遥感大数据平台介绍及应用
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遥感大数据平台介绍及应用
主要内容
遥感大数据背景
遥感大数据平台方案 典型应用案例
遥感大数据背景
从卫星发展看遥感大数据
过去5年，年平均12颗遥感卫星发射 未来5年，年平均25颗遥感卫星发射
传统遥感影像处理和分析的局限性
专业性强
操作繁琐
很难做到实时性
结果让人纠结
专家系统
… …
很长时间里，遥感应用还停留在桌面
• 正射校正 • 转换为BIL
全色图像
• 正射校正
• 图像融合
多光谱图像
融合结果
程序开发：流程化高分一号数据预处理工具
发布服务：流程化高分一号数据预处理工具
• IDL或Web控制台
客户端使用
• ArcGIS for Desktop、ENVI以及基于IDL开发的客户端 • Web客户端
• HTML5、JavaScript 、Flex 及Silverlight等 • ArcGIS API for JavaScript 、ArcGIS API for Flex 及ArcGIS API for Silverlight等
发布 ENVI Services Engine 服务
使用 ENVI Services Engine 服务
全新的二次开发模式：ENVI Tasks
• ENVI Tasks开发模式
“真正的”面向对象
程序开发：流程化高分一号数据预处理工具
ENVINNDiffusePanSharpeningTask ENVIRPCOrthorectificationTask
• 计算机硬件
• GPU • 并行、多线程计算
• 程序开发
• 图像算法 • 遥感模型
遥感大数据平台方案
遥感系统的发展
桌面系统 定制系统
云服务
Web系统
企业级服务器遥感平台
新一代企业级&云平台服务器遥感技术
网页 桌面
桌面
网页
移动
移动
提供：
• 在线影像数据
提供：
• 在线影像数据 • 在线影像处理
数据服务器
在线体验HICO图像处理系统
在线体验网址：http://hyspeedgeo.com/HICO/
在线体验HICO图像处理系统
在线体验网址：http://hyspeedgeo.com/HICO/
在线体验HICO图像处理系统
在线体验网址：http://hyspeedgeo.com/HICO/
主要实现的模型
• • • • • 叶绿素含量 游浮植物 有色可溶性有机物 水深测量 …
图像处理工作流
• 使用工作流方式实现算法，即按照处理顺序明确相关的接口
陆地/云掩膜 HICO数据 Chl算法 图像差值
3-Band
Chl_OC4 = OC4 叶绿素浓度(mg/m3) Chl_OCI = OCI 叶绿素浓度(mg/m3) Chl_d diff = 叶绿素浓度差值(mg/m3)
13.36G
4对标准景GF1数据总共处理时间为：18分24秒。
HICO图像处理系统
• 基于云框架，具有在线、按需和可拓展的遥感图像 处理能力 • 在线获取水质、水深和水生栖息地特征等信息 • 数据源：超光谱成像仪(Hyperspectral Imager for Coastal Ocean,HICO) • 由空间科学促进中心(CASIS: Center for the Advancement of Science in Space)赞助 • HySpeed Computing公司与Exelis VIS公司(ENVI 原厂商)合作开发
遥感大数据需要解决的问题
• 遥感大数据特点
– 数据量大
数据存储、 管理、分享 云存储 信息挖掘、 应用 基于像素
高效预处理
– 更新频率快
– 信息丰富 – …
GPU
储存模型
并行计算
基于对象
互联网
算法改进
定量反演
…
…
…
遥感大数据平台技术需求
• 互联网
• 基于SOA架构
• 支持云计算环境 • 多客户端
• 软件环境
• 操作系统：Linux • ENVI Services Engine5.2，4 Works
国产GF-1数据预处理测试结果
• 数据：4对标准景高分PMS数据，即4景8米多光谱图像， 4景2米全色图像。
处理
解压缩
时间
1分05秒
结果数据量大小
3.40G 4.08G 14.38G
正射校正（无控制点） 4分20秒 图像融合（NND方法） 4分52秒 图像镶嵌 8分07秒
HTML5
JavaScript
Flex
Silverlight
REST
ENVI Services Engine
ENVI Services Engine应用：在线处理与分析
演示系统软件框架
应用端 JavaScript界面
应用开发
应用 程序
高性能处理环境
ENVI Services Engine处理器 集群计算处理器 HTTP REST
浏览器
• 正射校正 • 温度反演 • ……
移动端
国产GF-1卫星影像预处理流程
• 数据处理步骤多 • 大量数据 • 批量处理
多光谱图像 自动解压 全色图像 自动解压
正射校正
正射校正
图像融合
图像镶嵌
处理结果
国产GF-1卫星影像预处理测试环境
• 计算机环境（单个DELL工作站）
• CPU：2个8核，2.4主频 • 内存：8G • 硬盘：1.9T，15000转硬盘
数 据 层
基 础 设 施 层
数据服务
SOA
遥感处理功能 服务 成果应用服务
算法库 组件库
遥感分析模型 服务
管 理 规 定
遥感影像数据库
高程数据库
控制点数据库
地图数据库
集群环境
云计算环境
应用集群
存储系统
主机系统
网络系统
百度文库
系统软件
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图像分析能力
• 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
桌面端 影像 Web应用 移动 模型 服务器
其他
灵活的遥感服务开发
• 以高分一号数据预处理为例
调用ENVI Tasks实现GF1数据处理
服务器
影像处理
以Services方式提供影像处理工具
遥感大数据平台总体框架
• 基于SOA架构
应 用 层
桌面应用 城市管理 国土资源 Web客户端 地质、矿产 水利、海洋 国防情报 气象、环境 移动客户端 农业、林业 交通、救灾
