遙感衛星數據共享服務平臺：數據服務終端

項目背景

       中國-東盟遙感衛星數據共享服務平臺是在中國科技部的支持下，依託中國遙感衛星數據資源，創建遙感衛星數據共享服務平臺，使東盟各國可使用我國的遙感衛星數據資源支持社會經濟發展，促進中國-東盟的航天科技合做和發展。平臺包含北京數據中心、新加坡接收站、數據共享服務三個部分，分別完成數據處理和歸檔、數據接收、數據服務三大功能。數據服務終端是平臺實現向東盟地區提供遙感數據服務的重要組成部分，共包括數據獲取、數據處理、數據應用和數據管理四大功能。 

      2014年8月，中國資源衛星應用中心已經分別在緬甸曼德勒大學和泰國地理信息空間技術局完成了終端的部署和交付，平臺開始試運行，並提供數據服務。其中，泰國地理信息空間技術局已經開始將終端應用於泰國東南地區的洪災監測應用中。平臺將於2015年9月，正式投入運行，向東盟地區提供中國遙感衛星數據服務。

       本平臺做爲CBERS系列衛星數據共享服務平臺（東盟）項目的數據服務分系統的一個主要部分，即：數據應用終端。該終端向東盟各國提供東盟地區的CBERS系列衛星數據，包括快速、可靠和安全的CBERS系列衛星數據統一檢索、瀏覽、訂購下載、軌道預報和衛星成像請求等服務；同時結合東盟各國的國土資源、農業、林業、水利、土地資源等行業需求，爲東盟各國提供數據如何應用在典型行業的數據應用,例如:災害監測分析、植被分析、土地資源分析、圖像裁剪、拼接、融合等；使東盟各國共享中國的航天科技成果，共同促進亞太地區的科技進步與經濟繁榮，促進我國航天技術進一步走向世界。 

      本項目榮獲"2014年度Esri最佳應用獎"。

圖：平臺啓動大會

系統設計與架構

 1. 技術架構

      本軟件自下而上而共分爲數據層、服務層、業務成、展示層、遠程服務器五部分，其中： 

• 數據層爲系統數據管理和數據處理的基礎，包括本地存儲的原始、處理後數據、分析後數據、基礎地理數據等。這些數據是數據顯示、管理和處理的對象，來自於系統本地自帶資源、用戶處理過程當中產生的臨時資源以及遠程數據服務系統提供的數據和消息。
• 服務層有核心框架組成。核心框架是基於SOA的統一服務框架，框架包括基礎地理信息平臺、系統管理框架、二次開發接口、外部服務接口組成。支持ArcEngine、ENVI/IDL接口、UI控制、語言包、任務調度、外部服務接口等等系統運行所須要基本組件和模塊。是整個服務終端系統應用開發的基礎。
• 業務層包括了面向用戶需求的功能層。這些業務單元按照必定的功能類別劃分爲相關的功能模塊。每個模塊單元都是一套功能相對獨立，又能夠經過接口相互通訊的小系統。應用層是對系統的應用總體歸納，主要分爲數據管理、數據處理、災害監測、植被分析、空間與地形分析、土地資源管理和專題製圖。這些子功能塊分別實現矢柵數據交互式操做和顯示、本地數據和遠程數據的客戶端管理、數據業務流程化處理和數據成果專題製圖等功能。

      系統總體框架以下圖所示：

圖：系統技術構架

2. 數據流程

      本軟件的工做流程有兩個主要流程：數據管理流程和數據應用流程以下圖所示。

 

圖：數據管理流程

 

      數據管理流程經過GUI人機界面與用戶交互，在用戶操做的驅動下，經過數據管理模塊對CBERS系列衛星檢索、查詢、訂單和下載，並對CBERS系列採集計劃、軌道預報進行查看，獲取服務系統消息。對應下載和系統中處理的數據用標準化文件結構進行管理。並對系統中產生的數據進行成果共享。

 

圖：數據應用流程

 

      同時用戶能夠經過預處理模塊，獲取相關遙感柵格數據和矢量數據並對其進行預處理，預處理後的數據進入專業處理部分進行專業處理，處理後的數據進入專題產品製做模塊進行專題製圖和輸出。

