蔣亮虹　江源通

摘要：本文在肯定遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)的重大需求和巨大作用的同時(shí)指出其存在的一些缺陷和不足，從而引出云計(jì)算的概念、應(yīng)用和發(fā)展，指出云計(jì)算能夠有效的促進(jìn)遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，并列出相關(guān)理由加以說(shuō)明。最后，作者對(duì)云計(jì)算的前景給出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；遙感；應(yīng)急監(jiān)測(cè)

1、遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)需求

我國(guó)是一個(gè)多種災(zāi)害類型頻繁發(fā)生的國(guó)家，地震、旱災(zāi)、洪澇、低溫災(zāi)害、山體滑坡及泥石流等重大突發(fā)自然災(zāi)害和社會(huì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，災(zāi)害造成的損失巨大，嚴(yán)重影響了我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。遙感技術(shù)具有獲取信息快、信息量大、手段多、更新周期短， 能多方位和全天候地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，為快速完成災(zāi)情速報(bào)與損失評(píng)估提供了一種新的高效技術(shù)手段，從而保障救災(zāi)工作的順利開展[1]。利用遙感可以對(duì)重大災(zāi)害引發(fā)的次生災(zāi)害進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而及時(shí)了解災(zāi)情信息，提供決策支持。遙感在災(zāi)后的重建規(guī)劃也發(fā)揮著巨大作用，通過(guò)遙感解譯，對(duì)整個(gè)災(zāi)區(qū)的災(zāi)情做出全面評(píng)估，并結(jié)合災(zāi)區(qū)的地形、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)，對(duì)災(zāi)區(qū)重建選址和移民搬遷做出決策[2]。遙感技術(shù)在災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)評(píng)估中發(fā)揮著重要的作用， 為國(guó)家災(zāi)害應(yīng)急救援和抗災(zāi)救災(zāi)工作提供了科學(xué)的決策依據(jù)。在肯定其做出的突出貢獻(xiàn)的同時(shí)，值得指出的是在遙感技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中存在著一些問(wèn)題急需解決和完善[3]。

1） 大數(shù)據(jù)量管理問(wèn)題。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，隨之而來(lái)的一個(gè)問(wèn)題就是呈幾何級(jí)數(shù)速率在增長(zhǎng)的影像數(shù)據(jù)量，遙感影像數(shù)據(jù)具有獲取周期短、更新頻率快、類型繁多、數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)尺度多樣、數(shù)據(jù)來(lái)源多樣等特點(diǎn)，因此如何有效的存儲(chǔ)和管理這些海量數(shù)據(jù)是遙感技術(shù)能夠更好的應(yīng)用的前提[4， 5]。

2） 處理效率瓶頸。傳統(tǒng)的遙感數(shù)據(jù)處理平臺(tái)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前對(duì)于海量遙感數(shù)據(jù)的快速處理以達(dá)到實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)機(jī)制，而在重大災(zāi)害面前要求我們能夠快速、高效的處理遙感數(shù)據(jù)，以便更好的實(shí)施災(zāi)后救援。因此，如何快速、高效地處理這些遙感數(shù)據(jù)以便從中快速獲取災(zāi)情信息是一個(gè)瓶頸問(wèn)題[6]。

3） 多方協(xié)作待提升。目前，在遙感技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中存在著一些局限性和不足：①由于地面接收站和處理中心的分布性特點(diǎn)，造成了數(shù)據(jù)來(lái)源的嚴(yán)重分散性，不利于數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一共享和處理的時(shí)效性。②遙感圖像的整個(gè)解譯過(guò)程需要不同方面的解譯專家，也可能需要經(jīng)過(guò)許多不同的處理過(guò)程。但是往往由于不同解譯專家在不同地方，無(wú)法進(jìn)行有效直接的溝通，這就造成了解譯專家人力資源的孤立性，從而不能最大程度地發(fā)揮所有解譯專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)[7]。

2、云計(jì)算及其技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1相關(guān)概念

亞馬遜是全球最早提出云計(jì)算概念，并將云計(jì)算運(yùn)用于中小企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一。云計(jì)算是指基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交互模式，通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云計(jì)算借用了量子物理中的“電子云”的概念，指網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)有像電子云一樣的彌漫性、復(fù)雜性、不確定性、同時(shí)性和無(wú)處不在等特征[8]。

