海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的設(shè)計(jì)研究

余應(yīng)淮

海洋遙感信息作為數(shù)字海洋的重要數(shù)據(jù)來源，在海洋環(huán)境監(jiān)測、資源保護(hù)、沿海經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等社會(huì)服務(wù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。針對(duì)海洋遙感反演產(chǎn)品的有效管理和網(wǎng)絡(luò)速報(bào)需求，深入研究海洋遙感反演產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)問題，闡述了一個(gè)切實(shí)可行的海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及技術(shù)方案。

【關(guān)鍵詞】海洋遙感 反演產(chǎn)品 發(fā)布平臺(tái) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 技術(shù)方案

1 前言

海洋遙感信息作為數(shù)字海洋的重要數(shù)據(jù)來源，在海洋環(huán)境監(jiān)測、資源保護(hù)、沿海經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等社會(huì)服務(wù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。近年來，為實(shí)現(xiàn)海洋遙感數(shù)據(jù)的有效管理和信息共享，眾多學(xué)者采用不同的信息技術(shù)提出了不同的解決方案。其中，宋平艦等[1]針對(duì)遙感數(shù)據(jù)存在多源、異構(gòu)、海量的特點(diǎn)，提出基于WSRF的分布式海洋遙感數(shù)據(jù)集成與共享機(jī)制，通過數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、服務(wù)管理層、應(yīng)用層和表示層5層架構(gòu)使用戶能夠透明地共享、一體化地處理已有的遙感數(shù)據(jù)。滕龍妹等[2]將WebGIS、空間數(shù)據(jù)存取、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù)引入海洋光學(xué)遙感數(shù)據(jù)一體化管理中，設(shè)計(jì)了面向海洋遙感數(shù)據(jù)的速報(bào)地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了數(shù)據(jù)自動(dòng)批量入庫、數(shù)據(jù)批量自動(dòng)遠(yuǎn)程分發(fā)、空間數(shù)據(jù)可視化實(shí)時(shí)發(fā)布等功能模塊，具備海洋遙感數(shù)一體化管理功能和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)布功能。陳志榮等[3]以浙江海洋水質(zhì)遙感速報(bào)GIS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為例，自主設(shè)計(jì)了面向海洋遙感數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫引擎，并詳細(xì)介紹了該引擎的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)訪問機(jī)制。王娜[4]在對(duì)WebGIS、空間數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行深入剖析的基礎(chǔ)上，采用J2EE平臺(tái)體系下的三級(jí)分層結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一套海洋遙感數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布的解決方案。滕駿華等[5]利用遙感資料進(jìn)行海岸帶環(huán)境動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測具有快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，以遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用為核心，根據(jù)信息產(chǎn)品生產(chǎn)的業(yè)務(wù)化需求將遙感數(shù)據(jù)的獲取、預(yù)處理、專題信息提取、遙感專題圖產(chǎn)品制作的整個(gè)過程有機(jī)地集成為一體，提出了海岸帶環(huán)境遙感信息系統(tǒng)的研發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)了遙感數(shù)據(jù)處理、遙感信息提取、專題信息綜合、專題產(chǎn)品制作等信息產(chǎn)品的業(yè)務(wù)化生產(chǎn)。趙艷玲等[6]采用了數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表示層三層體系的組織方式設(shè)計(jì)了基于Web海洋衛(wèi)星遙感產(chǎn)品查詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遙感專題產(chǎn)品的網(wǎng)上實(shí)時(shí)發(fā)布。朱慶等[7]在介紹海洋遙感信息管理與發(fā)布系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，著重論述了基于Web的海洋遙感信息發(fā)布，包括互聯(lián)網(wǎng)上元數(shù)據(jù)查詢的實(shí)現(xiàn)及影像的實(shí)時(shí)瀏覽等關(guān)鍵技術(shù)。

針對(duì)海洋遙感反演產(chǎn)品的有效管理和網(wǎng)絡(luò)速報(bào)需求，本文在深入研究海洋遙感反演產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)問題的基礎(chǔ)上，提出一個(gè)可行的構(gòu)建海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及技術(shù)方案。

