一种城市遥感智能服务平台制造技术

一种城市遥感智能服务平台，从下至上依次包括：基础层、数据层、服务层、系统平台层和应用层，其中，系统平台层包括数据管理系统、影像预处理系统、信息提取系统和遥感空间服务系统，数据管理系统采用Hadoop+GIS平台构建分布式数据库，利用GIS平台实现遥感影像元数据的管理和高效检索，利用Hadoop实现遥感影像数据的分布式存储和管理；信息提取系统用于完成遥感影像变化位置提取和遥感影像分类信息提取；遥感空间服务系统为城市自然资源现状展示、自然资源动态更新及城市变化态势提供数据服务。该平台实现了海量遥感数据云端管理、智能计算和动态展示一体化，形成弹性存储、云端同步、内外协同、智能分发等综合应用服务能力。

【技术实现步骤摘要】
一种城市遥感智能服务平台
本专利技术涉及遥感影像处理领域，特别涉及一种城市遥感智能服务平台。
技术介绍
近几年，随着遥感技术的迅猛发展，分辨率高、重访周期短、获取范围大及速度快的遥感数据已经成为了城市空间信息获取的重要手段之一，为城市精细化管理、城市综合治理和自然资源监测提供了数据和技术支撑。目前，遥感应用在城市建设和管理过程中的监测、数据集成与信息共享需求方面都有一定成效，并在重大工程管理中发挥了作用。然而，一方面，尽管遥感数据资源积累日益丰富，数据来源多样，但存储模式多以文件系统方式分散存储于磁盘，缺乏规范有序的组织模式和有效存储体系，使得遥感数据使用效率低下，难以管理和集成应用，从而使传统的遥感处理平台逐渐无法应对海量遥感影像的高效管理、批量快速处理调用和分发等；另一方面，当前遥感技术在城市应用中仍以传统的图像管理、基础底图服务和碎片化零散服务为主，批量化自动化智能化生产能力不足，同时也缺乏对各类业务全过程一站式的监测研究，使其精细化、定量化的潜在价值难以在城市精细化管理业务应用链中得到充分发挥和创新挖掘。因此，提高海量遥感数据高效管理、智能化处理和综合服务能力是城市遥感应用中亟需解决的问题。为了解决上述问题，有申请号为CN201310137326.4(授权公告号为CN103281351B)的中国专利技术专利公开了一种高效能遥感数据处理与分析的云服务平台，包括云遥感数据存储与计算中心，用于遥感数据的存储和计算；云遥感中间服务平台公共中间件，用于遥感数据的处理和分析；轻量型云遥感信息服务客户端，用于配置远程云计算资源、创建与管理遥感信息服务链、用户信息管理与访问控制、数据与服务管理和地图可视化。该平台通过发挥云计算的优势，可以对海量遥感数据进行快速处理、分析，可广泛应用于应急测绘等时效性要求较高的领域。但该云服务平台管理的数据资源较为单一，缺少遥感解译样本库和自然资源库等数据；同时也缺少正射校正、辐射校正和大气校正等功能模块，及针对自然资源基底、城市建设、城市管理、农业和林业调查监测、移动核查等应用服务子系统；此外，该系统也未利用CPU和GPU协同处理技术优化算法和提升效率。因此需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能实现海量遥感数据的高效管理、智能化处理、信息提取以及应用服务能力提升的城市遥感智能服务平台。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种城市遥感智能服务平台，其特征在于：该平台采用分层设计的SOA架构，从下至上依次包括：基础层、数据层、服务层、系统平台层和应用层，其中，基础层，用于为该平台提供硬件基础设施和基础支撑软件平台，其中，硬件基础设施包括集成GPU阵列的云服务器；数据层，以PostgreSQL、文件系统以及基于空间数据库的GIS平台为支撑进行海量数据的管理，为上层业务应用提供有力支持；所述数据层包括基础地理信息数据库、遥感影像数据库、遥感解译样本库、自然资源库、专题监测数据库和系统管理数据库；服务层，利用组件构建可扩展服务对象，并以数据请求服务、地理处理服务形式进行封装，从而建立平台应用层和数据层的通信连接；系统平台层，包括数据管理系统、影像预处理系统、信息提取系统和遥感空间服务系统，其中，数据管理系统负责统一各类数据汇聚、存储和服务，实现各类数据有效整合，该数据管理系统采用Hadoop+GIS平台构建分布式数据库，利用GIS平台实现遥感影像元数据的管理和高效检索，利用Hadoop实现遥感影像数据的分布式存储和管理；影像预处理系统用于对遥感影像进行预处理操作；信息提取系统用于完成遥感影像变化位置提取和遥感影像分类信息提取；遥感空间服务系统为城市自然资源现状展示、自然资源动态更新及城市变化态势提供数据服务；应用层，利用系统平台层提供的应用分析和服务功能，在自然资源管理、规划、决策方面提供支持。