多源遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境知識(shí)講解

多源遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境

目錄一

二遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)三多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境2國(guó)家與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略需求4一、國(guó)家與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略需求通過與近60個(gè)國(guó)家、40多億人口建立廣泛的溝通和協(xié)作機(jī)制，有助于中國(guó)獲得外部資源，同時(shí)也可以幫助中國(guó)商品、資本和適用性技術(shù)的輸出。2013年10月，習(xí)近平在出席APEC領(lǐng)導(dǎo)人非正式會(huì)議期間提出了中國(guó)愿同東盟國(guó)家加強(qiáng)海上合作，共同建設(shè)“21世紀(jì)海上絲綢之路”的倡議。5一、國(guó)家與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略需求《國(guó)家地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2014-2020年）>》(發(fā)改地區(qū)[2014]1654號(hào))規(guī)劃強(qiáng)調(diào)到2020年，……，形成一批具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)和較好成長(zhǎng)性的創(chuàng)新型中小企業(yè)，擁有一批具有國(guó)際影響力的自主知名品牌。產(chǎn)業(yè)保持年均20%以上的增長(zhǎng)速度，……廣東區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略：海洋發(fā)展戰(zhàn)略、廣東自貿(mào)區(qū)，區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整……戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)（高端裝備制造業(yè)）：……，衛(wèi)星及其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展，……這么多需求怎么響應(yīng)？

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二遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)三多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境6國(guó)家與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略需求“要”發(fā)展衛(wèi)星應(yīng)用作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的主要代表和重要力量之一，將對(duì)其他行業(yè)的發(fā)展有重要的引領(lǐng)性，將帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，為航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的政策環(huán)境。對(duì)于促進(jìn)行業(yè)和區(qū)域發(fā)展，維護(hù)國(guó)家安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要性。

“能”發(fā)展衛(wèi)星研制生產(chǎn)已形成系列化，高分對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)正在建設(shè)，航天遙感正實(shí)現(xiàn)從試驗(yàn)應(yīng)用型向業(yè)務(wù)服務(wù)型轉(zhuǎn)變，衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)有巨大的可行性?！翱臁卑l(fā)展我國(guó)自身遙感衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展具有迫切性。國(guó)內(nèi)各層次用戶需求強(qiáng)烈，國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)雙激烈，面對(duì)國(guó)際、國(guó)內(nèi)2個(gè)市場(chǎng)，我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用快速產(chǎn)業(yè)化迫在眉睫。7二、遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)

衛(wèi)星遙感信息已成為不可或缺的戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)資源未來5-10年自主遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)呈爆炸性增長(zhǎng)遙感衛(wèi)星獲取的高分辨率數(shù)據(jù)在應(yīng)用領(lǐng)域的作用亟待發(fā)揮遙感衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)蘊(yùn)藏著巨大的跨越式發(fā)展機(jī)遇提升遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理、信息提取、應(yīng)用轉(zhuǎn)化能力，解決自主共性關(guān)鍵技術(shù)、降低遙感應(yīng)用門檻，形成自主遙感衛(wèi)星應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化信息產(chǎn)業(yè)鏈。國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃20個(gè)專題有9個(gè)急需遙感信息全球100余顆在軌,十一五中國(guó)75顆每顆衛(wèi)星在軌一天約耗費(fèi)100萬16個(gè)重大專項(xiàng)有2個(gè)涉及遙感高分專項(xiàng)預(yù)計(jì)發(fā)射7顆衛(wèi)星8二、遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)100顆衛(wèi)星怎么用？99問題的提出服務(wù)需求規(guī)劃決策、商務(wù)應(yīng)用、出行參考，……理論突破大數(shù)據(jù)、層級(jí)理論、定量遙感，……技術(shù)進(jìn)步衛(wèi)星制造、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息挖掘，……產(chǎn)業(yè)發(fā)展RS+GIS+GPS+LBS，……單星為百應(yīng)用服務(wù)百星為單應(yīng)用服務(wù)百計(jì)算機(jī)為單用戶服務(wù)單計(jì)算機(jī)為百用戶服務(wù)二、遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)定自有標(biāo)準(zhǔn)研制自主遙感衛(wèi)星應(yīng)用數(shù)據(jù)產(chǎn)品與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)支持標(biāo)準(zhǔn)貫徹的自主工具軟件產(chǎn)品建設(shè)自主標(biāo)準(zhǔn)研制與宣貫技術(shù)支撐系統(tǒng)成自主體系衛(wèi)星遙感信息獲取技術(shù)體系衛(wèi)星遙感信息處理與加工技術(shù)體系衛(wèi)星遙感應(yīng)用分析模型體系衛(wèi)星遙感信息質(zhì)量體系衛(wèi)星遙感信息典型應(yīng)用示范體系10產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)二、遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)建自主平臺(tái)建立自主開放式網(wǎng)絡(luò)化工作平臺(tái)建立自主衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收處理驗(yàn)證平臺(tái)、信息產(chǎn)品驗(yàn)證平臺(tái)、業(yè)務(wù)化應(yīng)用效能驗(yàn)證平臺(tái)、真實(shí)性檢驗(yàn)平臺(tái)設(shè)自有基地衛(wèi)星遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化共性自主核心技術(shù)研發(fā)基地衛(wèi)星遙感應(yīng)用自主技術(shù)成果轉(zhuǎn)化基地衛(wèi)星遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化人才培養(yǎng)基地11二、遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)

