一种遥感影像快速并行处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种遥感影像快速并行处理方法及装置，涉及遥感数据处理技术领域，解决了遥感影像并行算法的实际运行效率往往达不到理想的加速比，严重依赖于集群的硬件配置情况，不具有通用性的问题。本发明专利技术的主要方法为：将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板并形成剖分面片模板库；对所述剖分面片模板的处理算法进行并行性分析，构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型；针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，生成相应的并行类，形成剖分面片模板处理算法的并行化类库。本发明专利技术主要用于遥感影像快速并行处理的过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种遥感影像快速并行处理方法及装置
本专利技术涉及遥感数据处理
，特别涉及一种遥感影像快速并行处理方法及装置。
技术介绍
遥感影像作为一种实时性高、覆盖范围广、信息丰富的空间信息资源，已经成为国家空间数据基础设施建设的重要基础数据，在航空航天、军事侦察、灾害预报、环境监测、土地规划与利用、农作物估产等诸多军事及民用领域发挥了重要作用。随着对地观测技术、遥感技术、计算机及通信技术的迅猛发展，空间信息的数据量以每日TB级的速度急剧膨胀，这为空间信息应用服务的自动化、实时化、智能化创造了有利的前提条件，也给空间信息的组织和管理带来了严峻挑战，从而造成“空间数据的生产和传输能力远远大于空间数据解析能力”的局面。经过几十年的发展，遥感影像处理技术日趋成熟，已经取得了一大批理论和算法成果。并行处理技术是目前遥感影像处理的一个热点研究方向，也是提高影像处理速度和效率最有效的方法之一。以并行数据处理为基础的高性能计算技术是目前遥感影像高性能处理所采用的主要方法。高性能集群、专用硬件设备图形处理器（GraphicProcessingUnit，GPU）、众核（ManyIntegratedCore，MIC）等在遥感影像高性能处理领域得到广泛应用。但是，由于缺乏有效的数据组织机制，多源异构的影像数据要实现动态、高效关联比较困难，且遥感影像并行算法的实际运行效率往往达不到理想的加速比，严重依赖于集群的硬件配置情况，不具有通用性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种遥感影像快速并行处理方法及装置，以解决上述问题。为解决上述问题，本专利技术的实施例提供如下技术方案：一方面，本专利技术的实施例提供一种遥感影像快速并行处理方法，包括：将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板并形成剖分面片模板库；对所述剖分面片模板的处理算法进行并行性分析，构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型；针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，生成相应的并行类，形成剖分面片模板处理算法的并行化类库。另一方面，本专利技术的实施例还提供一种遥感影像快速并行处理装置，包括：模板生成单元，用于将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板；模板库生成单元，用于形成剖分面片模板库；并行处理模型建立单元，用于对所述剖分面片模板的处理算法进行并行性分析，构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型；并行类生成单元，用于针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，生成相应的并行类；并行化类库生成单元，用于形成剖分面片模板处理算法的并行化类库。本专利技术实施例提供的遥感影像快速并行处理方法及装置，依据地图分幅拓展的地球剖分模型，通过建立剖分面片模板的数据模型，快速生成剖分面片模板；根据具体的遥感影像算法的并行化模型，将算法串行处理步骤抽象为该并行类的方法成员，形成剖分面片模板处理算法的并行化类库。基于此，遥感领域技术研究人员在没有并行开发经验的背景下，不需要熟悉高性能计算平台的技术细节和空间数据的剖分组织机理，只需要通过实例化相应遥感影像算法的并行类并进行初始设定，通过调用该类所提供的方法接口，就可以利用剖分面片模板库中的模板进行快速的并行计算，从而达到了大幅提高遥感影像处理效率的目的。