遥感云计算平台发展及地球科学应用

人类已有半个多世纪的全球历史遥感数据积累,这些不断涌现的海量遥感数据形成的遥感大数据为地球科学研究提供了丰富的数据支持;对遥感大数据快速处理、分析和挖掘是一个新的挑战.遥感云计算平台的出现为遥感大数据挖掘提供了前所未有的机遇,并彻底改变了传统遥感数据处理和分析的模式,使得全球尺度的长时间序列快速分析和应用成为可能.本文...     

时空遥感云计算平台PIE-Engine Studio的研究与应用

随着遥感大数据时代的到来,为快速处理和分析海量遥感数据,国内外涌现了众多遥感云计算平台,使得全球尺度、长时间序列遥感数据的快速分析和应用成为可能。本文在分析国内外遥感云计算平台现状的基础上,针对大数据时代国内缺少功能完备的遥感云计算平台,且国外遥感云计算平台对国产卫星数据支持不足等问题,基于容器云技术,构建了包含国产卫星数据且集数据、算力和技术于一体的时空遥感云计算平台PIE（Pixel Information Expert）-Engine Studio,实现了脚本驱动的遥感数据的按需获取以及海量数据的快速处理。采用Landsat 8数据,以生长季植被指数NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）的计算为例,对比了本平台与GEE（Google Earth Engine）的数据处理能力。结果表明,由于计算资源的限制,本平台的计算和导出时间均比GEE稍长,但计算结果的空间分布一致,其中近68%的值均分布在（0.48,0.77）,且二者差值的95.33%集中在（-0.13,0.13）,结果较为可信。因此,本文构建的基于共享、开放的中国自主遥感云计算平台PIE-Engine Studio,可为地球科学领域的研究提供数据和算力支持,将有助于推进中国遥感云计算平台的发展进程,推动国产卫星数据在云计算平台上的应用。     

基于文献计量的遥感学科发展趋势分析

遥感已成为支撑国家资源能源调查、粮食安全监测、生态环境保护、自然灾害评估、国防安全等的重要信息源。利用文献计量学方法定量分析遥感相关文献所承载知识的时空分布、数量关系和变化规律,梳理并提取遥感学科发展趋势及研究热点的时空演化特征,可为遥感学科的建设与发展提供重要科学支撑。对1962年—2021年间发表并被SCI数据库收录的遥感相关文章进行文献计量研究,对比分析了国内外典型遥感卫星的文献发表及应用情况,系统剖析了1962年—2021年美国、欧洲、中国遥感研究热点及其变化过程,总结了美国、欧洲、中国学者在合成孔径雷达（SAR）、高光谱（Hyperspectral）及激光雷达（LiDAR） 3大遥感前沿技术的研究特点。结果表明：（1）遥感学科SCI文章数自1998年起呈现快速增长、加速增长的趋势。1962年—2012年全球累积发表遥感相关SCI文章69666篇,2013年—2021年全球累积发文100131篇。2014年,中国（第一作者）年度发表遥感相关SCI文章2048篇,首次超过美国（第一作者）年度1454篇跃居全球第一,此后一直领先。2021年,中国（第一作者）年度发表遥感相关SCI文...     

文献计量的地图动态可视化进展分析

地理信息技术的发展逐渐拓宽到时空演化、信息更新、过程发展等方向的应用,海量多时相的地理空间信息处理受到越来越多的关注,推动着地图学领域的动态可视化研究不断发展创新。该文使用文献计量学方法对近25a地图动态可视化方面的研究工作进行分析。结果表明,当前地图动态可视化的发展与三维、仿真、虚拟现实联系紧密,研究热点主要集中在动态流体模拟分析、工程建设动态仿真和交通及灾害地理信息系统应用等领域。通过总结动态可视化相关的技术方法和应用,对未来研究面临的挑战作了展望,以期对将来的研究工作提供参考。     

Google Earth Engine云平台对遥感发展的改变

近年来,随着遥感技术的快速发展,积累了海量的对地观测遥感数据.传统桌面端遥感处理平台(例如ERDAS和ENVI等)无法满足当前遥感大数据的应用需求.作为领先的遥感云计算平台,GEE (Google Earth Engine)的出现改变了传统遥感数据处理和分析模式,为海量数据快速处理与信息挖掘带来了新的契机.截止目前,科...     

时空大数据平台云计算及其典型应用服务探讨

介绍了智慧城市时空大数据平台的基本构成,重点介绍了时空大数据平台建设中的云计算框架的基本原理、业务流程、主要功能,并结合目前市场成熟的技术进行了设计实现,在此云计算框架的基础上,设计实现了3种典型云计算应用服务,可为其他城市提升时空大数据平台的云计算服务能力提供参考和借鉴.     

利用物联网和云计算的可视化工程测量平台的设计与实现

针对现代工程测量中无法内外业协同作业、数据和测量成果难于集中管理、外业缺少可视化测量的问题,设计了基于物联网技术与云计算的可视化工程测量平台.该平台使用物联网技术将全站仪和GPS-RTK(real-time kine-matic)一体机采集的数据上传至云服务器进行集中管理,利用云计算技术处理数据并将其保存至数据库,基于...     

