遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法
2023-08-10 12:28:16 1
專利名稱：遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法
技術領域：
本發明涉及遙感影像處理技術領域，尤其涉及一種遙感影像處理系統中處理功能 可快速擴展的構建方法。
背景技術：
遙感技術是一門綜合性探測技術，因其具有客觀性、時效性、宏觀性與綜合性、經 濟性的特點，所以在40多年間，遙感技術已日益廣泛應用於資源與環境調查與監測、軍事 應用、城市規劃等多個領域。隨著衛星種類的增多與遙感應用的日益廣泛，遙感處理功能也 越來越多種多樣。遙感處理過程中，整個處理過程複雜、耗時。從傳感器接收遙感數據，到最 終提取出滿足應用領域需求的信息，往往需要進行多個步驟的處理，有時還要涉及到其它 信息的融合。傳統方法是人工完成或銜接各個步驟，嚴重影響了遙感信息實時或近實時的 應用。同時，人力資源和軟體資源也存在直接和間接的浪費現象。例如，研究人員進行更高 級別的遙感算法開發時，往往需要將手頭的數據進行相對低級別的處理，造成研究人員浪 費寶貴的時間和精力在低級勞動上。雖然整個應用的某些步驟可以藉助遙感專業軟體來完 成，但由於遙感專業軟體相對昂貴，而且功能也相當固定，除了需要花時間了解軟體功能、 學習專門的使用技術來完成這些步驟外還必須開發自己的業餘功能處理軟體，帶來了很多 不便。而在多個完整的業務處理流程中，有些步驟的處理是相同的，開發自己的業餘功能處 理軟體勢必造成遙感算法和軟體的浪費。而且在遙感圖像處理軟體中，很多參數需要人工 交互才能獲取，開發這些人工交互功能，也是一個很大的工作量。隨著可利用的遙感衛星數量及其相應的遙感器種類不斷增加，遙感在各個行業領 域中應用的日益廣泛，以及人們對遙感數據應用的深度和廣度不斷提出新的要求，遙感影 像處理系統在靈活的重構特性和多種業務處理能力方面面臨新的挑戰與需求，人們希望在 影像處理系統中儘可能多、儘可能簡單地完成自己的處理需求，遙感影像處理系統在功能 擴展方面受到制約。如何在功能等擴展方面滿足影像處理的要求是一個需要迫切解決的問 題，有必要提供一種遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法， 解決如何快速加載多種遙感算法、業務處理功能的問題。本發明的目的是通過以下技術方案來實現一種遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法，包括以下步驟1)按照指定接口規範的參數文件開發算法程序根據各種形式遙感影像處理的 需求，設計出適合多種遙感影像處理需求的接口規範，規定算法程序的接口參數必須為可 擴展標記語言XML文件，並對XML文件中的標籤進行規定，包括數據來源、數據描述信息、輸 出路徑、日誌文件存放路徑以及算法程序的私有參數；規定算法程序的接口參數必須為以 下格式的XML文件
其中XML的根節點必須與算法程序同名；DATAS項及其子項規定了要處理的 數據信息，不得擴展；SATELLITE和SENSOR項填寫要處理的數據的衛星和傳感器名稱； SOURCEFILEPATH和DATANAME表明數據存放路徑及名稱；BANDLIST表明要處理的波段列表； LINES 和 COLUMNS 表明數據的行列數；STARTLINE、ENDLINE、STARTPIXEL、ENDPIXEL 表明需 要處理的起始、終止行列數；0UTPUT_DIR、LOGFILE、ERR0RFILE表示輸出路徑、日誌文件和 錯誤信息文件；PARAl、PARAN表示私有參數，由各算法模塊自行決定；2)通過遙感圖像處理系統進行可視化的算法程序註冊算法程序可視化註冊時， 需指定算法程序路徑、名稱、私有參數以及私有參數的獲取方式，包括手工填寫、從界面獲 取等方式；算法註冊時並不需要填寫數據來源等公共參數；對於已經註冊的算法程序，遙 感圖像處理系統存儲其描述信息為XML字符串；3)業務功能組合註冊通過遙感圖像處理系統選擇算法程序，組合為業務功能； 對於已經註冊的業務功能，遙感圖像處理系統存儲其描述信息為XML文件；業務功能的描 述信息除了包括自身的信息，還包括組成該業務功能的算法程序的描述信息；業務功能注 冊的過程包括以下步驟(1)遙感圖像處理系統從資料庫中獲取所有算法程序的描述信息，提供給用戶算 法程序列表；
