海洋遙感反演產品發布平臺的設計研究

余應淮

海洋遙感信息作為數字海洋的重要數據來源，在海洋環境監測、資源保護、沿海經濟可持續發展等社會服務領域得到了廣泛應用。針對海洋遙感反演產品的有效管理和網絡速報需求，深入研究海洋遙感反演產品網絡發布的體系結構與關鍵技術問題，闡述了一個切實可行的海洋遙感反演產品發布平臺的系統設計及技術方案。

【關鍵詞】海洋遙感 反演產品 發布平臺 系統設計 技術方案

1 前言

海洋遙感信息作為數字海洋的重要數據來源，在海洋環境監測、資源保護、沿海經濟可持續發展等社會服務領域得到了廣泛應用。近年來，為實現海洋遙感數據的有效管理和信息共享，眾多學者采用不同的信息技術提出了不同的解決方案。其中，宋平艦等[1]針對遙感數據存在多源、異構、海量的特點，提出基于WSRF的分布式海洋遙感數據集成與共享機制，通過數據層、服務層、服務管理層、應用層和表示層5層架構使用戶能夠透明地共享、一體化地處理已有的遙感數據。滕龍妹等[2]將WebGIS、空間數據存取、網絡傳輸等技術引入海洋光學遙感數據一體化管理中，設計了面向海洋遙感數據的速報地理信息系統，該系統集成了數據自動批量入庫、數據批量自動遠程分發、空間數據可視化實時發布等功能模塊，具備海洋遙感數一體化管理功能和數據網絡實時發布功能。陳志榮等[3]以浙江海洋水質遙感速報GIS系統的實現為例，自主設計了面向海洋遙感數據的空間數據庫引擎，并詳細介紹了該引擎的數據存儲結構和數據訪問機制。王娜[4]在對WebGIS、空間數據庫、網絡通信技術進行深入剖析的基礎上，采用J2EE平臺體系下的三級分層結構，設計了一套海洋遙感數據實時發布的解決方案。滕駿華等[5]利用遙感資料進行海岸帶環境動態變化監測具有快速準確的優點，以遙感數據應用為核心，根據信息產品生產的業務化需求將遙感數據的獲取、預處理、專題信息提取、遙感專題圖產品制作的整個過程有機地集成為一體，提出了海岸帶環境遙感信息系統的研發方案，實現了遙感數據處理、遙感信息提取、專題信息綜合、專題產品制作等信息產品的業務化生產。趙艷玲等[6]采用了數據層、業務層、表示層三層體系的組織方式設計了基于Web海洋衛星遙感產品查詢系統，實現了遙感專題產品的網上實時發布。朱慶等[7]在介紹海洋遙感信息管理與發布系統的體系結構的基礎上，著重論述了基于Web的海洋遙感信息發布，包括互聯網上元數據查詢的實現及影像的實時瀏覽等關鍵技術。

針對海洋遙感反演產品的有效管理和網絡速報需求，本文在深入研究海洋遙感反演產品網絡發布的體系結構與關鍵技術問題的基礎上，提出一個可行的構建海洋遙感反演產品發布平臺的系統設計及技術方案。

2 海洋遙感反演產品發布平臺的設計目標

海洋遙感反演產品發布平臺立足于沿海海域環境監測保護的現狀和存在的問題，在利用MODIS、HY、NOAA 、FY等衛星資料進行水質分類，以及多顆衛星遙感資料的融合處理的基礎上，自動生成COD、DOC、葉綠素、懸浮泥沙、黃色物質、透明度、溫度等海洋遙感反演產品，并綜合使用計算機軟件技術建立沿海衛星遙感反演產品基礎信息庫和發布平臺，通過計算機網絡通信技術實現沿海海域水質遙感信息的動態實時發布。

系統采用先進的腳本技術實現反演產品數據的分類查詢、快速瀏覽與便捷下載，可通過配置系統相關的運行控制參數定制自定義風格的交互界面，具有高度的可視性和互動性。

3 海洋遙感反演產品發布平臺設計

3.1 系統結構

海洋遙感反演產品發布不僅要求具備產品的網絡動態發布功能，還要求具備產品數據的自動備份與歸檔管理功能，系統結構由產品發布子系統、數據管理子系統、基礎數據庫和運行控制子系統四個部分組成，如圖1所示。

其中，產品基礎數據庫為產品發布子系統的數據源，包括COD、DOC、葉綠素、懸浮泥沙、黃色物質、透明度、溫度等海洋遙感反演產品數據。產品發布子系統作為對外公開的產品服務應用系統，主要實現海洋遙感反演產品的網絡動態發布，包括產品的查詢、顯示、下載。數據管理子系統為海洋遙感反演產品發布平臺的服務器端應用系統，實現海洋遙感反演產品的自動備份，并采用數據庫管理系統對反演產品進行歸檔管理，為產品發布子系統提供數據來源。運行控制子系統同樣作為海洋遙感反演產品發布平臺的服務器端應用系統的組成部分，主要完成控制整個平臺運行的相關參數配置。