• 支持多平台部署
• 可扩展性 • 支持多应用端
标 服 务 准 层 规 范
主要内容
遥感大数据背景
遥感大数据平台方案 典型应用案例
遥感大数据背景
从卫星发展看遥感大数据
过去5年，年平均12颗遥感卫星发射 未来5年，年平均25颗遥感卫星发射
传统遥感影像处理和分析的局限性
专业性强
操作繁琐
很难做到实时性
结果让人纠结
专家系统
… …
很长时间里，遥感应用还停留在桌面
• 正射校正 • 转换为BIL
全色图像
• 正射校正
• 图像融合
多光谱图像
融合结果
程序开发：流程化高分一号数据预处理工具
发布服务：流程化高分一号数据预处理工具
• IDL或Web控制台
客户端使用
• ArcGIS for Desktop、ENVI以及基于IDL开发的客户端 • Web客户端
• HTML5、JavaScript 、Flex 及Silverlight等 • ArcGIS API for JavaScript 、ArcGIS API for Flex 及ArcGIS API for Silverlight等
发布 ENVI Services Engine 服务
使用 ENVI Services Engine 服务
全新的二次开发模式：ENVI Tasks
• ENVI Tasks开发模式
“真正的”面向对象
程序开发：流程化高分一号数据预处理工具
ENVINNDiffusePanSharpeningTask ENVIRPCOrthorectificationTask
• 计算机硬件
• GPU • 并行、多线程计算
• 程序开发
• 图像算法 • 遥感模型
遥感大数据平台方案
遥感系统的发展
桌面系统 定制系统
云服务
Web系统
企业级服务器遥感平台
新一代企业级&云平台服务器遥感技术
网页 桌面
桌面
网页
移动
移动
提供：
• 在线影像数据
提供：
• 在线影像数据 • 在线影像处理
数据服务器
在线体验HICO图像处理系统
在线体验网址：http://hyspeedgeo.com/HICO/
在线体验HICO图像处理系统
在线体验网址：http://hyspeedgeo.com/HICO/
在线体验HICO图像处理系统
在线体验网址：http://hyspeedgeo.com/HICO/
主要实现的模型
• • • • • 叶绿素含量 游浮植物 有色可溶性有机物 水深测量 …
图像处理工作流
• 使用工作流方式实现算法，即按照处理顺序明确相关的接口
陆地/云掩膜 HICO数据 Chl算法 图像差值
3-Band
Chl_OC4 = OC4 叶绿素浓度(mg/m3) Chl_OCI = OCI 叶绿素浓度(mg/m3) Chl_d diff = 叶绿素浓度差值(mg/m3)
13.36G
4对标准景GF1数据总共处理时间为：18分24秒。
HICO图像处理系统
• 基于云框架，具有在线、按需和可拓展的遥感图像 处理能力 • 在线获取水质、水深和水生栖息地特征等信息 • 数据源：超光谱成像仪(Hyperspectral Imager for Coastal Ocean,HICO) • 由空间科学促进中心(CASIS: Center for the Advancement of Science in Space)赞助 • HySpeed Computing公司与Exelis VIS公司(ENVI 原厂商)合作开发
遥感大数据需要解决的问题
• 遥感大数据特点
– 数据量大
数据存储、 管理、分享 云存储 信息挖掘、 应用 基于像素
高效预处理
– 更新频率快
– 信息丰富 – …
GPU
储存模型
并行计算
基于对象
互联网
算法改进
定量反演
…
…
…
遥感大数据平台技术需求
• 互联网
• 基于SOA架构
• 支持云计算环境 • 多客户端
• 软件环境
• 操作系统：Linux • ENVI Services Engine5.2，4 Works
国产GF-1数据预处理测试结果
• 数据：4对标准景高分PMS数据，即4景8米多光谱图像， 4景2米全色图像。
处理
解压缩
时间
1分05秒
结果数据量大小
3.40G 4.08G 14.38G
正射校正（无控制点） 4分20秒 图像融合（NND方法） 4分52秒 图像镶嵌 8分07秒
HTML5
JavaScript
Flex
Silverlight
REST
ENVI Services Engine
ENVI Services Engine应用：在线处理与分析
演示系统软件框架
应用端 JavaScript界面
应用开发
应用 程序
高性能处理环境
ENVI Services Engine处理器 集群计算处理器 HTTP REST
浏览器
• 正射校正 • 温度反演 • ……
移动端
国产GF-1卫星影像预处理流程
• 数据处理步骤多 • 大量数据 • 批量处理
多光谱图像 自动解压 全色图像 自动解压
正射校正
正射校正
图像融合
图像镶嵌
处理结果
国产GF-1卫星影像预处理测试环境
• 计算机环境（单个DELL工作站）
• CPU：2个8核，2.4主频 • 内存：8G • 硬盘：1.9T，15000转硬盘
数 据 层
基 础 设 施 层
数据服务
SOA
遥感处理功能 服务 成果应用服务
算法库 组件库
遥感分析模型 服务
管 理 规 定
遥感影像数据库
高程数据库
控制点数据库
地图数据库
集群环境
云计算环境
应用集群
存储系统
主机系统
网络系统
百度文库
系统软件
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图像分析能力
• 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
桌面端 影像 Web应用 移动 模型 服务器
其他
灵活的遥感服务开发
• 以高分一号数据预处理为例
调用ENVI Tasks实现GF1数据处理
服务器
影像处理
以Services方式提供影像处理工具
遥感大数据平台总体框架
• 基于SOA架构
应 用 层
桌面应用 城市管理 国土资源 Web客户端 地质、矿产 水利、海洋 国防情报 气象、环境 移动客户端 农业、林业 交通、救灾
• 支持多平台部署
• 可扩展性 • 支持多应用端
标 服 务 准 层 规 范