基于MPI的海量遥感影像并行处理技术探析.pdf

第 37卷 第6期 全 球 定 位 系 统 Vol_37，No．6 2012年 12月 GNSS W orld ofChina December，2012 基于MPI的海量遥感影像并行处理技术探析 申 焕，石晓春，邱宏华 (广东省 国土资源测绘院，广东 广州 510500) 摘 要：有效处理海量遥感影像数据 ，是解决遥感产品生产系统的大规模复杂应用的关 键。针对 目前通用的顺序处理 已不能满足海量数据运算要求的问题 ，基于MPI并行处理开发 环境 ，采用分级、分块的金字塔技术来对遥感影像数据做预处理，进而进行海量遥感影像切片、 分块计算、并行处理和影像合成 ，有效地提高了海量遥感影像数据 的运算速度 ，为海量遥感影 像并行处理提供 实践依据。 关键词 ：遥感；MPI；并行处理 ；静态负载均衡 中图分类号 ：P208 文献标志码：A 文章编号 ：1008—9268(2012)06—0073—04 0 引 言 1 技术背景 随着遥感技术和数字摄影技术的快速发展，遥 1．1 遥感影像切分与合成 感影像数据的应用越来越广泛 ，已成为重要的数据 遥感影像切分即将整幅遥感影像按照其金字 源和数据更新 的手段_1]。近年来 ，遥感技术研究的 塔分层的级别分割成若干小的图片，每个切片单独 力度不断加大 ，各种新卫星不断升空 ，遥感数据源 存储为一个文件，并按照一定的规则存储在文件系 呈现出高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨 统 中。遥感影像合成即将切片 目录中的所有切片 率的发展趋势，传感器常常接收到超过 1G 的大数 拼合在一起，形成一幅完整的影像，且该完整影像 据量遥感影像 ]。 需复制切片的空间参考、仿射变换等信息。在影像 有效处理海量遥感影像数据 ，是解决诸如气象 切分之前 ，必须预先定义一组标准的影像切分参 预报 、资源普查、导航定位、农业生产 、环境监测等 数，影像切分参数既能保证影像切分过程 的一致 领域遥感产品生产系统的大规模复杂应用的关键 。 性 ，也能保证影像切分后的影像切片信息描述的完 国内外许多学者 已进行大量研究，如袁帅等_3]在 整性 。影像切分参数是影像根据 以切片为单位显 Arclnfo和 Oracle8i的基础上，通过对影像数据分 示或处理时坐标映射 、影像显示 的核心参数 ，包括 ： 块存储 、建立空间索引、元数据存储 、完成 了海量影 1)切片大小 (TileSize：xSize，ySize) 像数据 的管理 ；王俊等 对多图幅海量数据 电子地 影像经过切分后生成许多小块的图片，称为切 图快速显示做了一系列研究 ；朱江等_5]基于 Geo— 片(tile)。切片的宽(xSize)和高(ySize)一般相等 ， Raster实现了海量影像数据 的在线发布和共享；王 亦即我们通常使用正方形的切片，以像素为单位， 佳等_l6提出了一种面向海量空间数据 的并行 U～ 通常有 NION查询技术。针对 目前通用 的顺序处理 已不 xSize— ySize一 2”，n一 1，2，3，…n (1) 能满足海量数据运算要求的问题 ，基于 MPI并行 切片的宽、高的尺寸应以大于等于 128像素为 处理开发环境 ，进 行 了海量遥感影像并行处理研 佳 。 究，大幅度地提高了海量遥感影像数据 的运算速 2)图片格式 度 。