多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统，包括：输入输出终端，包括批量导入卫星遥感影像压缩包的卫星遥感影像导入模块；多个计算节点终端，分别包括资源及任务管理客户端模块，动态地采集并上报相应计算节点终端的资源使用情况；以及服务器，包括资源及任务管理服务器模块，根据各资源及任务管理客户端模块上报的资源使用情况，为各计算节点终端动态地分配计算任务；资源及任务管理客户端模块根据由资源及任务管理服务器模块分配的任务信息，为相应计算节点终端启动被分配的正射校正任务，计算节点终端利用GDAL直接从该正射校正任务对应的卫星遥感影像压缩包中提取原始卫星遥感影像和对应正射校正参数进行正射校正处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星遥感影像处理
，特别涉及在缺少大量超高性能硬件设备的情况下开展面向灾害应急应用的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统及多机多任务卫星影像批量正射校正处理方法。技术背景我国是灾害发生频率较高的国家。重特大自然灾害给人民的生命和财产安全带来严重威胁，引起了人们对减灾救灾工作的极大重视。遥感技术的快速发展为我们提供了一种快速监测和获取灾害信息的可靠手段。随着遥感及空间信息技术的发展以及传感器成像方式的不断改进，一些高精度、高分辨率的卫星不断发射升空，极大的改变了人们获取地面信息的方式。但是卫星遥感影像在其成像过程中，因地形起伏和传感器误差的影响，导致影像失真，无法直接进行后续使用。因此在卫星遥感影像投入实际应用之前，对卫星遥感影像进行正射校正是必不可少的工作。原始卫星遥感影像数据产品大多是以压缩包格式存储和传输的，目前，传统的卫星遥感影像正射校正方法大多是基于人工操作，首先对卫星遥感影像标准压缩包进行解压之后，再进行正射校正处理，这样就会耗费大量人工交互时间和解压文件的时间，而且这种方法只能逐个遥感影像进行单机单任务处理，数据量越大，耗费时间就越长。而在灾害应急应用中，为了能及时提供减灾决策制定依据数据，为救灾赢取宝贵时间，对数据处理效率要求极高。另一方面，随着空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率的提高，需要处理的数据量急剧增大。因此，这种传统的单机单任务处理模式难以满足减灾应急的高效率需求，在面向灾害应急应用中，传统的卫星遥感影像正射校正技术的处理效率逐渐成为制约数据应用与救灾及时性的瓶颈，亟待需要开发出一种能够高效进行校正处理的技术。另外，随着计算机硬件性能的不断提高，应用单位可利用的配置相对较低的计算机硬件资源越来越多，传统的单机单任务处理模式不仅耗时较长，还造成大量已有计算机硬件资源闲置。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的现有技术中存在的问题而做出的，其目的在于提供一种多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统及方法，其可充分利用多台计算机对卫星遥感影像数据进行快速正射校正处理。用于实现上述专利技术目的的第一方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统，其特征在于，包括:输入输出终端，包括用于批量导入卫星遥感影像压缩包的卫星遥感影像导入模块；多个计算节点终端，各计算节点终端包括资源及任务管理客户端模块，该资源及任务管理客户端模块用于动态地采集并上报计算节点终端的资源使用情况；以及服务器，包括资源及任务管理服务器模块，该资源及任务管理服务器模块根据各所述资源及任务管理客户端模块上报的资源使用情况，建立计算节点终端资源使用情况列表，并根据该计算节点终端资源使用情况列表，为各所述计算节点终端动态地分配计算任务；所述资源及任务管理客户端模块，根据由资源及任务管理服务器模块分配的任务信息，为所述计算节点终端启动被分配的正射校正任务，所述计算节点终端启动正射校正任务后，利用GDAL(Geospatial Data Abstract1n Library,开源栅格空间数据转换库)直接从该正射校正任务对应的卫星遥感影像压缩包中提取原始卫星遥感影像和对应正射校正参数进行正射校正处理。根据上述第一方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统，利用资源及任务管理客户端模块和资源及任务管理服务器模块实现了空闲计算节点终端的动态统计及任务的动态分配，从而实现多机多任务模式，充分利用了资源并有效节省运算时间。并且，直接调用压缩包进行批处理，大大省去了解压冗余文件所耗费的时间，还能够节省存储器和处理器空间。本专利技术的第二方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统，在第一方案的基础上，所述计算节点终端利用GPU为卫星遥感影像的正射校正处理进行并行处理。