[发明专利]一种地面系统遥感图像的自适应实时处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地面系统遥感图像的自适应实时处理方法，属于遥感图像处理领域。

背景技术

随着航天技术、计算机技术、通信技术的提高，现代空间遥感技术也得到了飞速发展，逐步形成高空间、高光谱、高时间分辨率于一体的卫星观测系统，具有近实时、全天候获得各种遥感数据的能力。目前，对地观测数据的应用中，信息处理成为一个瓶颈问题，通常遥感卫星所接收到的图像能及时处理供用户使用的比例仅为10％左右。一方面，我们每天可以获取大量的对地观测数据；另一方面，由于处理技术的落后，大量数据不能及时处理，造成极大的浪费。随着对地观测卫星的陆续发射，数据处理能力不足的矛盾将更加突出，如何有效、自动地对获取的大量对地观测数据进行快速处理和信息提取，将成为亟待解决的问题。

目前，用户生产对地观测遥感图像处理结果的一般流程是：卫星传感器对地观测获取的遥感信息经过数据传输系统发往地面处理系统，地面处理系统首先将接收到的原始遥感图像数据进行存档、解密、解压缩，然后将解压缩后的遥感图像数据编目存档，当用户需要特定区域或特定时间的遥感图像处理结果时，则需要由人工交互方式利用遥感图像处理软件完成用户需要的对存档遥感图像数据的查询和处理，主要包括辅助数据提取、辐射校正、几何校正、以及目标识别等处理工作，最终形成相应等级的图像处理结果提供给用户使用。

而现有的地面处理系统的遥感图像处理方式，从解压缩图像数据输入到遥感图像处理结果输出的每个处理环节中都需要经过以下步骤：首先打开图像数据文件获得文件句柄，读取图像数据到处理服务器内存并进行修改处理，并将处理后的中间结果保存在磁盘中；然后，将保存在磁盘上的中间结果重复上述步骤进行下一个处理环节的处理；最后，所有的处理环节都处理完毕得到用户需要的遥感图像处理结果。基于目前的地面处理方式，用户需求的遥感图像处理结果难以实时生成，其主要原因有：①将遥感图像数据读取到内存中进行处理，加大了处理服务器内存的负荷量，处理服务器内存被图像数据的存取所占用，仅剩下有限的处理服务器内存供遥感图像处理应用，约束了处理服务器的处理性能的有效利用；②每个环节需要保存中间处理结果，难以达到实时应用的需求，然而这些处理结果对用户来说往往是多余的、不需要的，用户仅关心的是最终的遥感图像处理结果；③由于目前地面系统处理速度很难达到实时性要求，因此很难做到对解压后的所有数据进行全部处理，需要由用户根据编目存档信息选择需要的遥感图像数据进行处理，所以存在许多需要人工干预的环节，进一步限制了遥感信息的实时应用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种地面系统遥感图像的自适应实时处理方法，本方法基于内存共享的具有多对队头与队尾指针的循环队列来维护需要处理的遥感图像数据块，以解决现有地面处理系统存在的各处理环节之间的时延以及人工干预环节多种问题，能够达到实时处理遥感图像数据的效果。

本发明的技术解决方案是：

一种地面系统遥感图像的自适应实时处理方法，通过以下步骤实现：

(1)根据用户对遥感图像处理结果等级的要求启动处理服务器中M个处理程序，之后处理程序从处理服务器的配置文件中读取由用户预先设定好的循环队列长度N和遥感图像处理结果存储方式，所述处理程序有先后次序的分别，包括第一个处理程序为辅助数据提取程序、第二个处理程序为辐射校正程序、第三个处理程序为几何校正程序和第四个处理程序为目标识别程序；

所述遥感图像处理结果存储方式包括存储到处理服务器和存储到客户服务器；所述循环队列长度N为大于2的自然数；其中，M为小于等于4的自然数；

(2)根据步骤(1)中所述循环队列长度N构造具有N个节点的循环队列，建立共享内存映射，之后将接收到的遥感图像数据解压缩，并将解压缩后的遥感图像数据分成大小一致的数据块；所述循环队列的每个节点用一个数据结构表示，数据结构内容包括用于存储所述数据块的数组、队头和队尾指针、每个数据块当前状态；

(3)判断循环队列是否已满，若未满，则将步骤(2)中所述数据块存入循环队列；若已满，则将待存入循环队列的数据块映射到处理服务器的硬盘，间隔时间T后，重复步骤(3)；所述时间T在5S到10S之间；

(4)根据步骤(1)中所述启动的M个处理程序处理循环队列中的数据块，之后进入步骤(5)；

(5)每间隔时间t后，统计处理服务器的CPU占用率、每一个处理程序需要处理的循环队列中的数据块数n和每一个处理程序启动的进程总数Total；所述时间t在5S到10S之间；