云計(jì)算是分布式計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。云計(jì)算具有如下幾個(gè)基本特征：云計(jì)算具有以下幾個(gè)主要特征：（1）資源配置動(dòng)態(tài)化。根據(jù)消費(fèi)者的需求動(dòng)態(tài)劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，云計(jì)算為客戶提供的這種能力是無(wú)限的，實(shí)現(xiàn)了IT資源利用的可擴(kuò)展性。（2）需求服務(wù)自助化。云計(jì)算為客戶提供自助化的資源服務(wù)，用戶無(wú)需同提供商交互就可自動(dòng)得到自助的計(jì)算資源能力。（3）網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)便捷化，客戶可借助不同的終端設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的可用能力，使對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)無(wú)處不在。（4）服務(wù)可計(jì)量化。在提供云服務(wù)過(guò)程中，針對(duì)客戶不同的服務(wù)類型，通過(guò)計(jì)量的方法來(lái)自動(dòng)控制和優(yōu)化資源配置。（5）資源的虛擬化。借助于虛擬化技術(shù)將分布在不同地區(qū)的計(jì)算資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的共享。

2.2現(xiàn)狀與趨勢(shì)

自云計(jì)算的概念誕生以來(lái)，一些千億級(jí)的公司相繼推出自己的特色產(chǎn)品來(lái)?yè)屨际袌?chǎng)的份額[9]。

云計(jì)算正在推動(dòng)不同產(chǎn)業(yè)改變?cè)械哪Ｊ剑琁DC和Gartner預(yù)測(cè)近幾年云計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)將保持高速增長(zhǎng)，其發(fā)展趨勢(shì)可歸為以下幾方面。

（1）云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)趨向規(guī)范化?，F(xiàn)如今進(jìn)行云計(jì)算活動(dòng)的行業(yè)如此之多，如果不同廠家對(duì)云計(jì)算提供不同的解決方案，則會(huì)導(dǎo)致不同廠家設(shè)備之間的硬件轉(zhuǎn)移和互通、互聯(lián)、互操作等方面出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)阻礙云計(jì)算的發(fā)展。只有研究和制定云計(jì)算相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)才是云計(jì)算大規(guī)模占領(lǐng)服務(wù)市場(chǎng)的關(guān)鍵， 云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行。

（2）云計(jì)算數(shù)據(jù)趨向安全化。數(shù)據(jù)的安全性一直是重中之重，安全性問(wèn)題解決不了會(huì)影響云計(jì)算的發(fā)展和應(yīng)用。私有云是相對(duì)公有云來(lái)說(shuō)的，而且是針對(duì)某個(gè)企業(yè)或組織構(gòu)建的，完全由其控制，這樣就能保障數(shù)據(jù)的安全性。

（3）網(wǎng)絡(luò)性能趨向優(yōu)化。云計(jì)算對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求極大，如果網(wǎng)絡(luò)通信商能夠不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬和提高質(zhì)量，才能滿足未來(lái)云計(jì)算的需求。依目前來(lái)看，云計(jì)算的進(jìn)一步深入和成熟正促使網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)一步完善和優(yōu)化中。

（4）云計(jì)算產(chǎn)業(yè)布局趨于合理。未來(lái)的云計(jì)算的產(chǎn)業(yè)布局必將以“以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向”的原則，對(duì)IT資源過(guò)剩的地區(qū)進(jìn)行資源整合，對(duì)IT資源不足的地區(qū)進(jìn)行擴(kuò)建，逐步降低盲目投資的風(fēng)險(xiǎn)，布局將日趨合理。

2.3技術(shù)優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算的硬件以低成本運(yùn)算單元為主， 從而降低了IT系統(tǒng)的建設(shè)和擴(kuò)展成本。云計(jì)算是基于分布式計(jì)算和分布式存儲(chǔ)因而具有高可靠性和高性能的IT系統(tǒng)處理和存儲(chǔ)能力。云計(jì)算具有快速部署，彈性擴(kuò)容等優(yōu)勢(shì)，規(guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，可以適時(shí)增加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)以提高云計(jì)算服務(wù)能力。云計(jì)算能夠通過(guò)資源的虛擬化、動(dòng)態(tài)分配和自動(dòng)化管理，為用戶提供按需服務(wù)，進(jìn)一步提高了IT系統(tǒng)資源利用率，實(shí)現(xiàn)了資源動(dòng)態(tài)共享。云計(jì)算提供了標(biāo)準(zhǔn)硬件設(shè)備和開放的應(yīng)用訪問(wèn)接口和管理接口，從而實(shí)現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)與應(yīng)用之間的解耦，進(jìn)而增加系統(tǒng)的兼容性，提高了設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化程度，降低管理的復(fù)雜性。

