基于高性能计算平台的天宫一号遥感数据地面预处理系统

针对天宫一号传感器特点,设计并实现了基于高性能并行集群环境的遥感数据地面预处理系统,可完成对高并发、海量遥感数据处理任务的快速、高效处理.该系统可通过传感器的星上定标参数完成系统辐射校正、系统几何校正等处理过程,生产出高光谱热红外谱段和高光谱数据的1级、2级遥感产品.同时,在数据产品封装与输出分系统中,采用了较为通用的GeoTiff与HDF作为产品的主要输出格式,可满足领域内多种用户的需求.     

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GPU的S63标准电子海图数据解密算法

S63标准采用Blowfish算法对原始海图数据加密后发行,数据的解密成为电子海图系统数据转换和更新中一个耗时的过程。为提高数据处理的速度,针对Blowfish分组密码算法的特点,提出一种利用图形处理器（GPU）的海图并行解密算法,并采用数据传输和处理的同步技术进行了优化。测试表明,采用GPU的并行解密算法是纯CPU串行处理的9.8倍。该算法不仅可大大加快海图数据转换和更新过程,对地理信息系统海量数据处理也有一定的借鉴价值。     

关于云安全问题的探讨

云计算面临的最大挑战是安全问题。云计算应用的无边界性、流动性等特点,较之传统的IT模式有很大差异。在云计算环境下,服务方式发生变化,安全的责任主体也发生了根本改变。作为云计算服务提供商,需要建立安全的云计算平台,为云安全服务提供保障;同时,服务一定是开放的、安全的,要保护云用户敏感信息的安全。整合桌面安全管理技术是行之有效的。云安全应用研究主要是从云计算平台系统安全和网络安全设备、安全基础设施的“云化”突破几个方面展开。     

地市级地理信息共享服务平台设计

随着社会经济与信息技术的不断发展,地市级智慧城市建设提上日程,如何建立一套规范统一而又具有通用性的地理信息共享服务平台是其关键.平台建设必须考虑三方面内容,即建设内容、运维机制与具体应用.在智慧唐山建设过程中,以面向服务为目标,顾及地市级地理信息共享服务平台的通用性,针对总体需求、总体架构、关键技术等方面进行设计,明确地理信息共享服务平台建设的内容、运维机制建设以及示范应用等内容,探讨适用于地市级智慧城市地理信息共享服务平台构建的解决方案.     

基于并行编程计算模型的索贝尔滤波技术

随着遥感影像数据量的骤增,单机环境下完成索贝尔边缘滤波运算所需的计算时间也剧增.根据遥感数据的分幅特征,结合MapReduce并行分布式计算模型,本文提出了一种将该运算迁徙到Hadoop集群环境中的方法,以完成海量影像数据的索贝尔滤波运算.实验结果表明集群运算能够显著缩短计算时间,并且该计算时间会随着集群节点数目的增加而趋于减少.     

云服务平台下的地理信息系统技术研究

云计算与云服务经过几十年的探索与发展,已逐渐进入实际应用阶段。本项目从云服务如何服务于地理信息系统的角度进行研究。本文介绍了项目的整体设计与内容,及当前云服务的发展现状,概述了Open Layers API所具有的几个优势和开源地理信息系统的建设过程。本文重点说明了在云服务平台上部署地理信息系统的工作流程和需要注意的几个问题。     

一种基于横向或纵向扫描线处理的填洼算法

针对传统PlanchouDarbous算法采用递归执行方式导致处理效率低下等问题,该文提出了一种适合基于CUDA的GPU并行执行的DEM洼地填充算法。此算法采用淹没-排水思路,多次推进式扫描完成排水;在串行执行和并行执行两种方式下,算法处理有所差异,其中串行算法代码更短;串行算法的时间复杂度为O(n),测试结果表明串行执行时快于PlanchonDarboux算法,且在CUDA环境下的并行执行用时不到串行执行用时的一半。算法思路简单,易于编程实现。     

多核并行环境中矢量数据格式的转换算法

针对目前对VCT格式转换的并行算法研究较少的现状,该文以VCT向shapefile格式转换为例,探索多核并行环境中进行VCT格式向其他矢量数据格式快速转换的方法:在深入探索VCT与shapefile格式特点的基础上,通过构建索引、数据解析转换,完成由VCT向shapefile格式的转换;并设计出一种顾及负载均衡的数据划分方法,通过评估不同类型图层的复杂度实现不同类型矢量数据的均衡划分,实现了VCT向shapefile格式转换的并行算法。最后利用某地土地利用VCT文件进行算法测试,结果表明该算法转换结果正确,取得了良好的加速比,并基本达到负载均衡。     

基于云架构的市级政务 GIS 平台研究

云计算是“智慧城市”建设的核心技术之一,而基于云架构的政务GIS则是电子政务建设的重要趋势。针对政务云GIS搭建面临的资源池化、异构兼容、网络部署等问题,本文提出了政务GIS云平台四层框架结构,详细阐述了支撑平台、信息资源和功能服务池化策略,讨论了多种情况下的异构资源兼容策略,并提出“内主外辅”的网络部署方案。