(2)用戶從列表中選擇所需算法程序，並指定算法模塊的執行順序；(3)用戶指定業務功能的分類以及其餘描述信息；(4)用戶提交進行註冊，遙感圖像處理系統則以XML字符串方式保存業務功能描 述；並更新用戶界面，在菜單項中加載該功能菜單。4)動態提交任務與任務調度執行用戶選擇處理任務，遙感圖像處理系統動態生成參數界面，在用戶添加完參數後解析任務單，調用相應的算法程序完成處理流程；在此過 程中，遙感圖像處理系統需集成工作流軟體，實現流程處理能力；遙感圖像處理系統在啟動 或者用戶註冊業務流程完畢後，解析所有的業務功能描述XML文件，自動在菜單上加載所 有的業務功能；在用戶選定業務處理功能時，解析其對應的XML描述文件，生成動態參數界 面；在獲取用戶的輸入之後，生成訂單信息字符串；在處理訂單信息字符串時，遙感圖像處 理系統把處理功能解析為工作流，在加載用戶提交的業務流程時，同一流程會被加載兩次 來共同完成對任務的處理；第一次用於為各個階段處理任務生成相應的接口參數文件，第 二次用於執行各個階段處理任務完成特定的處理功能。本發明的有益效果為在不修改遙感圖像處理系統本身的情況下，用戶只要按照 指定的規範開發自己的算法程序並進行算法註冊和組合，就可以擴展新的業務功能；並且 用戶無需開發遙感圖像處理中常用的人工交互獲取參數界面，只需要在註冊算法模塊時指 定參數的獲取方式，就可以利用系統動態生成的任務提交界面，進行業務功能的處理操作。
下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明所述的遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法的流 程圖；圖2是本發明所述的遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法通過 遙感圖像處理系統進行可視化的算法程序註冊的流程圖；圖3是本發明所述的遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法的業 務功能組合註冊的流程圖；圖4是發明所述的遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法的動態 提交任務與任務調度執行流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明所述的一種遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建 方法，包括以下步驟1)按照指定接口規範的參數文件開發算法程序根據各種形式遙感影像處理的 需求，設計出適合多種遙感影像處理需求的接口規範，規定算法程序的接口參數必須為可 擴展標記語言XML文件，並對XML文件中的標籤進行規定，包括數據來源、數據描述信息、輸 出路徑、日誌文件存放路徑等公共信息以及算法程序的私有參數；規定算法程序的接口參 數必須為以下格式的XML文件
〈DATA ID = 〃 I" >
其中XML的根節點必須與算法程序同名；DATAS項及其子項規定了要處理的 數據信息，不得擴展；SATELLITE和SENSOR項填寫要處理的數據的衛星和傳感器名稱； SOURCEFILEPATH和DATANAME表明數據存放路徑及名稱；BANDLIST表明要處理的波段列表； LINES 和 COLUMNS 表明數據的行列數；STARTLINE、ENDLINE、STARTPIXEL、ENDPIXEL 表明需 要處理的起始、終止行列數；0UTPUT_DIR、LOGFILE、ERR0RFILE表示輸出路徑、日誌文件和 錯誤信息文件；PARAl、PARAN表示私有參數，由各算法模塊自行決定；2)通過遙感圖像處理系統進行可視化的算法程序註冊算法程序可視化註冊時， 需指定算法程序路徑、名稱、私有參數以及私有參數的獲取方式，包括手工填寫、從界面獲 取等多種方式；算法註冊時並不需要填寫數據來源等公共參數；對於已經註冊的算法程 序，遙感圖像處理系統存儲其描述信息為XML字符串；3)業務功能組合註冊通過遙感圖像處理系統選擇算法程序，組合為業務功能； 對於已經註冊的業務功能，遙感圖像處理系統存儲其描述信息為XML文件；業務功能的描 述信息除了包括自身的信息，還包括組成該業務功能的算法程序的描述信息；
