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基于云计算的HICO在线、按需图像处理系统

(2015-04-03 16:14:21)
标签:

在线图像处理

云遥感

分类: ENVIServicesEngine
          HICO图像处理系统是由空间科学促进中心(CASIS: Center for the Advancement of Science in Space)赞助,HySpeed Computing公司与Exelis VIS公司(ENVI原厂商)合作开发。HICO系统是基于云框架的,它具有在线、按需和可拓展的遥感图像处理能力。HICO系统的目的是为了把图像处理和数据可视化与地球科学相结合,让全球用户可以使用该系统并得到有用的海洋环境信息。

HICO系统概述

 

        HICO图像处理系统的主要数据源是超光谱成像仪(Hyperspectral Imager for Coastal Ocean,HICO),这个成像仪搭载在国际空间站(the International Space Station , ISS)上,它可以获取水上生物信息。由于近岸海域是一个特别具有挑战性的遥感环境,它具有光学的复杂性,所以考虑到这一点,HICO传感器的信噪比非常高,并且在可见光和近红外具有完整的光谱覆盖范围(380-960nm),光谱分辨率为5.7nm。这个超光谱成像仪还具有90米的空间分辨率,以及50x2000km的幅宽。HICO是第一个专门针对近海海洋环境的星载成像光谱仪。

        HICO系统已经实现了一批沿海遥感算法,可以用来获取水质、水深和水生栖息地特征等信息。这些应用程序针对我们脆弱的沿海环境,能获取沿海环境的状况和特征等关键信息。HICO系统利用ENVI的服务器端产品ENVI Services Engine作为所有图像处理任务的框架,实现了新算法和处理工具的快速整合。用户只需要一个Web浏览器和互联网,就可以连接到高级图像处理和分析的平台。

        如下图所示,通过Web浏览器可以浏览世界范围内的HICO图像,根据应用需求,可选择整景或者某一范围进行OC4方法的叶绿素含量反演。

图1 在线、按需获取海洋环境信息

    基于云计算的HICO图像处理系统拥有以下几个技术优势:

  • 提供在线、按需、可拓展的图像处理功能;
  • 为全球用户提供HICO衍生产品和可视化工具;
  • 处理工具可以有效地与大型图像数据库协作;
  • 打破了软件和硬件需求对非专业人士的壁垒;
  • 可以快速集成和部署新算法和处理工具;
  • 通过应用程序分享加速遥感技术转化;
  • 为遥感专家和终端用户建立更直接的联系。


HICO系统构架

 

        整个HICO系统部署在Amazon Web服务上,包括ENVI Services Engine和中间件GeoServer。沿海遥感算法是基于ENVI/IDL开发,通过ENVI Services Engine部署为REST兼容的Web服务以供使用。中间件GeoServer是一个开源的地理数据共享平台,它传递用户对ENVI Services Engine发出的处理请求,并将结果返回到用户界面。GeoServer在这里承担组织、管理和传递空间数据的作用。

      如下图所示,ENVI Services Engine通过侦听一个在RESTful状态的HTTP调用并进行响应,即运行ENVI/IDL程序,结果通过GeoServer返回给请求客户端(如Web浏览器)。基于REST构架的ENVI Services Engine具有可伸缩性和负载平衡功能,这样的设计可以使得它能在集群上运行。

图2系统框架图


HICO系统的应用和未来

 

       HICO图像处理系统建立完成后,用户可以访问HySpeed Computing的网站(http://hyspeedcomputing.com)进入这个系统。此外,还可以直接通过NASA(http://oceancolor.gsfc.nasa.gov),或者在美国俄勒冈州立大学(http://hico.coas.oregonstate.edu)网站注册为HICO数据的用户来使用这个系统。

       基于Web的遥感图像处理系统引领着遥感领域的发展前沿。遥感的未来将离开像HICO这样存储在数据中心的大数据,而转向通过像ENVI Services Engine这样的服务器端产品,为终端用户提供高级分析。原始数据不会传输给终端用户,终端用户可以很容易地在Web浏览器上可视化较小的信息产品。

      我们可以设想一个有关遥感的未来:本地和云计算之间的界限将变得模糊,应用程序可以在任何计算环境里互换运行,开发者可以使用他们选择的开发语言,科学成就和创新可以很容易地通过分布式处理网络进行共享,源于影像的信息可以迅速共享给全球的用户群体。

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