CN105897887A - 基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***及方法，涉及遥感卫星应用领域。该***包括服务层类型判定模块、基础设施服务模块、平台服务模块和软件服务模块；服务层类型判定模块，用于根据用户发送服务请求信息的方式，确定用户选择的服务层类型；基础设施服务模块，用于利用构建的虚拟资源池为用户提供时空信息服务；平台服务模块，用于通过共享服务接口为用户提供时空信息服务；软件服务模块，用于根据用户需求通过在线应用或移动客户端APP应用为用户提供时空信息服务。本发明能有效解决用户对数据处理及应用的高时效性需求问题，满足大数据时代下越来越高的数据处理要求。

Description

基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***及方法
技术领域
本发明涉及遥感卫星数据处理技术领域，具体来讲是一种基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***及方法。
背景技术
近几年，国家已开始将卫星大数据等一批新一代的信息技术创新应用，作为实现国家新型城镇化和城市经济社会发展深度融合的重要基础。充分利用卫星大数据，并在城乡建设、社会管理、旅游交通、健康养老、现代农业、现代服务业等领域开展综合应用，能有效支撑国家新型城镇化建设，促进产业转型升级。
目前，卫星应用产业迅速兴起并保持高速增长，对导航卫星、测绘卫星及各类资源卫星数据的综合利用，自动和实时地感知现实城市中人和物的各种状态和变化，已在经济发展、城市管理和公众生活中产生了各种智能化的服务，而其背后的数据处理已经对后台服务器的需求和管理水平上也提出了新的挑战。
现有的遥感卫星数据处理***架构，如图1所示，一般由下层数据应用层、数据存储层、数据处理与分析层、上层数据应用层组成，整个***主要通过单***计算集群实现数据的处理与分析。但随着遥感卫星发射越来越密集，其载荷数据及应用多样性越来越显著，同时遥感卫星数据存储规模急速增长，尤其是针对近实时处理的遥感应用，需要处理的数据量成倍增加，用户对数据处理及应用的高时效性需求越来越强烈。而现有的遥感卫星数据处理***已无法满足大数据时代面临的新的挑战，因此，提高遥感卫星大数据的高效处理能力是一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***及方法，通过基础设施、平台服务、软件服务三层的服务能力划分，有效解决用户对数据处理及应用的高时效性需求问题，满足大数据时代下越来越高的数据处理要求。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***，包括服务层类型判定模块、基础设施服务模块、平台服务模块和软件服务模块；
所述服务层类型判定模块用于：根据用户发送服务请求信息的方式，确定用户选择的服务层类型；所述服务层类型包括基础设施服务层、平台服务层和软件服务层；
所述基础设施服务模块对应基础设施服务层，用于：通过虚拟化技术构建虚拟资源池；利用构建的虚拟资源池为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
所述平台服务模块对应平台服务层，用于：通过共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
所述软件服务模块对应软件服务层，用于：根据用户需求，通过在线应用或移动客户端APP应用为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
在上述技术方案的基础上，所述时空信息数据服务包括：网络地图服务、网络要素服务、网络覆盖服务、网络地图瓦片服务、网络地图缓存服务、目录和元数据服务；所述时空信息处理服务包括：在线制图服务、地理编码服务、地理信息实时定位服务、物联网节点定位服务、空间查询服务、空间分析服务、热点分析服务、地理数据编辑服务。
在上述技术方案的基础上，所述虚拟资源池包括虚拟机、虚拟存储资源。
在上述技术方案的基础上，所述共享服务接口包括各种服务接口和相应的地图API接口，其中，服务接口包括时空信息数据服务接口和时空信息处理服务接口。
本发明还提供一种应用上述***的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，包括以下步骤：
A、服务层类型判定模块根据用户发送服务请求信息的方式，确定用户选择的服务层类型，若服务层类型为基础设施服务层，则转入步骤B；若服务层类型为平台服务层，则转入步骤C；若服务层类型为软件服务层，则转入步骤D；
B、基础设施服务模块通过虚拟化技术构建虚拟资源池；利用构建的虚拟资源池为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
C、平台服务模块通过共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
D、软件服务模块根据服务请求信息，通过在线应用或移动客户端APP应用为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
在上述技术方案的基础上，步骤B具体包括以下步骤：基础设施服务模块通过虚拟化技术进行底层IT资源的统一整合，构建虚拟资源池；基础设施服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户所需服务是时空信息数据服务还是时空信息处理服务，若是时空信息数据服务，利用所述虚拟资源池构建GIS(Geography InformationSystem，地理信息***)服务集群，为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务；若是时空信息处理服务，利用所述虚拟资源池构建Mapreduce计算集群，为用户提供基于卫星大数据的时空信息处理服务；当遇到突发数据流量，手动进行资源调整予以应对。