附图说明图1示出了本专利技术实施例提供的遥感影像快速并行处理方法流程；图2示出了本专利技术实施例提供的剖分面片模板数据模型；图3示出了本专利技术实施例提供的建立剖分面片模板的方法流程图；图4示出了本专利技术实施例提供的剖分面片处理方法的流程图；图5示出了本专利技术实施例提供的剖分面片模板库的形成示意图；图6示出了本专利技术实施例提供的形成剖分面片模板库的方法流程图；图7示出了本专利技术实施例提供的构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型的方法流程图；图8示出了本专利技术实施例提供的生成相应的并行类的方法流程图；图9示出了本专利技术实施例提供的遥感影像快速并行处理装置的组成框图；图10示出了本专利技术实施例提供的一种模板生成单元的组成框图；图11示出了本专利技术实施例提供的另一种模板生成单元的组成框图；图12示出了本专利技术实施例提供的模板库生成单元的组成框图；图13示出了本专利技术实施例提供的并行处理模型建立单元的组成框图；图14示出了本专利技术实施例提供的并行类生成单元的组成框图。具体实施方式本专利技术的实施例提供一种遥感影像快速并行处理方法，如图1所示，该方法包括：101、将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板并形成剖分面片模板库。其中，剖分面片模板作为剖分面片计算的基本单元，在适当的剖分层级以每个面片为单元建立基准影像。剖分面片模板由面片信息、模板类型、模板数据组成。面片信息包括与剖分面片相对应的编码、层次、形状、面积、空间位置、投影变换等信息；模板类型对应具体的剖分处理算法，可以由模板管理模块创建，并管理模板元数据信息；模板数据是指定剖分面片对应的基准遥感影像信息，包括分辨率信息、坐标信息、像素信息及空间实体的颜色、纹理、形状等特征信息。剖分模板元数据信息包括数据格式、数据类型、数据文件算法接口、数据处理算法接口，其中，数据文件算法负责生成和解析数据文件，数据处理算法负责使用模板数据进行空间数据处理。剖分面片模板库是按照剖分面片模板数据模型（如图2所示）所建立的标准化正射遥感影像集合，是剖分面片的“DNA特征库”，能够实现全球任意地区遥感影像的统一管理、定位和共享。模板库的存储采用与剖分面片多层次、分布式剖分集群存储方案。模板库具有模板存储、模板索引、模板计算等功能模块。存储模块负责将各类模板数据根据其对应的面片存入存储集群，模板数据以二进制文件方式进行存储，文件本身的生成和解析则由模板调度系统统一管理；索引模块负责生成全球模板的索引大表，便于模板的快速提取和更新；由于具体的计算需求所涉及的区域不一定完全按照面片的范围，需要从现有的面片模板中进行组合，来生成任意区域的模板。模板计算调度系统负责模板统筹管理，接收计算任务，调度计算资源等，应包括模板管理、模板数据、任务调度、计算资源调度等模块。102、对所述剖分面片模板的处理算法进行并行性分析，构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型。103、针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，生成相应的并行类，形成剖分面片模板处理算法的并行化类库。进一步的，将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板，可以通过但不局限于以下的方法实现，如图3所示，该方法包括：201、基于EMD剖分模型，对待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，形成该区域的遥感影像多层级剖分面片集合。其中，在基于EMD剖分模型，对待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，形成该区域的遥感影像多层级剖分面片集合时，生成该遥感影像所对应的多层级剖分面片优选第5-8级剖分面片，当然，本专利技术实施例对此也不进行限制，也可以是其他层级的剖分面片。202、提取剖分面片的模板化特征形成相应层级的剖分面片模板。进一步的，由于不同应用对对遥感影像尺度的需求不同，在形成基础的剖分面片之后，可能需要对对应的剖分面片进行处理，得到与不同应用需求对应的遥感影像剖分面片，针对该需求，本专利技术的实施例还提供一种剖分面片处理方法，如图4所示，该方法包括：301、根据不同应用对遥感影像尺度的需求，构造面向剖分面片模板的计算模式。