基于GXL的影像生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王 偉，楊海明，向 娟

（1.國(guó)家測(cè)繪地理信息局重慶測(cè)繪院，重慶 400015）

基于GXL的影像生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王 偉1，楊海明1，向 娟1

（1.國(guó)家測(cè)繪地理信息局重慶測(cè)繪院，重慶 400015）

根據(jù)GXL影像生產(chǎn)全生命周期管理原理，利用其提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于GXL的影像生產(chǎn)管理系統(tǒng)，并通過實(shí)例證明了該系統(tǒng)的實(shí)用性和高效性。該系統(tǒng)不僅重構(gòu)和優(yōu)化了GXL已有的影像生產(chǎn)工作流程，還集成了影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，增加了對(duì)處理節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和異常狀態(tài)的智能處理。

影像生產(chǎn)；GXL；應(yīng)用

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)﹑航空航天遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感影像數(shù)據(jù)類型日益豐富。遙感影像數(shù)據(jù)具有高空間分辨率﹑高光譜分辨率和高時(shí)間采集頻率等特點(diǎn)，隨著各種類型衛(wèi)星的發(fā)射，需要管理和處理的遙感影像數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)增長(zhǎng)[1-3]。如何存儲(chǔ)﹑組織﹑管理和使用這些海量多源遙感衛(wèi)星影像，提高銷售和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的效率是目前迫切需要解決的問題。為了有效解決貫穿整個(gè)影像生命周期的海量影像的管理和生產(chǎn)，本文基于GXL二次開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了影像生產(chǎn)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)影像生命周期中的數(shù)據(jù)獲取﹑存儲(chǔ)﹑生產(chǎn)﹑深加工﹑產(chǎn)品分發(fā)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)整合，在方便管理影像及其相關(guān)數(shù)據(jù)的同時(shí)，使數(shù)據(jù)能無縫出入影像生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

1 GXL二次開發(fā)技術(shù)介紹

GXL是加拿大PCI公司針對(duì)海量影像自動(dòng)化生產(chǎn)而提出的新一代解決方案，主要用于海量航空影像和衛(wèi)星影像的高速自動(dòng)化生產(chǎn)。GXL將GPU強(qiáng)大的處理能力和PCI自動(dòng)化技術(shù)集成在一起，同時(shí)支持并行處理與分布式處理，使得影像處理可同時(shí)通過軟件和硬件加速，得到擁有高效處理能力的集成系統(tǒng)[4-8]。

JPS技術(shù)將GXL生產(chǎn)作業(yè)工作流指派到各單獨(dú)的處理服務(wù)器上進(jìn)行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了分布式的數(shù)據(jù)處理。在整個(gè)系統(tǒng)中，JPS 可鏈接到多臺(tái)處理服務(wù)器上，但JPS只負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各服務(wù)器的資源利用而并非對(duì)其進(jìn)行管理。JPS能根據(jù)各服務(wù)器的處理能力有效地進(jìn)行負(fù)載均衡調(diào)整。GXL不僅內(nèi)置了基于瀏覽器的JPS管理器，還提供了JPS Web Service二次開發(fā)接口。這些接口支持對(duì)GXL后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)提交作業(yè)﹑監(jiān)控作業(yè)狀態(tài)﹑搜索特定作業(yè)﹑查看作業(yè)日志等功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)GXL的二 次開發(fā)與集成，如圖1所示。

圖1 GXL二次開發(fā)接口圖

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于GXL的影像生產(chǎn)管理系統(tǒng)包括基礎(chǔ)管理子系統(tǒng)﹑數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)﹑數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)和生產(chǎn)過程管理子系統(tǒng)4個(gè)部分，貫穿影像數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理的全生命周期，如圖2所示。

2.2 基礎(chǔ)管理子系統(tǒng)