遥感云计算平台原型系统设计与实现

针对现有的云计算平台成本和系统复杂度高、不适于在普通台式电脑进行部署的问题,结合系统设计思想和云计算相关理论,构建了遥感影像云计算平台原型系统。该系统框架结构划分为系统依赖库、物理资源层、系统实体层、应用支持层、遥感应用层和用户界面层,包括云存储、云计算和数据可视化等三个子系统。实验结果表明:该系统可以在普通桌面电脑上进行部署,并且支持遥感影像的存储和处理,验证了基于云计算的海量遥感影像存储和处理关键技术,为遥感影像高效存储与快速处理提供了必要的现实支撑和理论参考。     

北极研究现状的可视化图谱分析

立于全球化的视角,用国家战略的眼光,全面准确地收集国内外核心期刊上发表的有关北极问题的论文,在定量数据的基础上,利用文献计量学的方法,对数据背后的事实进行了挖掘,从时间和空间两个尺度上直观地分析了国内外北极研究的现状,力求从时间和空间两个尺度反映当前北极地区研究的进展情况,准确把握北极地区研究的走向,找出北极地区研究的热点主题.     

遥感大数据服务平台设计与实现

越来越多的国产遥感卫星影像不断投入使用,对新一代遥感数据服务提出新的要求.针对目前遥感数据资源共享不足、专题信息自动提取等问题,急需构建遥感大数据服务平台.本文重点对该平台的框架设计、系统的功能进行了详细阐述,并简单地说明了生态环境因子自动提取技术,为进一步提升遥感数据服务提供了平台.     

遥感云服务平台技术研究与实验

遥感云服务是基于云计算技术,整合各种遥感信息和技术资源,通过互联网以按需共享的方式提供的遥感应用服务.本文在分析遥感云服务的基本模式和技术特点的基础上,阐述了遥感云服务的技术体系及关键技术,包括遥感数据云存储、遥感数据云处理、遥感应用云服务以及遥感数据云安全技术等,设计了遥感云服务平台总体架构和功能模块,并介绍了作者团队基于云计算技术研发的遥感云服务平台原型系统.该系统支持用户根据业务选择遥感数据和应用软件,在云服务平台自动部署的虚拟机上进行在线使用.实验表明,遥感云服务平台可以汇聚来自不同服务商的遥感信息、应用软件和计算资源,为用户提供一体化的按需应用服务,对于遥感技术的普及应用和产业化发展具有重要意义.     

海量遥感数据的高可靠并行处理方法

云计算技术不断发展,为对地观测的遥感数据的应用提供快速的解决方法。然而在调度过程中,云计算集群的不可靠性会严重影响数据处理效率。为此,研究一种基于主副版本的调度方法,将遥感数据抽象为DAG任务,在满足系统可调度性前提下,以云计算虚拟节点及通信链路的可靠性代价为目标,分析主版本任务的开始时间条件,以此限定副版本任务的开始时间,避免节点调度过程中由于发生故障而导致任务无法正常执行的问题。仿真实验表明,文中方法在保证遥感任务可靠调度的前提下,任务的执行周期(Makespan)能达到最佳。     

全球遥感实时监测与定点更新云平台设计与实现

卫星遥感是人类观测地球的主要途径,随着遥感技术商业化,全球商业遥感卫星数量快速增长,涌现出许多高分辨率遥感卫星和全球遥感星座,使用卫星对地球进行更全面、更精确、更实时的监测成为可能,但目前卫星遥感数据获取存在重复、盲目、不及时,与用户需求脱节、大量数据闲置等一系列问题,缺乏一个有效的平台和应用模式,搭起卫星数据提供商和...     

云偏振遥感综述

云是指停留在大气层中的水滴或冰晶胶体的集合体,也是地球上庞大水循环产生的有形结果,在全球气候中扮演着重要的角色。偏振遥感对光的辐射强度、方向、相位以及偏振状态等波谱特性进行描述,丰富了观测信息量,提升了观测信息的维度。为了更好地了解偏振遥感云的优势,本文对国际上发射的POLDER、APS、DPC等标志性的偏振传感器的特征和云反演算法进展进行了总结,涉及到相关偏振载荷参数信息、云参量算法的介绍和产品等相关内容,并就经典偏振云参量算法做了详细的总结和评价。随着国际上后续偏振传感器快速增加,对未来偏振传感器的发展方向和相关算法进行了展望。     

基于云计算系统的空间查询处理方法

针对传统的关系型空间数据库已经不能很好地适应于超大规模高并发空间查询访问的处理需要的问题,该文着眼于解决大数据时代下地理信息服务所面临的日益严峻的大规模空间查询访问需求,探索了一套基于Spark架构的空间查询实现技术,并给出相应的解决方案。提出一个基于Spark并提供类SQL访问接口的空间查询实现模型GeoSpark SQL,解决了以下关键问题:数据的外包矩形数据生成和标准地理信息数据对Spark的导入导出方法;Spark空间查询算子实现方法;Spark空间索引与查询优化方法。GeoSpark SQL模型在初步实验中,已可以满足实时性的要求,对复杂的空间查询也能有良好的性能表现。     

中低云云底高的地基红外遥感的初步分析

在辐射传输模拟结果分析的基础上,提出利用云底高与下行红外辐射之间的单调关系进行云底高遥感反演的算法,并结合激光测云仪云底高实测数据对算法进行了初步验证。结果表明,该算法对中低云云底高反演的平均误差为107 m,具有较高的准确性。     

湖泊遥感研究进展与展望

湖泊遥感作为一门新型交叉学科,是湖泊科学和遥感科学的重要分支.本文探讨了湖泊遥感科学的研究对象、内容和方法,通过梳理国内外总体研究进展,总结出湖泊遥感的5个发展趋势:(1)关注问题,从兴趣导向发展到问题导向;(2)观测手段,从地基遥感/中分辨率卫星发展到高分辨率/高光谱/无人机;(3)算法算力,从单机版经验/机理模型发...