3、云計(jì)算對(duì)遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)的作用

3.1解決大數(shù)據(jù)量管理

云計(jì)算的高可靠性和高性能的存儲(chǔ)能力是由大量低成本IT硬件單元負(fù)載分擔(dān)來(lái)提供的，所以云計(jì)算在大數(shù)據(jù)管理方面具有一定的優(yōu)勢(shì)和作用。利用云計(jì)算虛擬資源管理、分布式存儲(chǔ)、分布式計(jì)算等特點(diǎn)，可以有效對(duì)大量的遙感影像數(shù)據(jù)特別是高分辨率影像進(jìn)行存儲(chǔ)和高效管理。當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，可以通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)，這就是云存儲(chǔ)。

3.2破解處理效率瓶頸

云計(jì)算具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，它的計(jì)算是分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，規(guī)模可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，可適時(shí)增加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)提高云計(jì)算服務(wù)能力，這樣有效的克服了傳統(tǒng)的遙感處理平臺(tái)不能快速實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的情況。云計(jì)算的到來(lái)有效破解了當(dāng)前處理效率的瓶頸，它可以快速高效的處理高分辨遙感影像數(shù)據(jù)，以便及時(shí)迅速提取災(zāi)情信息，有效服務(wù)于災(zāi)后救援工作。

3.3促進(jìn)多方協(xié)作

由于云計(jì)算本身具有的分布式特點(diǎn)，因此可以有效的對(duì)來(lái)源分散的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而實(shí)現(xiàn)資源的共享。云計(jì)算可以促進(jìn)不同地方的專家協(xié)同工作，也可以整合不同的遙感數(shù)據(jù)資源，從而實(shí)現(xiàn)多方資源的協(xié)同工作。

4、結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算為使用網(wǎng)絡(luò)提供了幾乎無(wú)限多的可能，為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)提供了幾乎無(wú)限量的空間，也為各種應(yīng)用提供了幾乎無(wú)限大的計(jì)算能力。云計(jì)算向人們展示了很好的前景，云計(jì)算可以有效的輔助遙感在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，尤其是突發(fā)災(zāi)害事件的高效應(yīng)用，云計(jì)算對(duì)遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)具有巨大的作用，值得深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]王麗濤， 王世新， 周藝， 等. 青海玉樹地震災(zāi)情遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)分析[J]. 遙感學(xué)報(bào)， 2010 （5）： 1053-1066.

[2]陶和平， 劉斌濤， 劉淑珍， 等. 遙感在重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用前景——以 5· 12 汶川地震為例[J]. 山地學(xué)報(bào)， 2008， 26（3）： 276-279.

[3]范一大， 王磊， 聶娟， 等. 我國(guó)低溫雨雪冰凍災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)——研究與應(yīng)用[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)， 2009， 17（6）： 21-25.

[4]王華斌， 唐新明， 李黔湘. 海量遙感影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 測(cè)繪科學(xué)， 2008， 33（6）： 156-157.

[5]李峰， 曾志明， 付琨， 等. 遙感影像數(shù)據(jù)庫(kù)基于內(nèi)容檢索系統(tǒng)的構(gòu)建[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)： 信息科學(xué)版， 2005， 30（009）： 787-790.

[6]武云龍， 王思勇， 李新樓. 基于云計(jì)算的遙感數(shù)據(jù)處理模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)， 2010， 6（14）：3646-3648.

作者簡(jiǎn)介：蔣亮虹，湖南科技大學(xué)建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院。

江源通（1988-），男，福建漳州人，碩士，主要從事物聯(lián)網(wǎng)與3S。

基金號(hào)：湖南科技大學(xué)研究生創(chuàng)新基金 （S130033）