研究基于面向对象的分布式遥感数据存储模型

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1、研究基于面向对象的分布式遥感数据存储模型　　随着我国高分系列卫星升空，国家大力发展空间信息产业，拥有自主知识产权的海量遥感影像数据及其衍生数据成指数增长，如何对海量遥感数据进行高效的存储和管理，来满足各行业用户的高并发数据需求、提供完善的数据共享服务，成为当前空间信息科学领域的重要研究方向.李朝奎等基于非关系型数据库MongoDB提出一种遥感影像分布式存储策略，使得影像存储在数据入库和应对并发访问方面都具有较好的时间效率，但是MongoDB这类非关系型数据库现阶段技术不够成熟，缺乏稳定性且难以维护.康俊锋提出了云

2、环境下的分布式遥感影像数据存储模型，模型同时结合HDFS和HBase的特点，实现基于Hadoop的分布式遥感影像存储管理，但是该模型并不支持遥感原始数据和相关矢量数据的分布式存储.赖积保提出了支持云计算的遥感影像数据组织模型RSC-DOM，该模型结合sqlite数据库并采用改进的遥感数据直接存取方式，实现对遥感影像产品数据的分布式存储管理，它虽然摆脱了对传统数据库的依赖，但应用场景是基于数据均衡分布的前提实现的，具有局限性.由上文可以看出，现有存储模型大都针对遥感影像产品数据，而实际不仅限于此，遥感数据通常是多源

3、异构的，对于大中型数据中心还需要对遥感原始数据及矢量数据等衍生数据进行存储和分发.另外，在分布式环境下，为了保证数据的快速存取并最大化地发挥分布式存储的优势，现有模型使用简单的哈希取模法试图将海量数据均匀分配在各存储节点，但由于遥感数据的多源多时相性，实际并不能达到均衡分布，并且在各数据存储节点宕机或新增物理存储服务器的情况下，现有模型会出现数据大量迁移的情况，严重影响性能.因此，本文提出了基于面向对象的分布式遥感数据存储模型(RSDO)，该模型采用直接寻址方式存取遥感原始数据、遥感产品及衍生数据，使用对象-关系

4、型数据库(postgresql)，对数据进行抽象转换和特征提取，结合一致性哈希算法及虚拟化存储技术提出动态分配策略，将数据尽可能均匀地分配到各存储节点，解决节点新增退出时造成的大量数据迁移问题，并将RSDO模型应用到高分辨率遥感数据分发服务系统.该系统已经在国家高分辨率对地观测系统河南数据与应用中心部署并投入使用，从而也验证了该模型的适用性.　　1　基于面向对象的分布式遥感数据存储模型(RSDO)　　1.1　多源遥感数据及衍生数据　　原始遥感影像数据的是多样的，是由各型号高分遥感卫星、无人机等航空遥感传感器拍摄的

5、不同时间分辨率、不同空间分辨率、不同谱段分辨率的未经处理的影像数据.例如中高分辨率的栅格影像图片、航空照片胶片文件及其扫描文件等.而基于原始影像数据产生的多样化遥感衍生数据则包含了经过生产　　处理后的遥感影像产品数据和遥感信息产品数据.处理后的遥感影像产品数据，如遥感影像1-6级产品、数字栅格地图、矢量电子地图等.遥感信息产品数据包含了基础地理数据和基础空间数据，基础地理数据是包括水系、道路、居民地等基础地形图要素的数据，以及利用遥感影像，提取地表资源要素信息，经过复杂的加工制作形成的专题矢量信息数据，如土地利用

6、类型、林地资源、河流分布等，数据形式是矢量点线面，同时关联大量专题属性数据;而基础空间数据就是以基础地理数据为空间参考，进行标绘形成的相应矢量图层.　　1.2　遥感数据的抽象和转换　　多源遥感影像数据及其衍生数据可以看作是客观世界中的实体在空间的抽象，时间和空间是遥感数据的基本要素，因此首先要对其统一时空基准[9].统一时间基准是为了解决不同数据时间不一致的问题，方式是定义一个标准时间，使任何其他时间都能够有效、准确地与标准时间相互转换.统一空间基准，则是将多源异构的遥感数据统一到一个坐标系中.将时空基准统一，多

7、源异构的遥感数据在时空维度上才是一致的、有意义的.　　遥感数据对象从数据格式来区分，有下面三种形式：遥感影像原始数据对象和一些经过大气校正、正射校正、辐射校正、几何校正的初级遥感产品数据对象，通常是遥感影像与相关描述文件打包在一起的大文件形式;遥感影像产品数据对象是经过对遥感原始数据复杂处理的遥感影像，一般为TIFF、JPEG等图片文件形式;遥感信息产品数据是由点、线、面和组合体来表述的地理实体空间分布，所以是矢量数据文件形式.本文以面向对象的思想为基础，以时空对象的描述为主体，结合遥感影像数据及衍生数据特点，设

8、计了数据模型对象：　　其中Object　Raage表示遥感原始数据及初级遥感产品数据对象;Object　Image表示遥感影像产品数据对象;Object　Vector表示矢量数据对象;ETL转换器对象.该数据模型中多种数据源按照各自的投影和坐标体系存储，而应用时所有的数据源可以动态的通过ETL[10]转换到统一的参考系上，转换时不需要数据源本身的投影转换，仅从应用层进行动