基礎(chǔ)管理子系統(tǒng)為系統(tǒng)的通用功能，包括系統(tǒng)管理﹑用戶管理﹑權(quán)限管理﹑日志管理和參數(shù)管理等。系統(tǒng)管理包括系統(tǒng)配置管理﹑版本管理﹑備份管理等功能；用戶管理包括對(duì)用戶的增刪改查﹑具體用戶相關(guān)信息的配置等功能；權(quán)限管理包括系統(tǒng)權(quán)限管理和用戶權(quán)限管理，支持對(duì)權(quán)限的增刪改查，其中系統(tǒng)權(quán)限管理又包括系統(tǒng)用戶權(quán)限管理和系統(tǒng)管理員權(quán)限管理，系統(tǒng)用戶權(quán)限管理又包括多種用戶角色，如數(shù)據(jù)經(jīng)理﹑數(shù)據(jù)庫(kù)管理員﹑數(shù)據(jù)生產(chǎn)經(jīng)理﹑數(shù)據(jù)生產(chǎn)工程師﹑質(zhì)量審核經(jīng)理﹑質(zhì)量審核員﹑普通用戶等；日志管理包括對(duì)后臺(tái)日志﹑用戶登錄退出日志﹑用戶各種操作日志等相關(guān)日志的管理和查詢；參數(shù)管理包括對(duì)與系統(tǒng)部署和配置相關(guān)的各方面參數(shù)的管理。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)管理﹑數(shù)據(jù)權(quán)限管理和數(shù)據(jù)上傳下載3類功能。其中，數(shù)據(jù)管理功能是對(duì)影像及其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，包括原始數(shù)據(jù)管理﹑參考數(shù)據(jù)管理﹑DEM數(shù)據(jù)管理﹑矢量數(shù)據(jù)管理﹑控制點(diǎn)數(shù)據(jù)管理﹑中間數(shù)據(jù)管理﹑成果數(shù)據(jù)管理等；數(shù)據(jù)權(quán)限管理功能是對(duì)數(shù)據(jù)集以及數(shù)據(jù)空間訪問權(quán)限的控制，支持對(duì)授權(quán)的增刪改查，用戶只能訪問授權(quán)區(qū)域的授權(quán)數(shù)據(jù)集；數(shù)據(jù)上傳下載功能負(fù)責(zé)自動(dòng)分配空間和任務(wù)位置，支持對(duì)上傳下載任務(wù)內(nèi)容﹑進(jìn)度﹑狀態(tài)﹑日志等的查詢。

數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)是數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的一個(gè)子集，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)查詢功能，包括屬性查詢﹑圖形查詢﹑查詢結(jié)果篩選﹑數(shù)據(jù)分發(fā)等功能。其中，屬性查詢功能支持對(duì)產(chǎn)品級(jí)別﹑傳感器﹑攝影日期﹑Path Row范圍﹑產(chǎn)品名稱﹑軌道號(hào)﹑云蓋﹑雪蓋﹑入射角等多種屬性的查詢；圖形查詢功能支持對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)﹑矩形﹑多邊形范圍的查詢；查詢結(jié)果篩選包括多選﹑反選﹑動(dòng)態(tài)篩選﹑選中高亮﹑只顯示勾選項(xiàng)等多種功能。

2.4 生產(chǎn)過程管理子系統(tǒng)

生產(chǎn)過程管理子系統(tǒng)主要包括節(jié)點(diǎn)管理﹑生產(chǎn)流程定義﹑生產(chǎn)狀態(tài)查看﹑生產(chǎn)流程控制等功能。節(jié)點(diǎn)管理是對(duì)GXL作業(yè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)查看和節(jié)點(diǎn)維護(hù)功能，包括節(jié)點(diǎn)信息列表顯示﹑節(jié)點(diǎn)增加﹑節(jié)點(diǎn)刪除﹑節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息查詢﹑節(jié)點(diǎn)修改﹑節(jié)點(diǎn)查詢﹑節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)控﹑節(jié)點(diǎn)異常自動(dòng)處理和宕機(jī)自動(dòng)恢復(fù)等。生產(chǎn)流程定義是用戶配置并創(chuàng)建指定類型GXL作業(yè)，參數(shù)配置包括節(jié)點(diǎn)狀態(tài)定義﹑任務(wù)完成定義﹑質(zhì)量定義等；生產(chǎn)過程中，對(duì)于參數(shù)不達(dá)標(biāo)（不符合定義描述）的任務(wù)，系統(tǒng)將自動(dòng)停止或重啟生產(chǎn)流程。生產(chǎn)狀態(tài)查看是指在系統(tǒng)中提供便捷的信息查看功能，可隨時(shí)查看當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)的各種信息，包括查看任務(wù)類型及參數(shù)信息﹑任務(wù)狀態(tài)﹑任務(wù)執(zhí)行日志﹑完成情況等相關(guān)內(nèi)容。生產(chǎn)流程控制包括參數(shù)管理及配置，任務(wù)計(jì)劃的安排啟動(dòng)，任務(wù)的停止﹑取消﹑重啟以及配置任務(wù)啟動(dòng)的先后順序等。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

