徐雯佳

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海洋遙感數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)研究

徐雯佳

河北省地礦局水文工程地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021 河北省遙感中心，河北 石家莊 050021

針對海量遙感數(shù)據(jù)和海洋遙感監(jiān)測產(chǎn)品的管理需求，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套切實(shí)可行的海洋遙感數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了海洋數(shù)據(jù)的自動(dòng)化管理，極大程度上提高了海洋數(shù)據(jù)管理水平，為海洋數(shù)據(jù)的快速分發(fā)和共享提供了有力保障。

海洋遙感；數(shù)據(jù)管理；系統(tǒng)建設(shè)

引言

隨著遙感技術(shù)的飛速發(fā)展，衛(wèi)星遙感在海洋監(jiān)測中的應(yīng)用越來越廣泛，由此產(chǎn)生了海量的遙感數(shù)據(jù)和海洋遙感監(jiān)測產(chǎn)品[1]。早期，這些數(shù)據(jù)主要以文件的形式直接存儲(chǔ)于磁盤陣列中。而隨著海洋遙感監(jiān)測工作趨于常態(tài)化，數(shù)據(jù)量迅速增加，給數(shù)據(jù)的查詢和使用帶來極大不便。為此，建立一套以遙感數(shù)據(jù)和海洋遙感監(jiān)測產(chǎn)品為對象的海洋數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)十分必要。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

海洋遙感數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體框架分為四層：基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)服務(wù)層、應(yīng)用層。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要包括系統(tǒng)軟硬件環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)；數(shù)據(jù)層是整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的核心，主要存儲(chǔ)海洋遙感數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、野外調(diào)查數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)；基礎(chǔ)服務(wù)層為本系統(tǒng)的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)整合服務(wù)、數(shù)據(jù)地圖預(yù)覽服務(wù)、目錄管理服務(wù)、接口服務(wù)及統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)等；應(yīng)用層支持海洋數(shù)據(jù)瀏覽、海洋數(shù)據(jù)管理、地圖預(yù)覽、海洋數(shù)據(jù)規(guī)則解析等核心應(yīng)用。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)資源管理、數(shù)據(jù)資源瀏覽、數(shù)據(jù)資源統(tǒng)計(jì)、后臺(tái)運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)入庫分析、數(shù)據(jù)資源監(jiān)控等功能模塊。

2.1 數(shù)據(jù)資源管理模塊

系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源主要為遙感數(shù)據(jù)和海洋遙感監(jiān)測產(chǎn)品，還包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、野外調(diào)查數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)。遙感數(shù)據(jù)包括海洋一號(hào)、MODIS、環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星、高分一號(hào)、高分二號(hào)等數(shù)據(jù)類型。海洋遙感監(jiān)測產(chǎn)品包括水色水溫遙感監(jiān)測產(chǎn)品、海冰遙感監(jiān)測產(chǎn)品、赤潮遙感監(jiān)測產(chǎn)品、溢油遙感監(jiān)測產(chǎn)品、海島海岸帶遙感監(jiān)測產(chǎn)品等。遙感數(shù)據(jù)主要通過通信傳輸網(wǎng)絡(luò)直接輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)陣列，而海洋遙感監(jiān)測產(chǎn)品主要為用戶手動(dòng)上傳。

數(shù)據(jù)資源管理根據(jù)數(shù)據(jù)的類型和上傳方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)配置、備份歸檔。主要通過從用戶創(chuàng)建文件夾和用戶上傳文件進(jìn)行管理，包括添加、修改文件夾、文件名稱，然后對上傳文件或已有文件的屬性信息進(jìn)行解析和手動(dòng)人為輸入[2]。

2.2 數(shù)據(jù)資源瀏覽模塊

數(shù)據(jù)資源瀏覽模塊主要包括資源目錄瀏覽、資源查詢、數(shù)據(jù)資源訂單等功能。（1）資源目錄瀏覽：數(shù)據(jù)按照以目錄樹的形式展示，用戶可以選擇想要查看的目錄節(jié)點(diǎn)進(jìn)行展開查看。（2）資源查詢：按照選擇數(shù)據(jù)查詢的條件篩查數(shù)據(jù)資源，最終符合條件的數(shù)據(jù)資源在數(shù)據(jù)列表展示，同時(shí)支持通過地圖拉取空間范圍或在條件查詢中填寫四角坐標(biāo)進(jìn)行空間范圍查詢。（3）數(shù)據(jù)資源訂單：數(shù)據(jù)資源訂單主要將用戶選擇的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行整理成數(shù)據(jù)訂單，提交數(shù)據(jù)訂單通過審核后即可對數(shù)據(jù)訂單中的數(shù)據(jù)進(jìn)行下載。

2.3 數(shù)據(jù)資源統(tǒng)計(jì)模塊

統(tǒng)計(jì)匯總包含對各類數(shù)據(jù)資源在磁盤容量占用情況的統(tǒng)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)容量不足的磁盤進(jìn)行增加磁盤，保障了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全；對各類型衛(wèi)星及各類海洋遙感監(jiān)測產(chǎn)品每月的接收數(shù)據(jù)情況，進(jìn)行匯總成圖表，直觀地反應(yīng)數(shù)據(jù)接收情況。

