分布式遥感影像处理技术研究与原型系统构建

黄芳++朱光兴++卢俊

摘要：在信息时代中，遥感技术有着非常重要的作用。遥感技术的快速发展给人们带来了越来越多的遥感数据，而且传输型高分辨率卫星遥感图像也引起了各国的普遍关注。随着遥感数据的增加与分辨率的提高，遥感数据的处理与分析面临着新的挑战。如何实现对遥感数据的快速、准确分析成为了当前急需解决的重要问题。分布式计算技术将是解决该问题最为有效的途径。本文从方法框架与技术实现两个方面对分布式遥感影像处理技术进行了研究。

关键词：分布式计算；遥感影像处理；原型系统

随着遥感技术的产生，遥感影像数据的存储与处理技术就成为了研究的重点内容，很多功能强大的遥感数据处理商业软件系统在市场中涌现，信息处理的智能化程度得到了很大的提高。网络时代的到来使得这些单机模式的处理软件出现了网络化的发展趋势。在网络环境之下对遥感影像数据进行处理，实现对遥感影像数据更加高效、广阔的利用已经成为了研究的主要方向。

一、遥感数据智能化处理技术的现状及发展

遥感数据处理与分析的发展阶段包括定性分析、定位分析、趋势分析、综合分析等。对遥感数据处理与分析的研究历程进行分析，主要包括以下三个发展阶段：

（一）传统的处理与分析方法

利用人工目视或者计算机图像处理等方式对遥感数据进行处理与分析属于传统的方法，希望能够通过人工或者自动实现遥感信息的增强、分类等，获得一定的地学信息。传统的遥感数据处理与分析方法在处理效率与分析精度方面都不完备。

（二）智能化的处理与分析方法

遥感数据的处理与分析在人工智能理论的基础之上开辟了智能化发展的道路。神经计算认知模型与符合逻辑推理模型是人工智能技术在遥感数据处理与分析过程中最为主要的两种应用技术。

（三）处理与分析方法的发展

在传统处理与分析方法、神经计算认知模型、知识系统等多种理论与技术的基础上，建立了遥感数据空间信息处理与分析模型，其主要的发展方向是建立一体化的空间信息综合分析系统。空间信息综合分析系统的理论与方法的基础是基于生理学的微观认知模型与基于心理学的宏观认知模型之间的相互结合。

二、遥感影像智能处理与分析方法

（一）地理信息系统（GIS）

实现遥感影像信息处理与地理信息系统的集成应用已经成为了研究的趋势。两者之间的集成关系为：遥感图像信息为地理信息系统数据库提供给了信息来源与更新手段，地理信息系统数据辅助遥感图像信息提取与分析。

（二）人工智能理论

人工智能理论主要促进了遥感图像信息处理与分析中的信息分类发展。利用人工智能技术实现遥感图像信息的自动分类是当前遥感图像信息处理研究与发展的主要趋势。

（三）多尺度遥感图像信息处理与分析

多尺度遥感图形信息分析机制的引入解决了高空间分辨率遥感图像信息的信息提取与分析问题。首先通过大尺度对遥感图像信息进行提取与分析，之后再进行小尺度方面的分析，从而形成多尺度的特征描述图像的单元集合。

三、TARIES.NET原型系统的设计与实现

（一）TARIES.NET原型系统结构

TARIES.NET原型系统是对单机模式的泰力目标识别与信息系统进行网络改造而形成的，其实现的基础是注册服务的网络处理模型。网络端图像数据模型、数据通信与传输、服务资源注册中心、节点与服务资源访问接口是TARIES.NET原型系统的功能模块。

（二）TARIES.NET原型系统的设计与实现

1.网络段图像数据模型

网络段图像数据模型（DIPM，Distributed Image Processing Model）主要的作用是管理与组织、处理数据，在整个原型系统中发挥着用户操作接口的作用，是整个系统的核心组成部分。

采用UML建模语言对网络段图像数据模型进行设计。在整个的设计过程中，网络端图像数据模型属于网络客户端数据模型，这种模型需要负责的功能是显示图像与处理结果等基本操作，需要有一定的图像基本处理功能支持。在网络段图像数据模型构建的过程中，java Applet小程序是最为合适的选择。在构建平台的客户端数据模型的过程中，JAI（java advancing Imaging）高级图形处理包为其提供了支持。

2.数据的通信与传输

对于网络环境下的分布式处理系统而言，通信机制有着非常重要的地位，是系统实现跨平台的关键因素。在TARIES.NET原型系统中，通信机制需要解决的关键问题就是图像数据的传输、参数与控制信息的通信。在TARIES.NET原型系统中采用简单对象调用协议作为通信协议，

3.服务资源注册中心

在TARIES.NET原型系统中，服务资源注册中心是其核心的组成部分，属于典型的B/S结构系统，主要的功能是用户信息、服务资源、节点服务器的管理与注册中心维护等。利用MVC构建模型与J2EE技术来对服务资源注册中心进行设计。

4.节点与服务资源访问接口

节点属于计算资源，能够为客户提供计算服务。在TARIES.NET原型系统中，通过将WEB服务器布置在节点处来对客户端请求进行接受、响应，之后通过分配功能模块实现对服务资源的访问。数据资源的保存形式大部分都是文件或者数据库记录，可以运用SOAP作为系统的传输协议。

总结

遥感数据获取技术的快速发展与进步，促进了遥感数据信息获取与处理技术的不断发展。为了能够更加高效、广阔的利用遥感图像信息，需要通过计算机与网络等技术来实现对遥感数据智能、高效的处理与分析。本文针对这种现状提出了遥感影像处理模型，在现有技术的基础之上完成了分布式遥感影像处理TARIES.NET原型系统的构建，促进了遥感影像信息的处理与分析，提高了对其的利用效率。

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