
图像统计 分析服务
监测服务
其他遥感 服务
算法库 组件库
管 理 规
定
数
据 标准影像 层 L1,L2...
DEM
• 海洋
– HICO海洋环境监测系统
高分农业遥感数据产品生产系统
__中国农科院农业资源与农业区划研究所
• 背景：农业作为高分专项的重要应用领域，主要应用 于耕地面积调查、草地和水产资源调查、作物面积测 量、作物估产、农业灾害监测等，是建设现代农业的 重要技术支撑。
• 目标：构建高分农业遥感数据产品生产系统，充分利 用现有的硬件资源和IT设备，实现在集群环境中，基 于国产高分系列卫星，进行十五个农业基础产品生产 、农作物面积监测，实现农作物长势监测，农作物单 产和产量预测等专题产品的生产
– 服务器硬件资源 – 支持并行处理和分布式处理 – 可伸缩的负载均衡机制 – 分析功能传递到数据
• 提供自助式影像处理和分析
– 将复杂、专业的遥感模型部署到服务器 – 客户端按需、在线获取影像信息
在线影像镶嵌与裁剪原型系统
——四川省基础地理信息中心提供
• 管理标准5万分幅DOM数据4765幅， 共计6.69TB。为下属单位提供在线、 按需镶嵌与裁剪DOM影像。
• 农业
– 中国农业科学研究院：高分农业遥感数据产品生产系统
• 林业
– 中国林业科学研究院：林业高分高性能预处理系统
• 测绘
– 上海测绘院：上海市地理信息公共服务平台——城市违法土地在 线遥感监管系统、遥感影像在线分析平台
• 规划
– 宁波规划局：时空信息云平台——遥感影像在线分析平台
• 环保
– 西安市环保局：西安市环境遥感监测管理系统 – 江苏省环境监测中心：江苏省气溶胶在线反演系统
• 多客户端
– Web、移动、桌面
• ……
在线、按需进行遥感影像处理
一般情况是整景下载
现在，可以按需下载
在专业桌面遥感软件中分析
现在，可以在线、按需影像分析
Web遥感服务平台应用演示
创新的ENVI企业级服务器产品：ENVI Services Engine
• 组织、创建及发布先进的ENVI/IDL和其他遥感图像分析能力
专家知识决策 树作物面积监
测
面向对象图像 农作物面积监
测
直接作物长势 模块
实时作物长势 监测模块
过程作物长势 监测模块
遥感指数单 产预测模块
产量估算模 块
高分农业遥感数据产品生产系统-系统展示
上海市地理信息公共服务平台+
——上海市测绘院提供
增加“影像管理、遥感功能服务”作为升级改造的重要内容
• 可以快速部署面向行业的遥感分析模型，终端用户可 以即时、在线、按需使用。
影像预处理 用户1
基础产品生产
数据 模型
用户2 作物长势
作物估产
用户3
计算机 软件
…
植被覆盖度 水质监测
用户… …
…
Web遥感应用平台架构
显示工具
应
用 层
图层管理
定位工具 量测工具
查询工具 常规地图浏览工具 ……
图像处理工具 图像信息提取工具 遥感变化检测工具
• 弹性伸缩——集群环境中可以根据需 求动态添加和删除节点
Geospatial Services Framework
Request Handler Route Mapper
Parameter Mapper Job Manager
Workspace Manager Engines
演示系统软件框架
高性能处理环境
参考影像
控制点
辅助数据
外部数据 服务
标准REST的遥感影像 功能服务
数据源，可以是文件 目录，也可以是在线 影像服务
基
计算节点1
……
存储节点1
……
础
网络
支
撑
层
集群
存储系统
主机系统 网络系统
系统软件
基础设施，高性能单 个服务器、集群计算 机、云计算
Web遥感服务平台应用模式
• 高效的影像处理（栅格计算）
谢谢大家！ 请领导专家指正！
– 标准Rest服务，易于其他Web系统集成
• 可部署在任何现有集群环境、企业级服务器或云平台中
– 充分利用服务器端硬件资源快速处理和分析影像。
• 在Web浏览器或移动设备在线、按需、自助式请求遥感服务
影像 模型
服务器
桌面端 Web应用 移动 其他
ENVI Services Engine特点
• 采用Node.JS和内存数据库技术 • 模块化架构
应用服务开发
应用 程序
• 数据裁剪与下载 • 水面积提取 • 正射校正 • 温度反演 • 变化检测
ENVI ServiΒιβλιοθήκη Baidues Engine处理器
集群计算处理器
• ……
文件系统
应用端
JavaScript界面
HTTP REST
浏览器 移动端
Landsat Image Service
Online Images Services
– ENVI Service Engine – IDL Service Engine – Deep Learning Service Engine（2017） – Photogrammetry Engine（2017） – OpenAI Engine（未来）
• 灵活和动态的空间配置——分布式\共 享式\云
应用示范系统：遥感影像在线分析平台—应用 展示
应用示范系统：违法用地在线遥感监管系统— 应用展示
总结
• 丰富、低廉/免费的遥感大数据源，能带动遥感市 场的进一步发展。
• 将AI技术引入遥感领域，助力遥感大数据应用， 可能引发新一波遥感应用热潮。
• 将主流IT技术应用于遥感，构建Web遥感应用平 台，可以打破了专业遥感软件和高端硬件对非专 业人士的壁垒，为遥感专家和预期的终端用户建 立更直接的联系。助力遥感“普适化”应用