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二遙感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展重點(diǎn)三多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境12國(guó)家與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略需求13基于瓦片數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大數(shù)據(jù)處理流程是整個(gè)數(shù)據(jù)與信息產(chǎn)品集成共享工具的支撐，為數(shù)據(jù)與信息產(chǎn)品集成共享提供文檔、數(shù)據(jù)、模型算法、工具、軟件模塊等資源的集成與共享分發(fā)，支持模型算法、軟件工具的集成測(cè)試?；A(chǔ)大平臺(tái)處理流程三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境14基礎(chǔ)大平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)以流程標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用處理系統(tǒng)預(yù)處理定量遙感產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用分析系統(tǒng)特征分析與分類制圖簡(jiǎn)報(bào)與發(fā)布三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境15

采用了自主設(shè)計(jì)的遙感數(shù)據(jù)空間分辨率層級(jí)體系，將遙感衛(wèi)星采樣尺寸、地表經(jīng)緯網(wǎng)格、比例尺標(biāo)準(zhǔn)有效的進(jìn)行了統(tǒng)一，以整形數(shù)切分原則，為定量遙感應(yīng)用提供了精度保障。規(guī)格化空間分辨率層級(jí)體系層數(shù)級(jí)別分割間隔（度）像元大小（度)赤道處瓦片大?。╧m）空間分辨率等級(jí)對(duì)應(yīng)基本比例尺65F500.055566.115Km

E250.0252783.052.5Km

D100.011113.221Km

4C50.005556.61500m

B2.50.002278.31250m

A10.0001111.32100m1:1,000,000

390.50.5×10-355.6650m1:500,00080.250.2×10-327.8325m1:200,00070.110-411.1310m1:100,000

260.050.5×10-45.575m1:50,00050.0250.2×10-42.782.5m1:25,00040.0110-51.111m1:10,000

130.0050.5×10-50.560.5m1:5,00020.00250.2×10-50.280.25m1:2,00010.00110-60.110.1m1:1,0000發(fā)明專利：“一種基于經(jīng)緯網(wǎng)格的數(shù)據(jù)分級(jí)組織方法”專利授權(quán)號(hào)ZL201010241105.8大數(shù)據(jù)組織管理-遙感數(shù)據(jù)組織標(biāo)準(zhǔn)化三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境16

