多源遥感数据管理系统研究

秦 凯，赵英俊，陆冬华，张东辉，吴文欢

（核工业北京地质研究院，遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室，北京100029）

多源遥感数据管理系统研究

秦 凯，赵英俊，陆冬华，张东辉，吴文欢

（核工业北京地质研究院，遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室，北京100029）

针对多源遥感数据管理问题进行探索研究，主要运用镶嵌数据集模型和影像与解译数据集成显示方法。基于ArcGIS和IMINT特征知识库平台，使用C#和其他编程工具进行开发，设计并实现了多源遥感数据管理系统的功能模块，可以高效、简便地管理多源遥感数据。

多源遥感数据；镶嵌数据集；IMINT特征知识库

目前，遥感技术已经进入了多平台（地面、 航空和航天）， 全谱段 （可见光、 红外、热红外和微波）提供各种遥感信息和数据（包括多源遥感影像、解译数据和基础地理数据）的新阶段，针对不同的应用需求，需要有效集成运用多种遥感传感器所提供的数据和信息来进行分析处理，而当前主流的基于RDBMS空间数据库技术［1］难以满足多源遥感数据存储和管理的需求。

关于遥感影像数据管理解决方案，先后出现过4种管理模式：文件模式、文件结合关系型数据库管理模式、全关系型数据库管理模式和面向对象的数据库管理模式［2］。遥感影像数据库经历了从文件系统到 “双数据库”系统、全关系数据库再到对象关系数据库系统的发展历程［3］。其中，面向对象的遥感影像数据库管理模式是当前解决 “如何有效提高探测数据的处理能力”的有效途径之一［4-5］。

基于传统的RDBMS和基于面向对象的组件开发建立的多源遥感数据管理系统，与传统的影像数据库不同在于可以集成显示、分析和处理影像数据与解译数据，可以有效对比分析、测量多时相遥感数据的特征参数。

1 系统技术架构

系统采用ArcGIS文件数据库存储多源遥感影像数据和基础地理数据，采用Postgre数据库存储多源遥感影像遥感解译数据；基于IMINT特征知识数据管理系统和GeoDatabase数据管理系统存储管理解译数据和影像数据及相关信息；基于ArcObject组件，使用C#语言开发了系统的客户端。系统的技术架构如图1所示。

2 系统功能模块

多源遥感数据管理系统分为多源数据存储、查询、显示、分析和管理 5个模块，系统的功能模块如图2所示。其中存储模块的多源影像数据上传功能可以将多源影像数据存储在ArcGIS文件数据库的镶嵌数据集中；基础地理数据上传功能可以将基础地理数据存储在ArcGIS文件数据库的矢量数据集中；解译数据可以存储在IMINT特征知识数据管理系统中；查询模块可以查询影像元数据、解译数据和相关基础地理数据；显示模块通过ArcGlobe控件；影像对话框和WebBrowser控件的开发可以集成显示基础地理数据；影像数据和解译数据；分析模块可以对多时相的影像数据进行对比分析；管理模块可以对以上数据进行删除、更新等操作。

基于ArcObject组件，使用C#语言开发了系统的主要功能模块，其中多源影像数据存储功能的程序开发是基于 IMosaicDataset、IRasterType、IDataSourceCrawler、IMosaicDataset Operation、IAddRastersParameters等AO组件，该模块可以将遥感影像数据存储到文件数据库的镶嵌数据集中；通过 IThumbnailBuilder组件开发，可以建立多源遥感数据的存储接口，并可以自定义多种遥感数据类型，实现多源数据的存储；基于镶嵌数据集模型及其相关组件开发了多源遥感影像数据的管理模块；利用IWorkspaceFactory、IWorkspace、IMosaicWorkspaceExtensionHelper、 IMosaic WorkspaceExtension和IMosaicDataset等AO组件，可以对镶嵌数据集中的多源遥感影像数据进行访问和管理。

3 数据结构

为实现对遥感影像数据、解译数据和基础地理数据的高效管理、提高查询速度、影像元数据逻辑上的独立性和满足不同时相数据检索的需要，基于ArcGIS 10的栅格数据模型（Mosaic Dataset），设计了多元遥感数据模型（图3），多元遥感数据结构建立了遥感影像元数据、基础地理数据、目标专题数据、影像数据和解译数据之间的联系。