高分农业遥感数据产品生产系统-功能列表
农作物遥感估产与基础产品生产并行系统
Web客户端
数据预处理 农业基础产品 农作物面积
子系统
生产子系统 监测子系统
农作物长势 监测子系统
单产和产量 预测子系统
图层管理 地图显示 任务列表 功能列表功能
数据自动解压 缩
正射校正
图像融合
图像镶嵌
一键式批处理
耕地破碎度、复 种指数、作物物 候期、作物叶面 积指数、作物冠 层叶绿素含量、 作物氮含量、作 物水分、作物覆 盖度、农田蒸发 度、净初级生产 力、土壤水分、 土壤有机质、草 原植被返青期、 草地地上生物量、
• 资源一号系列 • 环境卫星 • 资源三号系列(在轨2颗)
高空间分辨率 高时间分辨率 高光谱分辨率
• 高分系列（在轨4颗）
• 实践系列
国产卫星
公益卫星
免费提供影像数据
• Landsat系列 • 哨兵系列（SAR、光学、海洋）
小卫星代表——Planet信鸽卫星
遥感系统的发展
Web遥感服务平台
遥感桌面系统
• 要求对原始数据进行操作以后，要保 证原始数据不能被修改，不能有辅助 文件生成
单个服务器：32核CPU、64G内存
测试内容
规则裁剪 规则裁剪 不规则裁剪 不规则裁剪
结果数据量
34.5GB 21.5GB 32.4GB 21.5GB
时长
34分钟 19分钟 40分钟 27分钟
Web遥感服务平台典型应用案例
遥感大数据
空间分辨率——看的越来越清楚
130k2mmm1m00..53mm
卫星遥感观测
小卫星星座将成为主流
商业卫星
• 北京二号星座（1m） • 吉林一号系列（CCD+视频） • 世景一号（航天四维，0.5m） • 国外（AirBus、DG、Planet…）
跻身世界先进行列
—预计2020年在轨
200多颗
遥感定制系统
新一代Web遥感服务平台技术
桌面
网页
移动
桌面
网页
移动
提供：
• 在线影像数据
数据服务器
提供：
• 在线影像数据 • 在线影像处理
服务器
影像处理
以Services方式提供影像处理工具
新一代Web遥感服务平台技术
• 基于SOA架构
– 灵活开发 – 系统集成
• 支持集群、云计算环境
– 并行计算、多线程计算 – 分布式计算 – 弹性伸缩
遥感大数据中的Web遥感应用平台技术
Esri中国信息技术有限公司 邓书斌 Dengsb@erichina.com.cn
卫星遥感数据发展
• 数据量多 – 未来10年全球预计发射2100颗对地观测小卫星
– 在轨国产卫星：超过15颗
• 质量好
– 三高：空间分辨率高、光谱分辨率高、时间分辨率高
• 成本低
– 10米以下分辨率免费获取。
深度学习应用于监督分类
• 可训练一个分类器，并将其运用于不同区域或时间段
– Support Vector Machine – Softmax
• 在桌面软件或者企业级在线系统上都可以使用 • 属于初级机器学习
深度学习应用于监督分类
123032影像
123033影像
深度学习应用于目标识别
Web遥感服务平台应用
构建应用APP，主流 是B/S架构的富客户 端应用程序
标功
图像预处 图像空间特 遥感图像 遥感动态
模型库
准 规 范
能 服 务 层
SOA
理服务
遥感定量 反演服务
征提取服务
图像目标 检测服务
分类服务
图像统计 分析服务
监测服务
其他遥感 服务
算法库 组件库
管 理 规
定
数
据 标准影像 层 L1,L2...
DEM
• 海洋
– HICO海洋环境监测系统
高分农业遥感数据产品生产系统
__中国农科院农业资源与农业区划研究所
• 背景：农业作为高分专项的重要应用领域，主要应用 于耕地面积调查、草地和水产资源调查、作物面积测 量、作物估产、农业灾害监测等，是建设现代农业的 重要技术支撑。
• 目标：构建高分农业遥感数据产品生产系统，充分利 用现有的硬件资源和IT设备，实现在集群环境中，基 于国产高分系列卫星，进行十五个农业基础产品生产 、农作物面积监测，实现农作物长势监测，农作物单 产和产量预测等专题产品的生产
– 服务器硬件资源 – 支持并行处理和分布式处理 – 可伸缩的负载均衡机制 – 分析功能传递到数据
• 提供自助式影像处理和分析
– 将复杂、专业的遥感模型部署到服务器 – 客户端按需、在线获取影像信息
在线影像镶嵌与裁剪原型系统
——四川省基础地理信息中心提供
• 管理标准5万分幅DOM数据4765幅， 共计6.69TB。为下属单位提供在线、 按需镶嵌与裁剪DOM影像。
• 农业
– 中国农业科学研究院：高分农业遥感数据产品生产系统
• 林业
– 中国林业科学研究院：林业高分高性能预处理系统
• 测绘
– 上海测绘院：上海市地理信息公共服务平台——城市违法土地在 线遥感监管系统、遥感影像在线分析平台
• 规划
– 宁波规划局：时空信息云平台——遥感影像在线分析平台
• 环保
– 西安市环保局：西安市环境遥感监测管理系统 – 江苏省环境监测中心：江苏省气溶胶在线反演系统
• 多客户端
– Web、移动、桌面
• ……
在线、按需进行遥感影像处理
一般情况是整景下载
现在，可以按需下载
在专业桌面遥感软件中分析
现在，可以在线、按需影像分析
Web遥感服务平台应用演示
创新的ENVI企业级服务器产品：ENVI Services Engine
• 组织、创建及发布先进的ENVI/IDL和其他遥感图像分析能力