2 海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)立足于沿海海域環(huán)境監(jiān)測保護(hù)的現(xiàn)狀和存在的問題，在利用MODIS、HY、NOAA 、FY等衛(wèi)星資料進(jìn)行水質(zhì)分類，以及多顆衛(wèi)星遙感資料的融合處理的基礎(chǔ)上，自動(dòng)生成COD、DOC、葉綠素、懸浮泥沙、黃色物質(zhì)、透明度、溫度等海洋遙感反演產(chǎn)品，并綜合使用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)建立沿海衛(wèi)星遙感反演產(chǎn)品基礎(chǔ)信息庫和發(fā)布平臺(tái)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)沿海海域水質(zhì)遙感信息的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)發(fā)布。

系統(tǒng)采用先進(jìn)的腳本技術(shù)實(shí)現(xiàn)反演產(chǎn)品數(shù)據(jù)的分類查詢、快速瀏覽與便捷下載，可通過配置系統(tǒng)相關(guān)的運(yùn)行控制參數(shù)定制自定義風(fēng)格的交互界面，具有高度的可視性和互動(dòng)性。

3 海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布不僅要求具備產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)發(fā)布功能，還要求具備產(chǎn)品數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份與歸檔管理功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行控制子系統(tǒng)四個(gè)部分組成，如圖1所示。

其中，產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，包括COD、DOC、葉綠素、懸浮泥沙、黃色物質(zhì)、透明度、溫度等海洋遙感反演產(chǎn)品數(shù)據(jù)。產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)作為對(duì)外公開的產(chǎn)品服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)海洋遙感反演產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)發(fā)布，包括產(chǎn)品的查詢、顯示、下載。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)為海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的服務(wù)器端應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海洋遙感反演產(chǎn)品的自動(dòng)備份，并采用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對(duì)反演產(chǎn)品進(jìn)行歸檔管理，為產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源。運(yùn)行控制子系統(tǒng)同樣作為海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的服務(wù)器端應(yīng)用系統(tǒng)的組成部分，主要完成控制整個(gè)平臺(tái)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)配置。

3.2 系統(tǒng)的功能模塊

根據(jù)海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，系統(tǒng)在功能上可以劃分為產(chǎn)品發(fā)布、數(shù)據(jù)管理、運(yùn)行控制等三個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的功能模塊具體如下：

3.2.1 產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)

產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)作為對(duì)外提供海洋遙感反演產(chǎn)品服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)海洋遙感反演產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)發(fā)布，包括產(chǎn)品查詢、產(chǎn)品顯示、產(chǎn)品下載等功能模塊。

（1）產(chǎn)品查詢功能模塊可以按海洋遙感衛(wèi)星、產(chǎn)品類型、產(chǎn)品級(jí)別、日期、區(qū)域等關(guān)鍵字對(duì)海洋遙感反演產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索。

（2）產(chǎn)品顯示功能模塊以縮略圖形式顯示海洋遙感反演產(chǎn)品，并提供圖像縮放、平移等圖控功能。

（3）產(chǎn)品下載功能模塊為遠(yuǎn)程用戶提供下載最新海洋遙感反演產(chǎn)品以及所查詢產(chǎn)品的功能。

3.2.2 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)作為遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的服務(wù)器端應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，包括海洋遙感反演產(chǎn)品數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份與歸檔管理功能模塊。

（1）產(chǎn)品數(shù)據(jù)備份管理功能模塊通過定時(shí)訪問各級(jí)海洋遙感反演產(chǎn)品處理終端，并檢索其所處理的最新反演產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)各級(jí)反演產(chǎn)品的實(shí)時(shí)自動(dòng)備份。

（2）產(chǎn)品數(shù)據(jù)歸檔管理功能模塊采用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類海洋遙感反演產(chǎn)品的歸檔管理，并為產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源。

3.2.3 運(yùn)行控制子系統(tǒng)

運(yùn)行控制子系統(tǒng)作為遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的服務(wù)器端應(yīng)用系統(tǒng)的另一個(gè)組成部分，包括產(chǎn)品發(fā)布參數(shù)設(shè)置、產(chǎn)品處理終端參數(shù)設(shè)置、產(chǎn)品數(shù)據(jù)備份參數(shù)設(shè)置等功能模塊。