自主瓦片云存儲(chǔ)平臺(tái)是針對(duì)遙感大數(shù)據(jù)處理特定，面向瓦片數(shù)據(jù)，自主研發(fā)的高效云存儲(chǔ)平臺(tái)，包括一整套全新的數(shù)據(jù)組織模型、存儲(chǔ)模式、處理模式、應(yīng)用模式、管控模型等技術(shù)，具備海量數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)、并發(fā)快速計(jì)算檢索、數(shù)據(jù)直接尋址等特點(diǎn)。大數(shù)據(jù)組織管理-瓦片自主云存儲(chǔ)三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境17設(shè)計(jì)了面向高分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的自定義GFF數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)以圖層形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。二維碼圖層作為數(shù)據(jù)信息（如處理過程、太陽(yáng)位置、定標(biāo)系數(shù)、定量產(chǎn)品等）的載體。專題產(chǎn)品GFF格式立體結(jié)構(gòu)示意三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境GF數(shù)據(jù)格式18服務(wù)支撐環(huán)境針對(duì)高分應(yīng)用共性技術(shù)推廣服務(wù)適配的硬件服務(wù)架構(gòu)“小巨人”一體機(jī)通信立方體計(jì)算立方體存儲(chǔ)立方體三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境19三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境預(yù)處理GF1數(shù)據(jù)處理與服務(wù)：在線服務(wù)支持100個(gè)以上的用戶；準(zhǔn)數(shù)據(jù)獲取能力每10平方公里<1分鐘；標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析處理能力每10平方公里<5分鐘性能測(cè)試20預(yù)處理工具預(yù)處理是將原始數(shù)據(jù)“切割”成GFF標(biāo)準(zhǔn)“景”的工具。在預(yù)處理過程中，考慮影像整體幾何、輻射特性，將其離散到每一個(gè)瓦片，使瓦片保留原始影像中的幾何、輻射特征，為后面的反演、產(chǎn)品生產(chǎn)提供必要參數(shù)。預(yù)處理包括四個(gè)步驟：云檢測(cè)、幾何校正、大氣校正、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。由于是針對(duì)原始影像的操作，為了提高處理效率，在充分分析算法模塊的基礎(chǔ)上，對(duì)原本算法進(jìn)行了GPU加速優(yōu)化。三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境環(huán)境詳情21