在上述技术方案的基础上，所述虚拟资源池包括虚拟机、虚拟存储资源。
在上述技术方案的基础上，步骤C中所述共享服务接口包括各种服务接口和相应的地图API接口，其中，服务接口包括时空信息数据服务接口和时空信息处理服务接口；步骤C具体包括以下步骤：
平台服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户所需服务是时空信息数据服务还是时空信息处理服务，若是时空信息数据服务，向用户提供时空信息数据服务接口和相应的地图API接口，用户通过上述接口远程访问、调用时空信息数据服务；若是时空信息处理服务，则向用户提供时空信息处理服务接口和相应的地图API接口，用户通过上述接口远程访问、调用时空信息处理服务；当遇到突发数据流量，自动进行资源调整予以应对。
在上述技术方案的基础上，步骤D具体包括以下步骤：软件服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户是在线使用还是移动客户端APP使用；若是在线使用，软件服务模块通过互联网，利用浏览器向用户提供在线应用，用户通过在线应用进行在线操作和使用，从而实现时空信息数据服务和时空信息处理服务的使用；若是移动客户端APP使用，软件服务模块通过移动应用服务器端向用户提供移动客户端APP应用；通过移动客户端APP应用，为用户提供移动、分布式和随遇性的时空信息数据服务和时空信息处理服务；当遇到突发数据流量，自动进行资源调整予以应对。
在上述技术方案的基础上，所述时空信息数据服务包括：网络地图服务、网络要素服务、网络覆盖服务、网络地图瓦片服务、网络地图缓存服务、目录和元数据服务；所述时空信息处理服务包括：在线制图服务、地理编码服务、地理信息实时定位服务、物联网节点定位服务、空间查询服务、空间分析服务、热点分析服务、地理数据编辑服务。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明遥感卫星大数据处理***包括基础设施服务模块、平台服务模块和软件服务模块。其中，基础设施服务模块对应云计算平台的IaaS层，能通过虚拟化技术进行底层IT资源的统一整合，构建虚拟资源池，并利用构建的虚拟资源池为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；平台服务模块对应云计算平台的PaaS层，能通过共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；软件服务模块对应云计算平台的SaaS层，能根据用户需求在线使用或下载存放在云计算平台中的应用软件，通过应用软件为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
与现有的遥感卫星数据处理***架构相比，本发明通过基础设施、平台服务、软件服务三层的服务能力划分，有效解决了用户对数据处理及应用的高时效性需求问题，能满足大数据时代下越来越高的数据处理要求。
(2)相较现有的通过单***计算集群实现数据的处理与分析来说，本发明的基础设施服务模块能利用虚拟资源池构建GIS服务集群和Mapreduce计算集群来实现不同服务的处理，进而极大的提高了对大数据量的处理能力。
(3)本发明的平台服务模块采用共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。采用共享服务接口的方式，可有效打破现有遥感卫星***的相对封闭性，能够有效提高***的灵活性和可扩展性。
附图说明
图1是现有的遥感卫星数据处理***架构的示意图；
图2是本发明实施例中基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***的结构框图；
图3是本发明实施例中基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法的流程图；
图4是本发明实施例中步骤S3的具体流程图；
图5是本发明实施例中步骤S4的具体流程图；
图6是本发明实施例中步骤S5的具体流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图2所示，本发明实施例提供一种基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***，包括服务层类型判定模块、基础设施服务模块、平台服务模块和软件服务模块。
所述服务层类型判定模块用于：根据用户发送服务请求信息的方式，确定用户选择的云计算平台的服务层类型；云计算平台的服务层类型包括基础设施服务层(IaaS，Infrastructure as a Service)、平台服务层(PaaS，Platform as a Service)和软件服务层(PaaS，Platform asa Service)。
所述基础设施服务模块对应云计算平台的IaaS层，用于：通过虚拟化技术进行底层IT资源的统一整合，构建虚拟资源池；利用构建的虚拟资源池为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
其中，虚拟资源池包括但不限于虚拟机、虚拟存储资源。时空信息数据服务包括但不限于：网络地图服务(WMS，Web Map Service)、网络要素服务(WFS，Web Feature Service)、网络覆盖服务(WCS，Web Coverage Service)、网络地图瓦片服务(WMTS，Web Map TileService)、网络地图缓存服务(WMS-C，Web Map Service-Cache)、目录和元数据服务等；时空信息处理服务包括但不限于：在线制图服务、地理编码服务、地理信息实时定位服务、物联网节点定位服务、空间查询服务、空间分析服务、热点分析服务、地理数据编辑服务等。