（1）產(chǎn)品發(fā)布參數(shù)設(shè)置功能模塊完成產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)發(fā)布海洋遙感反演產(chǎn)品控制參數(shù)的設(shè)置，包括對(duì)外發(fā)布的產(chǎn)品類型、級(jí)別、最新產(chǎn)品的時(shí)間段等參數(shù)。

（2）產(chǎn)品處理終端參數(shù)設(shè)置功能模塊完成各級(jí)海洋遙感反演產(chǎn)品處理終端的內(nèi)網(wǎng)IP地址、各終端上產(chǎn)品源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑等參數(shù)的設(shè)置。

（3）產(chǎn)品數(shù)據(jù)備份參數(shù)設(shè)置功能模塊完成自動(dòng)備份海洋遙感反演產(chǎn)品所需的相關(guān)參數(shù)設(shè)置，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)的備份路徑、產(chǎn)品類型、文件格式、新產(chǎn)品的檢測頻率等參數(shù)。

4 海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的技術(shù)方案

軟件系統(tǒng)的研發(fā)技術(shù)方案是整個(gè)海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)的重要保證，采用先進(jìn)、適用的軟件體系結(jié)構(gòu)，可以使系統(tǒng)開發(fā)周期大幅縮短，提高系統(tǒng)的開發(fā)質(zhì)量。根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用模式、規(guī)模及應(yīng)用內(nèi)容，選擇基于Client/Server模式與Browser/Server模式相結(jié)合的異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，其中服務(wù)器主機(jī)采用微軟公司的Windows 7.0+IIS6.0 （及以上版本）的系統(tǒng)環(huán)境作為基礎(chǔ)平臺(tái)，如圖2所示。

（1）海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的開發(fā)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織方式，通過基于角色的訪問控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類別用戶權(quán)限的控制，通過會(huì)話安全管理模塊和會(huì)話狀態(tài)控制模塊來提高系統(tǒng)在安全控制方面的能力。

（2）產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)的開發(fā)綜合采用基于ASP的動(dòng)態(tài)Web技術(shù)與可視化編程技術(shù)，主要實(shí)現(xiàn)海洋遙感反演產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)發(fā)布，通過產(chǎn)品類型模型或指定任意關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品查詢，通過圖形列表形式實(shí)現(xiàn)海洋遙感反演產(chǎn)品的分類顯示與產(chǎn)品下載，通過后臺(tái)管理的模式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行控制，使系統(tǒng)具有高效的運(yùn)行速度與高度的互動(dòng)性。

（3）數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)采用基于文件傳輸協(xié)議的CUTEFTP進(jìn)行架設(shè)，通過定時(shí)訪問各級(jí)產(chǎn)品處理終端，保持海洋遙感反演產(chǎn)品基礎(chǔ)信息庫與產(chǎn)品處理終端的同步更新，實(shí)現(xiàn)各級(jí)反演產(chǎn)品的實(shí)時(shí)自動(dòng)備份；其次，采用微軟公司的SQL SERVER 2003（及以上版本）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對(duì)反演產(chǎn)品進(jìn)行歸檔管理，為產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源，同時(shí)提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問的效率和安全性。

（4）運(yùn)行控制子系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)的表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層的相互分離，并采用標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、統(tǒng)一的對(duì)象組件庫作為公共的技術(shù)基礎(chǔ)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

5 結(jié)束語

針對(duì)海洋遙感反演產(chǎn)品的有效管理和網(wǎng)絡(luò)速報(bào)需求，在深入研究海洋遙感反演產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)切實(shí)可行的海洋遙感反演產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及技術(shù)方案。該平臺(tái)系統(tǒng)由產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行控制子系統(tǒng)四個(gè)部分組成，實(shí)現(xiàn)了反演產(chǎn)品的便捷查詢、在線瀏覽、系統(tǒng)運(yùn)行控制、后臺(tái)管理等功能。系統(tǒng)整體框架采用混合Client/Server、Browser/Server模式的異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)，不僅能滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求，且具備高度的可擴(kuò)展性。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

廣東海洋大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院 廣東省湛江市 524088