所述为各计算节点终端动态地分配的计算任务是正射校正任务；所述计算节点终端包括GPU ;所述计算节点终端利用GDAL直接从该正射校正任务对应的卫星遥感影像压缩包中提取原始卫星遥感影像和对应正射校正参数之后，解析该正射校正参数并构建RPC变换模型；之后，利用该RPC变换模型计算目标影像坐标范围，并对目标影像范围进行网格划分之后，以每一个网格作为一个独立的子任务，在GPU共享存储器中保存各网格的XY方向变换参数，利用该XY方向变换参数，在GPU的多个线程同时对多个网格计算每个像元的对应的原影像位置。本专利技术的第三方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统，在第一方案的基础上，所述计算节点终端利用CPU多线程模式为正射校正处理进行并行处理。所述为各计算节点终端动态地分配的计算任务是正射校正任务；所述计算节点终端的CPU能够以多线程模式运行；所述计算节点终端利用GDAL直接从该正射校正任务对应的卫星遥感影像压缩包中提取原始卫星遥感影像和对应正射校正参数之后，解析该正射校正参数并构建RPC变换模型；之后，利用该RPC变换模型计算目标影像坐标范围，并对目标影像范围进行网格划分之后，以每一个网格作为一个独立的子任务，在所述计算节点终端的存储器中保存各网格的XY方向变换参数，利用该XY方向变换参数，通过CPU多线程模式同时对多个网格计算每个像元的对应的原影像位置。根据上述第二方案和第三方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统，通过GPU或CPU多线程模式为正射校正处理进行并行处理，从而能够进一步加快正射校正处理速度。本专利技术的第四方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理方法，包括:卫星遥感影像导入步骤，批量导入卫星遥感影像压缩包；各计算节点终端的资源使用情况采集和上报步骤，在各计算节点终端设有资源及任务管理客户端模块，该资源及任务管理客户端模块动态地采集并上报计算节点终端的资源使用情况；计算节点终端资源使用情况列表建立步骤，在服务器上设有资源及任务管理服务器模块，该资源及任务管理服务器模块根据各所述资源及任务管理客户端模块上报的资源使用情况，建立计算节点终端资源使用情况列表；调度步骤，所述资源及任务管理服务器模块根据计算节点终端资源使用情况列表，为各所述计算节点终端动态地分配计算任务；以及任务执行步骤，所述资源及任务管理客户端模块根据由资源及任务管理服务器模块分配的任务信息，为所述计算节点终端启动被分配的正射校正任务，所述计算节点终端启动正射校正任务后，利用GDAL直接从该正射校正任务对应的卫星遥感影像压缩包中提取原始卫星遥感影像和对应正射校正参数，进行正射校正处理。根据上述第四方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理方法，利用资源及任务管理客户端模块和资源及任务管理服务器模块实现了空闲计算节点终端的动态统计及任务的动态分配，从而实现多机多任务模式，充分利用了资源并有效节省运算时间。并且，直接调用压缩包进行批处理，大大省去了解压冗余文件所耗费的时间，还能够节省存储器和处理器空间。本专利技术的第五方案的多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理方法，在第四方案的基础上，在所述任务执行步骤，所述计算节点终端利用CPU多线程模式为正射校正处理进行并行处理。所述为各计算节点终端动态地分配的计算任务是正射校正任务，在所述任务执行步骤，所述计算节点终端利用GDAL直接从该正射校正任务对应的卫星遥感影像压缩包中提取原始卫星遥感影像和对应正射校正参数之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多机多任务并行卫星遥感影像正射校正处理系统，其特征在于，包括：输入输出终端，包括用于批量导入卫星遥感影像压缩包的卫星遥感影像导入模块；多个计算节点终端，各计算节点终端包括资源及任务管理客户端模块，该资源及任务管理客户端模块用于动态地采集并上报相应计算节点终端的资源使用情况；以及服务器，包括资源及任务管理服务器模块，该资源及任务管理服务器模块根据各所述资源及任务管理客户端模块上报的资源使用情况，建立计算节点终端资源使用情况列表，并根据该计算节点终端资源使用情况列表，为各所述计算节点终端动态地分配计算任务；所述资源及任务管理客户端模块根据由资源及任务管理服务器模块分配的任务信息，为所述相应计算节点终端启动被分配的正射校正任务，所述相应计算节点终端启动正射校正任务后，利用GDAL直接从该正射校正任务对应的卫星遥感影像压缩包中提取原始卫星遥感影像和对应正射校正参数进行正射校正处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丰，孙开敏，眭海刚，范一大，
申请(专利权)人：民政部国家减灾中心，
类型：发明
国别省市：北京;11