2.4 后臺(tái)運(yùn)行管理模塊

建立系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行管理機(jī)制，通過系統(tǒng)后臺(tái)管理對海洋遙感數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置管理，主要包括用戶管理、權(quán)限管理、日志信息維護(hù)等后臺(tái)管理功能。

根據(jù)不同用戶權(quán)限級別，管理員可分別被授予不同的權(quán)限，限制用戶訪問系統(tǒng)的功能，提高系統(tǒng)的訪問安全。

2.5 數(shù)據(jù)入庫分析模塊

首先對資源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并形成《資源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)則說明書》；其次根據(jù)存儲(chǔ)規(guī)則實(shí)現(xiàn)對存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的解析。

選擇需要分析的數(shù)據(jù)路徑，以及分析數(shù)據(jù)類型，根據(jù)數(shù)據(jù)資源規(guī)范解析出數(shù)據(jù)的屬性信息，將數(shù)據(jù)屬性信息保存入庫。為通過設(shè)定資源數(shù)據(jù)條件，快速索引查詢數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ)。

2.6 數(shù)據(jù)資源監(jiān)控模塊

設(shè)定資源目錄，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)監(jiān)視目錄的變化情況，并輸入到日志。系統(tǒng)對發(fā)現(xiàn)變化的數(shù)據(jù)資源先根據(jù)存儲(chǔ)規(guī)則解析屬性信息。最后將解析的屬性數(shù)據(jù)更新入庫。

該模塊在系統(tǒng)運(yùn)行中起到了支撐性的作用，為數(shù)據(jù)資源的實(shí)時(shí)性提供了基礎(chǔ)性的支撐[3]。

3 主要技術(shù)應(yīng)用

3.1 MVC三層架構(gòu)

MVC是一種軟件設(shè)計(jì)典范，用于組織代碼用一種業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)顯示分離的方法，這個(gè)方法的假設(shè)前提是如果業(yè)務(wù)邏輯被聚集到一個(gè)部件里面，而且界面和用戶圍繞數(shù)據(jù)的交互能被改進(jìn)和個(gè)性化定制而不需要重新編寫業(yè)務(wù)邏輯。MVC被獨(dú)特的發(fā)展起來用于映射傳統(tǒng)的輸入、處理和輸出功能在一個(gè)邏輯的圖形化用戶界面的結(jié)構(gòu)中[2]。

3.2 Web Service

Web Service技術(shù)是自包含的、模塊化的應(yīng)用程序，它可以在網(wǎng)絡(luò)中被描述、發(fā)布、查找和調(diào)用。它是基于網(wǎng)絡(luò)的、分布式的模塊化組件，執(zhí)行特定的任務(wù)，遵守具體的技術(shù)規(guī)范，這些規(guī)范使得它能與其他兼容的組件進(jìn)行互操作。具有跨防火墻的通信、應(yīng)用程序集成、B2B的集成、軟件和數(shù)據(jù)重用等優(yōu)點(diǎn)[4]。

3.3 MapServer

MapServer是基于C語言，利用GEOS、OGR/GDAL對多種矢量和柵格數(shù)據(jù)的支持，通過Proj.4共享庫實(shí)時(shí)的進(jìn)行投影變換的開源GIS服務(wù)軟件。同時(shí)，還集合PostGIS和開源數(shù)據(jù)庫PostgreSQL對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和SQL 查詢操作，基于ka-map、MapLab和Cartoweb等一系列客戶端JavaScript API來支持對地理空間數(shù)據(jù)的傳輸與表達(dá)，并且遵守OGC制定的WMS、WFS、WCS、SLD、GML和Filter Encoding 等一系列規(guī)范[5]。

4 結(jié)語

海洋遙感數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了遙感數(shù)據(jù)和海洋監(jiān)測產(chǎn)品的自動(dòng)化管理，大大降低了數(shù)據(jù)管理成本，極大程度上提高了數(shù)據(jù)管理水平，為數(shù)據(jù)的快速分發(fā)和共享提供了強(qiáng)有力的保障。經(jīng)過半年的試運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，綜合效益明顯，應(yīng)用前景良好。

[1]趙晉霞，李明輝，馬賽瀟.海量海洋遙感影像數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究[J].海洋測繪，2012，32（3）：44-46.

[2]劉百橋，趙建華.海域動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)體系設(shè)計(jì)研究[J].海洋開發(fā)與管理，2014（5）：8-11.

[3]黃文.云南省國土資源遙感影像數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建設(shè)[J].地礦測繪，2012，28（1）：23-26.

[4]于杰，陳丕茂，秦傳新，等.基于Geoserver的WebGIS在海洋牧場可持續(xù)管理中的應(yīng)用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，42（9）：163-168.

[5]史園莉，申文明，熊文成，等.遙感數(shù)據(jù)集群處理作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2012，48（25）：77-82.

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1009-6434（2016）02-0086-02