多源遥感数据存储于镶嵌数据集中，镶嵌数据集由3个部分组成：栅格数据、轮廓矢量数据和解译矢量数据。

栅格数据存储的方式是：栅格数据文件保留在外部，而采用属性表来保存栅格数据的引用，其中，AMD__ART表存储 Mosaic Dataset中 存 储 的 栅 格 的 历 史 信 息 ；AMD__BND表 存 储 栅 格 的 边 界 信 息 ；AMD__CAT表存储所有的栅格数据信息；AMD__CSL 表 存 储 栅 格 单 元 信 息 ；AMD__LOG表存储所有的日志信息；还有AMD__CCA、AMD__OVR其他相关的存储表。所有的栅格数据（包括金字塔）全部都以切片（默认128×128像素）形式存储在每条记录中。

轮廓矢量数据是上载栅格数据到数据库中时自动生成的矢量数据，用于查询遥感影像范围和相关的元数据，其中元数据信息包括：分辨率（空间、光谱和时间）、图像范围信息（空间矢量数据）、 时间信息、 关键词、快视图信息、访问安全信息、数据格式和空间参照系信息等。通过轮廓矢量数据可以进行需要进行分块显示和不同分辨率多源数据的调用，提取元数据的影像生成时间，建立时间序列属性表，可以在存储遥感数据的同时，标识影像的时间，并基于时间序列表，开展多时相影像的查询工作。

解译矢量数据是与轮廓矢量数据关联的矢量数据，用于查询遥感影像解译数据、基础地理数据和目标专题数据。通过解译矢量数据结构的设计，存储了IMINT特征知识数据库中的解译文件的 ID，建立了影像数据、矢量数据与解译数据的关联。

4 结束语

提出利用ArcObject组件开发和IMINT特征知识数据管理系统相结合的方式管理多源遥感数据，在实验中发挥了很好的作用，解译数据和影像数据以及地理基础数据的集成显示，可以更好地进行遥感数据分析，有利于多时相影像数据和其解译数据的对比分析。

应用AO组件库的面向对象编程技术，建立了一种面向对象，与操作系统、机器平台无关，可以在应用程序之间互相访问对象的机制，以这种方式开发的程序更加容易进行二次开发，可以针对不同的应用开发新的功能模块。

总之，多源遥感数据模型建立了影像数据、矢量数据与解译数据的关联，数据库可以支持遥感解译数据类型，满足了存储、管理和分析大量多源遥感数据的需要。

［1］汤国安.地理信息系统设计与开发［M］.北京：科学出版社，2005:15-17.

［2］苗作化.基于ArcSDE的空间数据库管理信息系统设计与实现［J］.软件导报，2007，（17）:59-60.

［3］Worboys MF.Objected-oriented approaches to georeferenced information［J］. Int J.Geographical Information Systems，1994，8（4）:385-389.

［4］ESRICorporation.Understanding ArcSDE:ArcGIS 9［M］.［s.l.］:ESRIPress，2004:15-16.

［5］Hanssen G. Concurrency control in distributed geographical database systems［C］//Proceeding of the 9th Scandinavian Research Conference on Geographical Information Science.Espoo Kivenlahti：［s.n.］，2003:167-180.

Multi-source remote sensing datamanagement system

QIN Kai，ZHAO Ying-jun，LU Dong-hua，ZHANG Dong-Hui，WUWen-huan（National Key Laboratory of Remote Sensing Information and Image Analysis Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

In this thesis，the author explored multi-source management problems of remote sensing data.The main idea is to use the mosaic datasetmodel，and the ways of an integreted display of image and its interpretation.Based on ArcGIS and IMINT feature knowledge platform，the author used the C#and other programming tools for developmentwork，so as to design and implementmultisource remote sensing datamanagement system function module which is able to simply，conveniently and efficientlymanagemulti-source remote sensing data.

multi-source remote sensing data；mosaic dataset；IMINT feature knowledge base

V557+.3;TP311.132.4

A

1672-0636（2014）01-0045-03

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.01.008

2013-07-09；

2013-10-09

秦 凯（1981—），男，山西长治人，工程师，在读博士研究生，主要从事遥感技术方法研究与GIS系统开发。E-mail:bugs1903@sohu.com