系統功能介紹

1. 系統主界面

      系統提供基於金字塔分層調度機制的二維可視化環境，提供符合操做習慣的影像瀏覽工具欄，提供圖層管理工具，便於用於對多種數據的對比查看和分析。主界面右側提供摺疊方式的側邊工具欄，以更小的空間佔用，提供更多的處理功能，具備容量大、直觀、快速進入的優勢。

圖：基於金字塔分層調度的二維可視化界面（英文）

圖：系統中文界面

2. 數據中心

      數據查詢提供用戶根據地理範圍、產品ID、生產時間等條件對數據進行過濾。數據查詢界面以下圖所示：

圖：數據查詢界面

      採集計劃提供對產品進行預先採集的計劃的申請，用戶經過向服務器端提交採集計劃申請單實現預先採集請求的提交。採集計劃界面以下圖所示。

圖：採集計劃申請

3. 數據處理

      系統提供了多種數據處理工具，可以知足複雜的遙感數據處理需求。

• 大氣校訂

      系統提供了基於6S模型的大氣校訂工具，可以實現不一樣傳感器、不一樣地理位置、不一樣大氣環境的影像大氣校訂。

圖：大氣校訂界面

 

• 幾何校訂

      系統提供了強大的幾何校訂工具。在界面上，用戶既能夠手動選取同名點，也能夠利用自帶的匹配功能自動尋找同名點。軟件提供了多種幾何校訂模型，可以知足不一樣業務數據的幾何校訂需求。

圖：幾何校訂界面

 

• 圖像融合

      系統提供了PCA、HSV、GS三種數據融合方法。

圖：GS融合界面

 

• ROI工具

      系統實現了相似ENVI遙感軟件的ROI工具，可以使用戶方便的選區感興趣區並進行ROI區域顏色、名稱等的設定。

圖：ROI工具界面

 

• 波段運算

      在科學研究中，一般須要對一幅或多幅影像數據進行簡單的數學運算，但複雜的計算機編程帶來的巨大工做量和難度很難知足科研人員的需求。波段運算單元提供簡單的操做界面，經過用戶輸入的數學運算公式和公式中參數對應的波段，就能夠快速生成計算結果，知足科學研究中的快速、高效、多樣化需求。

圖：波段運算界面

 

• 分類工具

      系統提供了多種分類工具，可以知足不一樣數據的分類需求。其中，監督分類包括馬氏距離分類、最小距離分類和最大似然分類；非監督分類包括ISOData分類和K-Means分類。

圖：馬氏距離分類界面

 

4. 災害監測

• 洪水監測

      系統提供了嚮導式的災害監測界面，可以引導用戶完成複雜的監測任務。

圖：洪水監測嚮導界面

• 火災監測

      系統提供了嚮導式的災害監測界面，可以引導用戶完成複雜的監測任務。

圖：火災監測嚮導界面

• 乾旱監測

      系統提供了多種乾旱監測方法，可以知足不一樣的科研任務需求。

圖：TCI和TVDI植被指數計算界面

• 滑坡分析

      滑坡分析提供滑坡孕災因子的信息量計算和滑坡危險性分析。提供5種孕災因子的信息量計算：坡度、岩石類型、地震帶、地形起伏度、活動斷裂帶等因子。

圖：滑坡分析界面

5. 空間分析

      在空間分析模塊，支持坡向提取、坡度提取、等高線提取和三維顯示。以下圖爲坡度提取界面。

圖：坡度計算界面

      系統爲用戶提供影像的三維顯示功能。用戶輸入DEM和對應的柵格數據。就能夠以三維的形式查看數據。得到有用空間分佈信息。在Auto Rotate設置三維場景的自動旋轉。並能夠在Rotate Speed中設置旋轉速度。

圖：三維瀏覽界面

6. 土地資源提取

      此功能模塊提供土地資源提取、非法土地利用監測和土地資源變化檢測。

• 土地資源提取

      提供快捷的土地資源提取工具。提取結果以下圖所示。

圖：土地資源提取步驟三界面

• 非法土地利用監測

      非法土地利用監測用於對目前關注土地資源利用是否被非法佔用進行監控。

圖：非法土地利用監測界面

• 土地資源變化監測

      利用兩個時相的數據對土地利用變化進行檢測。

圖：土地資源變化監測界面

6. 製圖工具

      系統提供了通用的製圖工具，可以將全部的分析結果和各類專題信息在某種介質上以地圖的形式輸出並保存在計算機中。

圖：製圖工具