3.2 系統的功能模塊

根據海洋遙感反演產品發布的業務特點，系統在功能上可以劃分為產品發布、數據管理、運行控制等三個子系統，各子系統的功能模塊具體如下：

3.2.1 產品發布子系統

產品發布子系統作為對外提供海洋遙感反演產品服務的應用系統，主要實現海洋遙感反演產品的網絡動態發布，包括產品查詢、產品顯示、產品下載等功能模塊。

（1）產品查詢功能模塊可以按海洋遙感衛星、產品類型、產品級別、日期、區域等關鍵字對海洋遙感反演產品數據進行檢索。

（2）產品顯示功能模塊以縮略圖形式顯示海洋遙感反演產品，并提供圖像縮放、平移等圖控功能。

（3）產品下載功能模塊為遠程用戶提供下載最新海洋遙感反演產品以及所查詢產品的功能。

3.2.2 數據管理子系統

數據管理子系統作為遙感反演產品發布平臺的服務器端應用系統的一個組成部分，包括海洋遙感反演產品數據的自動備份與歸檔管理功能模塊。

（1）產品數據備份管理功能模塊通過定時訪問各級海洋遙感反演產品處理終端，并檢索其所處理的最新反演產品，實現各級反演產品的實時自動備份。

（2）產品數據歸檔管理功能模塊采用數據庫管理系統實現對各類海洋遙感反演產品的歸檔管理，并為產品發布子系統提供數據來源。

3.2.3 運行控制子系統

運行控制子系統作為遙感反演產品發布平臺的服務器端應用系統的另一個組成部分，包括產品發布參數設置、產品處理終端參數設置、產品數據備份參數設置等功能模塊。

（1）產品發布參數設置功能模塊完成產品發布子系統動態發布海洋遙感反演產品控制參數的設置，包括對外發布的產品類型、級別、最新產品的時間段等參數。

（2）產品處理終端參數設置功能模塊完成各級海洋遙感反演產品處理終端的內網IP地址、各終端上產品源數據的存儲路徑等參數的設置。

（3）產品數據備份參數設置功能模塊完成自動備份海洋遙感反演產品所需的相關參數設置，包括產品數據的備份路徑、產品類型、文件格式、新產品的檢測頻率等參數。

4 海洋遙感反演產品發布平臺的技術方案

軟件系統的研發技術方案是整個海洋遙感反演產品發布平臺設計、運行、維護的重要保證，采用先進、適用的軟件體系結構，可以使系統開發周期大幅縮短，提高系統的開發質量。根據系統的應用模式、規模及應用內容，選擇基于Client/Server模式與Browser/Server模式相結合的異構體系結構的技術方案，其中服務器主機采用微軟公司的Windows 7.0+IIS6.0 （及以上版本）的系統環境作為基礎平臺，如圖2所示。

（1）海洋遙感反演產品發布平臺的開發采用統一的數據組織方式，通過基于角色的訪問控制系統實現對不同類別用戶權限的控制，通過會話安全管理模塊和會話狀態控制模塊來提高系統在安全控制方面的能力。

（2）產品發布子系統的開發綜合采用基于ASP的動態Web技術與可視化編程技術，主要實現海洋遙感反演產品的動態發布，通過產品類型模型或指定任意關鍵字實現產品查詢，通過圖形列表形式實現海洋遙感反演產品的分類顯示與產品下載，通過后臺管理的模式實現系統運行控制，使系統具有高效的運行速度與高度的互動性。

（3）數據管理子系統采用基于文件傳輸協議的CUTEFTP進行架設，通過定時訪問各級產品處理終端，保持海洋遙感反演產品基礎信息庫與產品處理終端的同步更新，實現各級反演產品的實時自動備份；其次，采用微軟公司的SQL SERVER 2003（及以上版本）數據庫管理系統對反演產品進行歸檔管理，為產品發布子系統提供數據來源，同時提高系統數據訪問的效率和安全性。

（4）運行控制子系統采用分層結構進行設計，保證系統的表現層、業務邏輯層以及基礎數據層的相互分離，并采用標準的、開放的、統一的對象組件庫作為公共的技術基礎，增強系統的可擴展性。

5 結束語

針對海洋遙感反演產品的有效管理和網絡速報需求，在深入研究海洋遙感反演產品網絡發布的體系結構與關鍵技術的基礎上，提出了一個切實可行的海洋遙感反演產品發布平臺的系統設計及技術方案。該平臺系統由產品發布子系統、數據管理子系統、基礎數據庫和運行控制子系統四個部分組成，實現了反演產品的便捷查詢、在線瀏覽、系統運行控制、后臺管理等功能。系統整體框架采用混合Client/Server、Browser/Server模式的異構體系結構，不僅能滿足系統運行需求，且具備高度的可擴展性。

參考文獻

[1]宋平艦，崔賓閣，劉榮杰，等.基于WSRF的海洋遙感數據集成與共享機制設計與實現[J].海洋通報，2013，32（02）：195-199.

[2]滕龍妹，劉仁義，劉南.海洋遙感數據一體化管理方法[J].上海交通大學學報，2008，42（10）：1674-1677.

[3]陳志榮，劉仁義，劉南.面向網絡發布的海洋遙感數據庫引擎設計與應用[J].浙江大學學報（理學版），2008，35（01）：96-99.

[4]王娜.海洋遙感數據速報系統設計與實現[D].浙江：浙江大學省GIS重點實驗室，2007：6-7.

[5]滕駿華，樓秀琳，孫美仙，等.海岸帶環境遙感信息的系統集成[J].海洋學研究，2006，24（04）：77-86.

[6]趙艷玲，何賢強，王迪峰，等.基于Web海洋衛星遙感產品的查詢系統[J].東海海洋，2005，23（01）：32-39.

[7]朱慶，鐘若飛李德仁.基于Web的海洋遙感信息管理與發布系統的設計[J].海洋學報（中文版），2002，24（S1）：191-199.

作者單位

廣東海洋大學數學與計算機學院 廣東省湛江市 524088