基礎(chǔ)管理子系統(tǒng)﹑數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)將GXL集成到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，在方便管理影像及其相關(guān)數(shù)據(jù)的同時(shí)，使數(shù)據(jù)能無縫接入GXL影像生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以縮短GXL影像生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備時(shí)間；同時(shí)GXL生產(chǎn)完成的成果數(shù)據(jù)可便捷地進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)歸檔。生產(chǎn)過程管理子系統(tǒng)通過對(duì)JPS技術(shù)進(jìn)行解構(gòu)﹑重構(gòu)和增強(qiáng)，擴(kuò)展了GXL已有的功能，且在生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)建或完成時(shí)與其他子系統(tǒng)進(jìn)行了一體化集成（圖 3﹑ 4），大大增強(qiáng)了GXL的易用性，優(yōu)化了影像生產(chǎn)的自動(dòng)化流程，提高了生產(chǎn)效率。

圖3 影像數(shù)據(jù)集管理

圖4 影像數(shù)據(jù)查詢與篩選

4 結(jié) 語

基于GXL的影像生產(chǎn)管理系統(tǒng)具有高可用性和高擴(kuò)展性，重構(gòu)和優(yōu)化了GXL已有的影像生產(chǎn)功能，集成了影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，擴(kuò)展了影像處理節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和異常狀態(tài)智能處理功能，并通過影像生產(chǎn)實(shí)例證明了其實(shí)用性和高效性。該系統(tǒng)可縮短GXL影像生產(chǎn)前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的時(shí)間，提高GXL影像生產(chǎn)整體效率。

[1] 鄧小煉,蘇理宏,王錦地,等. 基于元數(shù)據(jù)和快視圖的遙感圖像庫(kù)管理與發(fā)布[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2002(5):255-258

[2] 王貽達(dá). 面向空間數(shù)據(jù)挖掘的遙感圖像數(shù)據(jù)管理研究[D].北京:中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心),2009:5-10

[3] 冷秀華,趙偉,李瑞香.海島遙感圖像數(shù)據(jù)管理示范系統(tǒng)的構(gòu)架與分析[J].海岸工程,2007(3):72-77

[4] 楊靜,周曉敏,韓鵬飛. PCI GXL在國(guó)情普查項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息,2014(6):154-156

[5] 王鐵軍,鄭福海,馬治,等. 基于PCI-GXL的稀少控制衛(wèi)星影像糾正生產(chǎn)試驗(yàn)[J].地理信息世界,2015(5):112-115

[6] 米超川,劉英. 基于GXL系統(tǒng)利用高分辨率衛(wèi)星影像制作正射影像[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化,2014(2):43-44

[7] 武曉天,許康,王彥敏. 基于GXL的海量遙感數(shù)據(jù)正射影像制作研究[J].現(xiàn)代測(cè)繪,2015(4):23-25

[8] 翟娜,武曉莉,余樹影,等. GXL系統(tǒng)在地理國(guó)情普查項(xiàng)目DOM生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化,2015(3):13-15

P208

B

1672-4623（2017）09-0077-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.09.024

2016-07-12。

項(xiàng)目來源：國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2016KJ0303）。

王偉，博士，工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用研究。