所述平台服务模块对应云计算平台的PaaS层，用于：通过共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
其中，共享服务接口包括各种服务接口和相应的地图API接口。具体来说，从技术层面看本***支持的服务接口包括时空信息数据服务接口(WMS接口、WFS接口、WCS接口、WMTS接口、WMS-C接口、目录和元数据服务接口等)，以及时空信息处理服务接口(在线制图服务接口、地理编码服务接口、地理信息实时定位接口、物联网节点定位接口、空间查询服务接口、空间分析服务接口、热点分析服务接口、地理数据编辑服务接口等)。本发明通过共享服务接口，可有效打破现有遥感卫星***的相对封闭性，能够有效提高***的灵活性和可扩展性。
所述软件服务模块对应云计算平台的SaaS层，用于：根据用户需求，通过在线应用或移动客户端APP应用为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
其中，在线应用支持用户通过互联网，利用浏览器在线操作和使用云平台提供的应用软件，通过在线应用，用户可以方便快捷地使用到时空信息数据服务和时空信息处理服务。移动客户端APP应用下载并存储于处理能力相对受限的移动终端中(如手机、平板电脑)，通过移动客户端APP应用，为用户提供移动、分布式和随遇性的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
参见图3所示，本发明实施例还提供一种应用上述***的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，包括以下步骤：
步骤S1：用户向遥感卫星大数据处理***发送服务请求信息，转入步骤S2；
步骤S2：遥感卫星大数据处理***的服务层类型判定模块根据用户发送服务请求信息的方式，确定用户选择的服务层类型，若服务层类型为基础设施服务层，则转入步骤S3；若服务层类型为平台服务层，则转入步骤S4；若服务层类型为软件服务层，则转入步骤S5；
步骤S3：基础设施服务模块通过虚拟化技术进行底层IT资源的统一整合，构建虚拟资源池；利用构建的虚拟资源池为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
步骤S4：平台服务模块通过共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
步骤S5：软件服务模块根据服务请求信息，通过在线应用或移动客户端APP应用为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。可以理解的是，用户首次使用移动客户端APP应用时，需自行在应用商店下载。
参见图4所示，实际操作时，S3具体包括以下步骤：
步骤S301：基础设施服务模块通过虚拟化技术进行底层IT资源的统一整合，构建虚拟资源池；
步骤S302：基础设施服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户所需服务是时空信息数据服务还是时空信息处理服务，若是时空信息数据服务，转入步骤S303；若是时空信息处理服务，转入步骤S304；
步骤S303：利用所述虚拟资源池构建GIS服务集群，为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务，转入步骤S305；
步骤S304：利用所述虚拟资源池构建Mapreduce计算集群，为用户提供基于卫星大数据的时空信息处理服务，转入步骤S305；
步骤S305：当遇到突发数据流量，手动进行资源调整予以应对，步骤S3结束。
进一步的，参见图5所示，步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S401：平台服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户所需服务是时空信息数据服务还是时空信息处理服务，若是时空信息数据服务，转入步骤S402；若是时空信息处理服务，转入步骤S403；
步骤S402：向用户提供时空信息数据服务接口和相应的地图API接口；用户通过上述接口远程访问、调用时空信息数据服务，转入步骤S404；
步骤S403：向用户提供时空信息处理服务接口和相应的地图API接口；用户通过上述接口远程访问、调用时空信息处理服务，转入步骤S404；
步骤S404：当遇到突发数据流量，自动进行资源调整予以应对，步骤S4结束。
更进一步的，参见图6所示，S5具体包括以下步骤：
步骤S501：软件服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户是在线使用还是移动客户端APP使用，若是在线使用，转入步骤S502；若是移动客户端APP使用，转入步骤S503；
步骤S502：软件服务模块通过互联网，利用浏览器向用户提供在线应用软件；用户通过在线应用软件进行在线操作和使用，从而实现时空信息数据服务和时空信息处理服务的使用，转入步骤S504；
步骤S503：软件服务模块通过移动应用服务器端向用户提供移动客户端APP应用；通过移动客户端APP应用，为用户提供移动、分布式和随遇性的时空信息数据服务和时空信息处理服务，转入步骤S504；
步骤S504：当遇到突发数据流量，自动进行资源调整予以应对，步骤S5结束。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***，其特征在于：该***包括服务层类型判定模块、基础设施服务模块、平台服务模块和软件服务模块；
所述服务层类型判定模块用于：根据用户发送服务请求信息的方式，确定用户选择的服务层类型；所述服务层类型包括基础设施服务层、平台服务层和软件服务层；