大區(qū)域多要素定量化遙感大數(shù)據(jù)處理具有任務(wù)復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，需要通過集群環(huán)境實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算，滿足遙感大數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的高時(shí)效性需求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)并行和任務(wù)并行相融合的自適應(yīng)并行處理機(jī)制。圖1任務(wù)并行處理流程圖2數(shù)據(jù)并行處理流程運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼河?jì)算--工具箱與智能調(diào)度三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境環(huán)境詳情22面向五層十五級(jí)遙感標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，通過整合計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、服務(wù)資源，以標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)本地處理、產(chǎn)品本地存儲(chǔ)、獨(dú)立服務(wù)等方法，最大限度降低對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)的I/O傳輸，更充分地利用了存儲(chǔ)服務(wù)器的計(jì)算資源、計(jì)算服務(wù)器的存儲(chǔ)資源，從而提高平臺(tái)整體處理時(shí)效。集群計(jì)算--計(jì)算存儲(chǔ)一體化架構(gòu)三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境環(huán)境詳情23人工驅(qū)動(dòng)模式人工方式選擇數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)及發(fā)布數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式自動(dòng)化處理直接推送的數(shù)據(jù)。訂單驅(qū)動(dòng)模式根據(jù)用戶所下訂單處理數(shù)據(jù)。程序驅(qū)動(dòng)模式將生產(chǎn)的過程信息及參數(shù)信息存入二維碼，系統(tǒng)可根據(jù)二維碼記錄遙感產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的處理步驟和參數(shù)，通過類語言引擎自動(dòng)解譯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)重復(fù)產(chǎn)品生產(chǎn)過程；另一方面也可直接通過編程方式借助類語言引擎完成生產(chǎn)過程的重組。三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境集群計(jì)算—多模式系統(tǒng)復(fù)合驅(qū)動(dòng)環(huán)境詳情24層級(jí)分類操作流程綜合數(shù)據(jù)庫(kù)瓦片數(shù)據(jù)立方體分類工具分類工具分類工具基于瓦片的協(xié)同分類基于瓦片的協(xié)同標(biāo)繪瓦片匯總的線畫圖…………簡(jiǎn)報(bào)應(yīng)用分析三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境環(huán)境詳情25應(yīng)用處理系統(tǒng)提供基于用戶需求、靈活的規(guī)模化生產(chǎn)平臺(tái)解決方案。為用戶提供完備的應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)線，涵蓋從數(shù)據(jù)整理、加工、到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品發(fā)布的全套自動(dòng)化處理流程。在為用戶提供高質(zhì)量和高精度的處理服務(wù)同時(shí)，更滿足高生產(chǎn)效率的要求。遙感所研發(fā)的應(yīng)用處理系統(tǒng)按照處理規(guī)模分為基本版、增強(qiáng)版和企業(yè)版?；景妫盒枰?個(gè)崗位以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，整編生產(chǎn)崗位1個(gè)，數(shù)據(jù)庫(kù)與服務(wù)崗位1個(gè)，生產(chǎn)線與分類崗位1個(gè)。增強(qiáng)版：需要10個(gè)崗位以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，整編生產(chǎn)崗位3個(gè)，數(shù)據(jù)庫(kù)與服務(wù)崗位2個(gè)，生產(chǎn)線與分類崗位5個(gè)。企業(yè)版：需要30個(gè)崗位以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，整編生產(chǎn)崗位10個(gè)，數(shù)據(jù)庫(kù)與服務(wù)崗位5個(gè)，生產(chǎn)線與分類崗位15個(gè)。基本版應(yīng)用處理系統(tǒng)（崗位數(shù)為三人版）增強(qiáng)版應(yīng)用處理系統(tǒng)（崗位數(shù)為十人版）企業(yè)版應(yīng)用處理系統(tǒng)（崗位數(shù)為百人版）通訊立方體計(jì)算立方體存儲(chǔ)立方體形成了面向共享服務(wù)的一體化平臺(tái)三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境26三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境專題應(yīng)用系統(tǒng)具有從仿真分析，數(shù)據(jù)管理，快速處理，信息提取，決策支持的技術(shù)儲(chǔ)備與工具產(chǎn)品。27三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境專題應(yīng)用系統(tǒng)——農(nóng)業(yè)應(yīng)用南方早稻遙感識(shí)別與面積信息提取利用2013年6月19日單時(shí)相GF-1衛(wèi)星8m影像識(shí)別湖南省北部主產(chǎn)區(qū)早稻面積GF-1PMS2一季稻早稻水體GF1_PMS2_20130619農(nóng)作物面積測(cè)算分析農(nóng)作物分類農(nóng)作物估產(chǎn)農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測(cè)與分析……產(chǎn)品列表28三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境專題應(yīng)用系統(tǒng)——環(huán)保應(yīng)用礦區(qū)固體廢棄污染源分布區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)與分析區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與分析區(qū)域生態(tài)環(huán)境人類脅迫監(jiān)測(cè)與分析城市綠地生態(tài)特征監(jiān)測(cè)與分析分析城市濕地生態(tài)特征監(jiān)測(cè)與分析城市熱島效應(yīng)監(jiān)測(cè)與分析水域識(shí)別水域污染識(shí)別與分析流域演變分析河流泥沙含量識(shí)別分析河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)大氣污染氣體監(jiān)測(cè)……產(chǎn)品列表29三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境專題應(yīng)用系統(tǒng)——林業(yè)應(yīng)用森林面積測(cè)算分析植被樹種分析森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)與分析森林生物量監(jiān)測(cè)森林病蟲害監(jiān)測(cè)與分析……產(chǎn)品列表30三、多源衛(wèi)星遙感衛(wèi)星產(chǎn)品集群處理環(huán)境專題應(yīng)用系統(tǒng)——國(guó)土應(yīng)用分類體系：城鎮(zhèn)村及工礦用地、耕地、交通用地、園林地、水域土地利用現(xiàn)狀解譯礦產(chǎn)調(diào)查滑坡監(jiān)測(cè)泥石流檢測(cè)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)新增建設(shè)用地監(jiān)測(cè)土地利