4)動態提交任務與任務調度執行用戶選擇處理任務，遙感圖像處理系統動態生 成參數界面，在用戶添加完參數後解析任務單，調用相應的算法程序完成處理流程；在此過 程中，遙感圖像處理系統需集成工作流軟體，實現流程處理能力；遙感圖像處理系統在啟動 或者用戶註冊業務流程完畢後，解析所有的業務功能描述XML文件，自動在菜單上加載所 有的業務功能；在用戶選定業務處理功能時，解析其對應的XML描述文件，生成動態參數界面；在獲取用戶的輸入之後，生成訂單信息字符串；在處理訂單信息字符串時，遙感圖像處 理系統把處理功能解析為工作流，在加載用戶提交的業務流程時，同一流程會被加載兩次 來共同完成對任務的處理；第一次用於為各個階段處理任務生成相應的接口參數文件，第 二次用於執行各個階段處理任務完成特定的處理功能。根據步驟1)所述的按照指定接口規範的參數文件開發算法程序，以圖像旋 轉算法為例，其可執行程序命名R0TATETRANSF0RM，則其可執行程序的入口參數指定為 ROTATETRANSFORM. XML，其內容為〈ROTATETRANSFORM〉〈DATA ID = 〃 I" >〈/ROTATETRANSFORM〉其中ANGLE和INTERM0DE為算法本身的私有參數，分別表示旋轉角度和重採樣類 型。如圖2所示，根據步驟2)所述的通過遙感圖像處理系統進行可視化的算法程序注 冊算法程序開發完畢後，用戶在遙感圖像處理系統中指定算法模塊路徑、算法描述信息、 所需私有參數等進行算法程序註冊；遙感圖像處理系統則以XML字符串的形式把該算法模 塊的描述信息存放於資料庫中，並返回模塊註冊成功信息；在填寫模塊信息時，對於模塊所 需的私有參數的獲取方式，遙感圖像處理系統需封裝多種類型，包括手動輸入、界面選點、 界面選線、界面選面、界面選擇控制點、選擇文件等；用戶對於常用的人工交互並不需要額 外編寫界面，只需在編寫算法模塊時按照規則解析這些參數類型即可；同時，註冊模塊時並不需要填寫輸入輸出信息，這些由遙感圖像處理系統解析時自動完成，用戶只需填寫所需的數據個數；大部分算法模塊只需要一個輸入數據；而有些特殊算法模塊，比如融合需要 兩個數據，則在算法模塊註冊時指定數據個數為2，並指定數據1波段數為3，數據2波段數 為1即可。如圖3所示，根據步驟3)所述的業務功能組合註冊過程，業務功能在遙感圖像處 理系統的界面元素上表現為所屬分類的子菜單，在具體的實施過程中對應為工作流，而算 法程序則對應為工作流程中的一個步驟，註冊業務功能的流程為(1)遙感圖像處理系統從資料庫中獲取所有算法程序的描述信息，提供給用戶算 法程序列表；(2)用戶從列表中選擇所需算法程序，並指定算法模塊的執行順序；(3)用戶指定業務功能的分類以及其餘描述信息；(4)用戶提交進行註冊，遙感圖像處理系統則以XML字符串方式保存業務功能描 述；並更新用戶界面，在菜單項中加載該功能菜單。如圖4所示，根據步驟4)所述的動態提交任務與任務調度執行過程，其中，擴展功 能的執行過程包括用戶指定業務功能，根據動態生成的參數輸入界面選擇待處理遙感影 像，填寫參數後提交遙感數據處理任務到遙感圖像系統的調度模塊，該模塊解釋處理任務 為工作流，把任務分解成階段性任務，調用應用算法擴展層相應的算法模塊執行，直到完成 任務單規定的任務。上述的處理功能選擇與動態參數輸入界面的生成過程為對於用戶註冊的新業務 功能，以XML字符串的形式保存於系統資料庫中；遙感圖像處理系統在軟體啟動時或者業 務功能註冊完畢後，獲取所有業務功能信息，根據分類的不同，解析為業務功能處理菜單； 其中業務功能分類為一級菜單，而業務功能則為二級菜單；用戶在選擇業務功能菜單時， 可以獲取該業務功能描述信息以及組成該業務功能的算法程序信息，動態生成參數輸入界 面，包括任務優先級信息、數據來源及其子區信息、算法模塊的私有參數信息等；遙感圖像 處理系統根據算法程序的私有參數類型，進行相應的解析；對於需要用戶與影像交互的操 作，如選擇點、線、面、控制點等，在用戶選擇的遙感影像瀏覽界面上進行相應的操作後，由 參數輸入界面處理相應的值；對於無需交互影像交互的操作，用戶填寫或選擇相應的值即 可。