所述基础设施服务模块对应基础设施服务层，用于：通过虚拟化技术构建虚拟资源池；利用构建的虚拟资源池为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
所述平台服务模块对应平台服务层，用于：通过共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
所述软件服务模块对应软件服务层，用于：根据用户需求，通过在线应用或移动客户端APP应用为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
2.如权利要求1所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***，其特征在于：所述时空信息数据服务包括：网络地图服务、网络要素服务、网络覆盖服务、网络地图瓦片服务、网络地图缓存服务、目录和元数据服务；所述时空信息处理服务包括：在线制图服务、地理编码服务、地理信息实时定位服务、物联网节点定位服务、空间查询服务、空间分析服务、热点分析服务、地理数据编辑服务。
3.如权利要求1所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***，其特征在于：所述虚拟资源池包括虚拟机、虚拟存储资源。
4.如权利要求1所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理***，其特征在于：所述共享服务接口包括各种服务接口和相应的地图API接口，其中，服务接口包括时空信息数据服务接口和时空信息处理服务接口。
5.一种应用权利要求1所述***的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、服务层类型判定模块根据用户发送服务请求信息的方式，确定用户选择的服务层类型，若服务层类型为基础设施服务层，则转入步骤B；若服务层类型为平台服务层，则转入步骤C；若服务层类型为软件服务层，则转入步骤D；
B、基础设施服务模块通过虚拟化技术构建虚拟资源池；利用构建的虚拟资源池为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
C、平台服务模块通过共享服务接口为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
D、软件服务模块根据服务请求信息，通过在线应用或移动客户端APP应用为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务和时空信息处理服务。
6.如权利要求5所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，其特征在于，步骤B具体包括以下步骤：
基础设施服务模块通过虚拟化技术进行底层IT资源的统一整合，构建虚拟资源池；
基础设施服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户所需服务是时空信息数据服务还是时空信息处理服务，若是时空信息数据服务，利用所述虚拟资源池构建GIS服务集群，为用户提供基于卫星大数据的时空信息数据服务；若是时空信息处理服务，利用所述虚拟资源池构建Mapreduce计算集群，为用户提供基于卫星大数据的时空信息处理服务；
当遇到突发数据流量，手动进行资源调整予以应对。
7.如权利要求5或6所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，其特征在于：所述虚拟资源池包括虚拟机、虚拟存储资源。
8.如权利要求5所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，其特征在于：步骤C中所述共享服务接口包括各种服务接口和相应的地图API接口，其中，服务接口包括时空信息数据服务接口和时空信息处理服务接口；
步骤C具体包括以下步骤：
平台服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户所需服务是时空信息数据服务还是时空信息处理服务，若是时空信息数据服务，向用户提供时空信息数据服务接口和相应的地图API接口，用户通过上述接口远程访问、调用时空信息数据服务；若是时空信息处理服务，则向用户提供时空信息处理服务接口和相应的地图API接口，用户通过上述接口远程访问、调用时空信息处理服务；
当遇到突发数据流量，自动进行资源调整予以应对。
9.如权利要求5所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，其特征在于，步骤D具体包括以下步骤：
软件服务模块根据用户发送来的服务请求信息，判断用户是在线使用还是移动客户端APP使用；
若是在线使用，软件服务模块通过互联网，利用浏览器向用户提供在线应用，用户通过在线应用进行在线操作和使用，从而实现时空信息数据服务和时空信息处理服务的使用；
若是移动客户端APP使用，软件服务模块通过移动应用服务器端向用户提供移动客户端APP应用；通过移动客户端APP应用，为用户提供移动、分布式和随遇性的时空信息数据服务和时空信息处理服务；
当遇到突发数据流量，自动进行资源调整予以应对。
10.如权利要求5所述的基于云计算平台的遥感卫星大数据处理方法，其特征在于：所述时空信息数据服务包括：网络地图服务、网络要素服务、网络覆盖服务、网络地图瓦片服务、网络地图缓存服务、目录和元数据服务；所述时空信息处理服务包括：在线制图服务、地理编码服务、地理信息实时定位服务、物联网节点定位服务、空间查询服务、空间分析服务、热点分析服务、地理数据编辑服务。
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