作为改进，所述数据管理系统中包括但不限于基础地理数据管理、基础影像数据管理、成果数据管理、系统运维数据管理、服务管理和元数据信息管理；其中，基础地理数据管理用于对多源遥感影像按照地理信息进行管理，基础影像数据管理用于对多源遥感影像按照时间序列进行管理，成果数据管理用于对自然资源数据库进行添加、删除、更新操作；系统运维数据管理包括权限数据管理和日志数据管理，另外，权限数据管理包括登录、注册、权限编辑和用户管理，日志数据管理包括增加系统运行日志；服务管理用于为应用系统提供数据访问接口；元数据信息管理用于为遥感影像、业务数据和服务提供基础信息。进一步的，所述影像预处理系统包括对多源遥感数据进行正射校正、大气校正、融合和镶嵌处理，并在此基础上完成预处理的批处理操作，该影像预处理系统包括以下功能：功能一、数据加载功能，用于矢量和栅格数据的加载；功能二、正射校正功能，包括了影像正射校正和影像融合功能，利用高精度DEM数据，结合遥感影像自带的RCP文件，基于有理多项式模型实现原始多光谱数据和全色数据的正射校正；随后在数据配准基础上，将正射校正后的多光谱数据和全色数据进行融合；最后利用自动配准算法实现影像几何精校正；功能三、大气校正功能，包括辐射定标、快速大气校正和FLAASH大气校正，最终将遥感影像无量纲的DN值转化为具有物理意义的反射率值；功能四、通用功能，包括影像裁剪、影像镶嵌和坐标转换；功能五、批处理功能，包括正射校正批处理功能和大气校正批处理功能。进一步的，所述信息提取系统中具体包括以下功能：功能1、影像加载与浏览，用于在软件中加载前后期影像；功能2、影像裁切，用于分别裁切前后期影像，并存储影像分块结果；功能3、相似度计算及变化位置定位，用于计算前后期影像相同位置的相似度，并将该相似度与设置相似度阈值进行对比，便于数据采集时进行变化位置定位；功能4、数据采集，采集影像中判定为变化的位置，并在影像中勾绘出变化图斑且对其进行属性赋值；功能5、规则集训练，通过将遥感影像的光谱信息、纹理特征以及输入的解译样本库数据共同构成了规则集训练所需样本数据，采用机器学习算法完成对样本属性和类别的信息熵增益率计算，并通过规则验证和调试流程，最终得到分类规则集；功能6、决策树分类，由规则集训练得到的分类规则集中包含了决策树各节点所需的特征属性和分类阈值，通过各节点构建决策树分类模型，完成影像分类。进一步的，所述遥感空间服务系统在前端数据展示上依据业务内容构建三级应用子系统，其中，第一级应用子系统包括遥感影像查询子系统、自然资源基底库子系统、变化检测子系统和专题监测子系统；第二应用子系统根据专题监测子系统的具体内容细分而成，包括城乡建设专题、城市管理专题、农林监测专题和生态监测专题；第三级应用子系统又根据第二级应用子系统中的每个专题的具体内容细分而成，包括由城乡建设专题分成的建设用地监测子系统、规划遥感督查子系统、闲置地块监测子系统、城市更新监测子系统和建筑工地监测子系统，由城市管理专题分成的垃圾堆放监测子系统和历史街区监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市遥感智能服务平台，其特征在于：该平台采用分层设计的SOA架构，从下至上依次包括：基础层、数据层、服务层、系统平台层和应用层，其中，/n基础层，用于为该平台提供硬件基础设施和基础支撑软件平台，其中，硬件基础设施包括集成GPU阵列的云服务器；/n数据层，以PostgreSQL、文件系统以及基于空间数据库的GIS平台为支撑进行海量数据的管理，为上层业务应用提供有力支持；所述数据层包括基础地理信息数据库、遥感影像数据库、遥感解译样本库、自然资源库、专题监测数据库和系统管理数据库；/n服务层，利用组件构建可扩展服务对象，并以数据请求服务、地理处理服务形式进行封装，从而建立平台应用层和数据层的通信连接；/n系统平台层，包括数据管理系统、影像预处理系统、信息提取系统和遥感空间服务系统，其中，数据管理系统负责统一各类数据汇聚、存储和服务，实现各类数据有效整合，该数据管理系统采用Hadoop+GIS平台构建分布式数据库，利用GIS平台实现遥感影像元数据的管理和高效检索，利用Hadoop实现遥感影像数据的分布式存储和管理；影像预处理系统用于对遥感影像进行预处理操作；信息提取系统用于完成遥感影像变化位置提取和遥感影像分类信息提取；遥感空间服务系统为城市自然资源现状展示、自然资源动态更新及城市变化态势提供数据服务；/n应用层，利用系统平台层提供的应用分析和服务功能，在自然资源管理、规划、决策方面提供支持。/n...