其中，剖分面片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种遥感影像快速并行处理方法，其特征在于，包括：将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板并形成剖分面片模板库；对所述剖分面片模板的处理算法进行并行性分析，构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型；针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，生成相应的并行类，形成剖分面片模板处理算法的并行化类库。

【技术特征摘要】
1.一种遥感影像快速并行处理方法，其特征在于，包括：将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板并形成剖分面片模板库；对所述剖分面片模板的处理算法进行并行性分析，构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型；针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，生成相应的并行类，形成剖分面片模板处理算法的并行化类库；其中，所述将遥感影像数据进行剖分化处理，建立剖分面片模板包括：基于全球剖分模型EMD剖分模型，对待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，形成该区域的遥感影像多层级剖分面片集合；根据不同应用对遥感影像尺度的需求，构造面向剖分面片模板的计算模式；根据所述计算模式对相应面片进行处理，得到与不同应用需求对应的遥感影像剖分面片的集合；提取剖分面片的模板化特征形成相应层级的剖分面片模板。2.根据权利要求1所述的遥感影像快速并行处理方法，其特征在于，所述形成剖分面片模板库包括：在剖分面片模板库中检索建立的剖分面片模板；若不存在，则直接将所述建立的剖分面片模板存入所述剖分面片模板库中；若存在，则将建立的剖分面片模板的目标特征向量与所述模板库中的对应剖分面片模板的目标特征向量进行相似性度量；若度量结果小于预设阈值则不更新模板库中对应的剖分面片模板；否则将所述建立的剖分面片模板存入所述剖分面片模板库中，更新对应的剖分面片模板。3.根据权利要求2所述的遥感影像快速并行处理方法，其特征在于，将所述建立的剖分面片模板存入所述剖分面片模板库中包括：采用多层次、分布式剖分集群存储方式，将所述建立的剖分面片模板存入所述剖分面片模板库中。4.根据权利要求3所述的遥感影像快速并行处理方法，其特征在于，对所述剖分面片模板的处理算法进行并行性分析，构建相应的剖分面片模板算法并行处理模型包括：分析与所述剖分面片模板相关的处理算法的可并行代码步及所述可并行代码步占整个算法的总运算步的百分比，确定所述剖分面片算法的可并行性的类型；根据剖分面片模板算法的并行化特征，剖分面片模板算法分三类：全局可并行算法，局部可并行算法，不可并行算法；根据其并行性的类型提取对应的并行化处理模型，所述并行化处理模型为：全局并行处理模型，局部并行处理模型，串行算法处理模型。5.根据权利要求4所述的遥感影像快速并行处理方法，其特征在于，针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，设计相应的并行类包括：根据所述并行处理模型设计对应的并行算法的抽象父类，确定所述剖分面片模板处理算法所必须的计算参数，将所述计算参数映射为该算法抽象父类的数据成员；将所述剖分面片模板算法的并行处理模型中处理步骤映射为抽象父类的方法成员，所述方法成员分别对应三种并行处理模型不同的处理流程。6.根据权利要求5所述的遥感影像快速并行处理方法，其特征在于，在针对所述剖分面片模板算法的并行处理模型，生成相应的并行类，形成剖分面片模板处理算法的并行化类库之后，当用户对特定的遥感影像进行处理操作时，还包括：根据所述特定的遥感影像确定其对应的剖分面片模板；继承确定的剖分面片模板算法的抽象父类,通过该类的构造方法传入算法必须的计算参数，并调用所述抽象父类的相关方法成员，完成所述确定的剖分面片模板算法的并行化；若所定义的方法不能满足用户需求，可重写对应方法。7.一种遥感影像快速并行处理装置，其特征在于，包括：模板生成单元，用于将待处理区域的遥感影像数据进行剖分化处理，建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜根远，张火林，熊德兰，邱颖豫，张江维，
申请(专利权)人：许昌学院，
类型：发明
国别省市：河南;41