基于GXL的影像生产管理系统设计与应用

王 伟，杨海明，向 娟

（1.国家测绘地理信息局重庆测绘院，重庆 400015）

基于GXL的影像生产管理系统设计与应用

王 伟1，杨海明1，向 娟1

（1.国家测绘地理信息局重庆测绘院，重庆 400015）

根据GXL影像生产全生命周期管理原理，利用其提供的网络服务接口，设计和实现了基于GXL的影像生产管理系统，并通过实例证明了该系统的实用性和高效性。该系统不仅重构和优化了GXL已有的影像生产工作流程，还集成了影像数据管理系统，增加了对处理节点的动态监控和异常状态的智能处理。

影像生产；GXL；应用

近年来，随着计算机技术﹑航空航天遥感技术的不断发展，遥感影像数据类型日益丰富。遥感影像数据具有高空间分辨率﹑高光谱分辨率和高时间采集频率等特点，随着各种类型卫星的发射，需要管理和处理的遥感影像数据量呈几何级增长[1-3]。如何存储﹑组织﹑管理和使用这些海量多源遥感卫星影像，提高销售和生产数据的效率是目前迫切需要解决的问题。为了有效解决贯穿整个影像生命周期的海量影像的管理和生产，本文基于GXL二次开发技术设计并实现了影像生产管理系统。该系统对影像生命周期中的数据获取﹑存储﹑生产﹑深加工﹑产品分发等环节进行有机整合，在方便管理影像及其相关数据的同时，使数据能无缝出入影像生产的各个环节。

1 GXL二次开发技术介绍

GXL是加拿大PCI公司针对海量影像自动化生产而提出的新一代解决方案，主要用于海量航空影像和卫星影像的高速自动化生产。GXL将GPU强大的处理能力和PCI自动化技术集成在一起，同时支持并行处理与分布式处理，使得影像处理可同时通过软件和硬件加速，得到拥有高效处理能力的集成系统[4-8]。

JPS技术将GXL生产作业工作流指派到各单独的处理服务器上进行运行，实现了分布式的数据处理。在整个系统中，JPS 可链接到多台处理服务器上，但JPS只负责协调各服务器的资源利用而并非对其进行管理。JPS能根据各服务器的处理能力有效地进行负载均衡调整。GXL不仅内置了基于浏览器的JPS管理器，还提供了JPS Web Service二次开发接口。这些接口支持对GXL后台数据库提交作业﹑监控作业状态﹑搜索特定作业﹑查看作业日志等功能，可实现对GXL的二 次开发与集成，如图1所示。

图1 GXL二次开发接口图

2 系统结构与功能设计

2.1 系统结构

基于GXL的影像生产管理系统包括基础管理子系统﹑数据管理子系统﹑数据查询子系统和生产过程管理子系统4个部分，贯穿影像数据生产和管理的全生命周期，如图2所示。

2.2 基础管理子系统

基础管理子系统为系统的通用功能，包括系统管理﹑用户管理﹑权限管理﹑日志管理和参数管理等。系统管理包括系统配置管理﹑版本管理﹑备份管理等功能；用户管理包括对用户的增删改查﹑具体用户相关信息的配置等功能；权限管理包括系统权限管理和用户权限管理，支持对权限的增删改查，其中系统权限管理又包括系统用户权限管理和系统管理员权限管理，系统用户权限管理又包括多种用户角色，如数据经理﹑数据库管理员﹑数据生产经理﹑数据生产工程师﹑质量审核经理﹑质量审核员﹑普通用户等；日志管理包括对后台日志﹑用户登录退出日志﹑用户各种操作日志等相关日志的管理和查询；参数管理包括对与系统部署和配置相关的各方面参数的管理。

图2 系统结构图

2.3 数据管理与数据查询子系统

数据管理子系统主要分为数据管理﹑数据权限管理和数据上传下载3类功能。其中，数据管理功能是对影像及其相关数据进行统一管理，包括原始数据管理﹑参考数据管理﹑DEM数据管理﹑矢量数据管理﹑控制点数据管理﹑中间数据管理﹑成果数据管理等；数据权限管理功能是对数据集以及数据空间访问权限的控制，支持对授权的增删改查，用户只能访问授权区域的授权数据集；数据上传下载功能负责自动分配空间和任务位置，支持对上传下载任务内容﹑进度﹑状态﹑日志等的查询。

数据查询子系统是数据管理子系统的一个子集，主要负责数据查询功能，包括属性查询﹑图形查询﹑查询结果筛选﹑数据分发等功能。其中，属性查询功能支持对产品级别﹑传感器﹑摄影日期﹑Path Row范围﹑产品名称﹑轨道号﹑云盖﹑雪盖﹑入射角等多种属性的查询；图形查询功能支持对坐标点﹑矩形﹑多边形范围的查询；查询结果筛选包括多选﹑反选﹑动态筛选﹑选中高亮﹑只显示勾选项等多种功能。

2.4 生产过程管理子系统

生产过程管理子系统主要包括节点管理﹑生产流程定义﹑生产状态查看﹑生产流程控制等功能。节点管理是对GXL作业服务节点进行管理，实现状态查看和节点维护功能，包括节点信息列表显示﹑节点增加﹑节点删除﹑节点状态信息查询﹑节点修改﹑节点查询﹑节点状态监控﹑节点异常自动处理和宕机自动恢复等。生产流程定义是用户配置并创建指定类型GXL作业，参数配置包括节点状态定义﹑任务完成定义﹑质量定义等；生产过程中，对于参数不达标（不符合定义描述）的任务，系统将自动停止或重启生产流程。生产状态查看是指在系统中提供便捷的信息查看功能，可随时查看当前生产状态的各种信息，包括查看任务类型及参数信息﹑任务状态﹑任务执行日志﹑完成情况等相关内容。生产流程控制包括参数管理及配置，任务计划的安排启动，任务的停止﹑取消﹑重启以及配置任务启动的先后顺序等。

3 系统应用

基础管理子系统﹑数据管理子系统和数据查询子系统将GXL集成到数据管理系统中，在方便管理影像及其相关数据的同时，使数据能无缝接入GXL影像生产的各个环节，以缩短GXL影像生产的前期准备时间；同时GXL生产完成的成果数据可便捷地进行历史数据归档。生产过程管理子系统通过对JPS技术进行解构﹑重构和增强，扩展了GXL已有的功能，且在生产作业创建或完成时与其他子系统进行了一体化集成（图 3﹑ 4），大大增强了GXL的易用性，优化了影像生产的自动化流程，提高了生产效率。

图3 影像数据集管理

图4 影像数据查询与筛选

4 结 语

基于GXL的影像生产管理系统具有高可用性和高扩展性，重构和优化了GXL已有的影像生产功能，集成了影像数据管理系统，扩展了影像处理节点的动态监控和异常状态智能处理功能，并通过影像生产实例证明了其实用性和高效性。该系统可缩短GXL影像生产前期数据准备的时间，提高GXL影像生产整体效率。

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P208

B

1672-4623（2017）09-0077-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.09.024

2016-07-12。

项目来源：国家基础测绘科技计划资助项目（2016KJ0303）。

王伟，博士，工程师，主要从事地理信息系统开发应用研究。