【技术特征摘要】
1.一种城市遥感智能服务平台，其特征在于：该平台采用分层设计的SOA架构，从下至上依次包括：基础层、数据层、服务层、系统平台层和应用层，其中，
基础层，用于为该平台提供硬件基础设施和基础支撑软件平台，其中，硬件基础设施包括集成GPU阵列的云服务器；
数据层，以PostgreSQL、文件系统以及基于空间数据库的GIS平台为支撑进行海量数据的管理，为上层业务应用提供有力支持；所述数据层包括基础地理信息数据库、遥感影像数据库、遥感解译样本库、自然资源库、专题监测数据库和系统管理数据库；
服务层，利用组件构建可扩展服务对象，并以数据请求服务、地理处理服务形式进行封装，从而建立平台应用层和数据层的通信连接；
系统平台层，包括数据管理系统、影像预处理系统、信息提取系统和遥感空间服务系统，其中，数据管理系统负责统一各类数据汇聚、存储和服务，实现各类数据有效整合，该数据管理系统采用Hadoop+GIS平台构建分布式数据库，利用GIS平台实现遥感影像元数据的管理和高效检索，利用Hadoop实现遥感影像数据的分布式存储和管理；影像预处理系统用于对遥感影像进行预处理操作；信息提取系统用于完成遥感影像变化位置提取和遥感影像分类信息提取；遥感空间服务系统为城市自然资源现状展示、自然资源动态更新及城市变化态势提供数据服务；
应用层，利用系统平台层提供的应用分析和服务功能，在自然资源管理、规划、决策方面提供支持。


2.根据权利要求1所述的城市遥感智能服务平台，其特征在于：所述数据管理系统中包括基础地理数据管理、基础影像数据管理、成果数据管理、系统运维数据管理、服务管理和元数据信息管理；其中，基础地理数据管理用于对多源遥感影像按照地理信息进行管理，基础影像数据管理用于对多源遥感影像按照时间序列进行管理，成果数据管理用于对自然资源数据库进行添加、删除、更新操作；系统运维数据管理包括权限数据管理和日志数据管理，另外，权限数据管理包括登录、注册、权限编辑和用户管理，日志数据管理包括增加系统运行日志；服务管理用于为应用系统提供数据访问接口；元数据信息管理用于为遥感影像、业务数据和服务提供基础信息。


3.根据权利要求1所述的城市遥感智能服务平台，其特征在于：所述影像预处理系统包括对多源遥感数据进行正射校正、大气校正、融合和镶嵌处理，并在此基础上完成预处理的批处理操作，该影像预处理系统包括以下功能：
功能一、数据加载功能，用于矢量和栅格数据的加载；
功能二、正射校正功能，包括了影像正射校正和影像融合功能，利用高精度DEM数据，结合遥感影像自带的RCP文件，基于有理多项式模型实现原始多光谱数据和全色...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世荣，包颖，井发明，廖佳，严立，申佩佩，陈海珍，
申请(专利权)人：宁波市测绘和遥感技术研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33