上述的處理功能解析與執行的實現方式為遙感影像處理任務是由一系列階段子 任務(功能算法模塊)有機組合而成的處理流程；為實現遙感影像處理功能可擴展構建的 要求，符合該構建方法的遙感圖像處理軟體需引入工作流機制來最大化系統數據處理流程 的靈活性與可擴展性；該處理流程用XML字符串進行描述，存放於系統資料庫中，在運行任 務時動態加載，因此可以在數據處理流程中實現功能算法模塊的「熱插拔」；並利用自身引 擎對描述文件進行解析，並按照預先定義好的規則對流程中的各階段任務進行處理；在遙 感數據處理流程中，同一流程會被加載兩次來共同完成對任務的處理；第一次用於為各個 階段處理任務生成相應的參數文件，以指定的規則存放於處理訂單的目錄下，第二次用於 執行各個階段處理任務完成特定的處理功能；同時，在流程中設立檢查點，以檢測階段處理 是否正確執行完成，沒有通過檢測的流程，檢測點後續的任務功能將不再被執行。綜上所述，本發明規定了算法程序的接口規範、註冊規範和業務功能註冊方式，在遙感圖像處理系統中採取了工作流的方式對業務流程進行解析和調度，在遙感圖像處理系 統中集成了常用的人工交互獲取遙感圖像處理參數的功能。用戶只需要按照指定規範進行 算法程序的開發，而不用開發算法程序所需的人工交互獲取參數的界面，大大節約了開發 時間和難度。而且遙感圖像處理系統無需進行任何修改和編譯進行已註冊業務功能的調 用，提高了系統的穩定性和可擴展 性。
權利要求
一種遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法，其特徵在於，包括以下步驟1)按照指定接口規範的參數文件開發算法程序根據各種形式遙感影像處理的需求，設計出適合多種遙感影像處理需求的接口規範，規定算法程序的接口參數必須為可擴展標記語言XML文件，並對XML文件中的標籤進行規定，包括數據來源、數據描述信息、輸出路徑、日誌文件存放路徑以及算法程序的私有參數；2)通過遙感圖像處理系統進行可視化的算法程序註冊算法程序可視化註冊時，需指定算法程序路徑、名稱、私有參數以及私有參數的獲取方式，包括手工填寫、從界面獲取方式；算法註冊時並不需要填寫公共參數；對於已經註冊的算法程序，遙感圖像處理系統存儲其描述信息為XML字符串；3)業務功能組合註冊通過遙感圖像處理系統選擇算法程序，組合為業務功能；對於已經註冊的業務功能，遙感圖像處理系統存儲其描述信息為XML文件；業務功能的描述信息除了包括自身的信息，還包括組成該業務功能的算法程序的描述信息；4)動態提交任務與任務調度執行用戶選擇處理任務，遙感圖像處理系統動態生成參數界面，在用戶添加完參數後解析任務單，調用相應的算法程序完成處理流程；在此過程中，遙感圖像處理系統需集成工作流軟體，實現流程處理能力；遙感圖像處理系統在啟動或者用戶註冊業務流程完畢後，解析所有的業務功能描述XML文件，自動在菜單上加載所有的業務功能；在用戶選定業務處理功能時，解析其對應的XML描述文件，生成動態參數界面；在獲取用戶的輸入之後，生成訂單信息字符串；在處理訂單信息字符串時，遙感圖像處理系統把處理功能解析為工作流，在加載用戶提交的業務流程時，同一流程會被加載兩次來共同完成對任務的處理；第一次用於為各個階段處理任務生成相應的接口參數文件，第二次用於執行各個階段處理任務完成特定的處理功能。
2.根據權利要求1所述的遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法，其特 徵在於，在步驟3)中業務功能註冊的過程包括以下步驟(1)遙感圖像處理系統從資料庫中獲取所有算法程序的描述信息，提供給用戶算法程 序列表；(2)用戶從列表中選擇所需算法程序，並指定算法模塊的執行順序；(3)用戶指定業務功能的分類以及其餘描述信息；(4)用戶提交進行註冊，遙感圖像處理系統則以XML字符串方式保存業務功能描述；並 更新用戶界面，在菜單項中加載該功能菜單。
全文摘要
本發明涉及一種遙感影像處理系統中處理功能可快速擴展的構建方法，包括以下步驟1)按照指定接口規範的參數文件開發算法程序；2)通過遙感圖像處理系統進行可視化的算法程序註冊；3)業務功能組合註冊；4)動態提交任務與任務調度執行。本發明的有益效果為在不修改遙感圖像處理系統本身的情況下，用戶只要按照指定的規範開發自己的算法程序並進行算法註冊和組合，就可以擴展新的業務功能；並且用戶無需開發遙感圖像處理中常用的人工交互獲取參數界面，只需要在註冊算法模塊時指定參數的獲取方式，就可以利用系統動態生成的任務提交界面，進行業務功能的處理操作。
文檔編號G01S7/48GK101814029SQ201010150738
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年4月20日
發明者劉定生, 李景山, 湯燦恩, 趙靈軍, 馬豔 申請人:中國科學院對地觀測與數字地球科學中心