基于GeoSOT的遥感影像移动服务系统

摘要 当前移动地图服务存在着基础数据更新周期长的问题，而遥感影像具有直观性和现势性以及更新周期短的特点，因此，可考虑将遥感影像用于移动终端的地图服务中。然而，遥感影像普遍采用景和图幅为单位进行分发服务，在移动地图服务中依然会制约更新效率，针对这一情况，本文采用GeoSOT全球剖分网格为基础，提出基于GeoSOT的遥感影像快速更新机制，基于该机制，开发和实现了遥感影像移动服务系统，实现对遥感影像数据的存储、检索、请领与分发各个应用环节形成统一的小影像块服务单元，并采用成熟的ACE通信框架，为移动用户提供快速的的地图、局部更新、订阅和主动推送等遥感影像服务。

关键词 GeoSOT；语义统一；局部更新

中图分类号 P209 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）122-0161-01

随着高分辨率对地观测技术以及卫星、航空产业的快速发展，遥感影像已成为人们实际生活中重要信息来源。天地图、百度和谷歌等手机地图服务为众多移动用户提供出行便利，但地图服务更新周期一般较长且更新过程复杂，在地貌发生变化区域，移动用户采用未更新的历史数据服务容易被误导，因而，用户渴求最新周期短的地图服务模式。因此，采用更新周期短的遥感影像作为的基础数据成为移动地图服务的新发展方向。然而，当前遥感影像的请领与分发主要以景、图幅为单位，数据量较大，特定目标区域的影像一般需要进行切割、拼接、融合等处理，也就是说遥感影像更新需要耗费很长时间。针对这些因素，本文提出了基于GeoSOT的遥感影像快速更新机制，基于该机制，开发和实现了遥感影像移动服务系统，统一了遥感影像的存储、索引、请领与分发各个应用环节的数据单位（剖分网络对应的数据块）。该系统采用成熟ACE通信框架保障了移动通信传输可靠性，为移动用户提供全球范围内的地图服务、局部更新、订阅和主动推送等遥感影像服务。

1 遥感影像剖分化存储与索引

1.1 GeoSOT概述

全球剖分网格GeoSOT（Geographical coordinate global Subdivision based on One-dimension-integer and Two to n-th power），全称为基于2n一维整型数组地理坐标的全球剖分网格，其核心思路是：通过三次地球扩展（将地球扩展为512°×512°、将1°扩展为64′、将1′扩展为64″），实现整度、整分的四叉树剖分，形成一个上至地球（0级）、下至厘米级面元（32级）的多尺度四叉树网格。网格编码设计有四种形式：四进制1维编码、二进制1维编码、二进制2维编码、十进制2维编码。这四种形式是完全对应、一致的。该系统采用二进制1维编码，可以转换为网格的定位角点的经纬度，定位角点的定义与网格所在区域有关。

全球剖分网格GeoSOT具有全球无缝覆盖、多尺度、全整型编码等特性，采用GeoSOT作为数据组织的基础，可实现海量遥感影像数据的高效存储、快速检索与按需分发。

1.2 GeoSOT遥感影像快速更新机制

遥感快速更新机制核心思路是：1）遥感影像数据按照GeoSOT网格进行金字塔构建。2）把变化区域表达为最小外包剖分网格的集合。3）按照影像金子塔进行局部更新服务。

首先把海量遥感影像存储在剖分集群里，由于集群中的各个存储单元与剖分网格关联在一起，可以依据网格编码直接定位到关联的物理存储单元，提高存取访问效率。

单个遥感影像采用与全球剖分编码相结合的压缩影像金子塔存储，将同一区域不同剖分层级对应分辨率的影像用金子塔组合起来，根据用户需要区域的大小来分发不同尺度，不同分辨率的影像，达到按需分发的效果。并且基于Hilbert编码建立了剖分金字塔的索引机制。

对热点区域最新遥感影像数据，进行自动或手工提取变化区域，把变化区域表达为最小外包剖分网格的集合。当进行影像更新时，只需传输覆盖变化区域的影像面片即可，从而减少影像更新时的数据传输负担。

2 系统体系结构

遥感影像移动服务体系结构分为数据层、网络层、服务层和应用层，如图1所示：

其中：1）数据层包括遥感影像数据、热点区域的变化影像数据和剖分金字塔索引数据的管理。 2）网络层包括3G、WiFi、电台和集群内部局域网的通信保障。3）服务层提供地图、局部更新、订阅和主动推送服务。4）应用层包括智能手机、PAD和笔记本等移动设备的应用。

3 系统组成与功能

遥感影像移动服务系统由剖分存储子系统、高效检索子系统、通信保障子系统、影像服务子系统和移动终端子系统组成，其中：1）剖分存储子系统，基于剖分集群管理所有服务数据，为影像服务子系统提供数据检索功能，通过通信保障子系统为移动应用子系统提供影像数据。2）通信保障子系统，基于ACE自适配通信环境的反应器模式框架，为其它子系统提供数据传输功能，支持断点续传。3）影像服务子系统，为移动用户提供地图服务、局部更新服务、订阅服务和主动推送服务。主要功能包括处理移动应用子系统请求，根据请求在剖分存储子系统检索相应影像数据，根据检索结果启动影像数据传输链路功能。4）移动应用子系统，为移动设备用户提供遥感数据可视化应用，主要功能包括基于剖分网格编码提交数据请领申请、接收遥感影像数据和遥感数据可视化。

4 技术特点

1）该系统对遥感影像数据的存储、检索、请领与分发采用了

统一全球剖分网格，在各个应用环节形成区域概念的语义统一，可以提高系统效率。

2）依托变化影像数据管理，结合移动设备屏幕特征，为热点区域提高局部更新服务，可以弥补现在地图服务更新周期长、更新过程复杂，提高遥感应用服务的实时性。

3）提供地图、局部更新、订阅和主动推送等多种服务，可以满足移动用户各种差异化应用需求。

5 结束语

基于GeoSOT全球剖分网格，提出了遥感影像快速更新机制，在此基础上开发了遥感影像移动服务系统，经过实际系统开发与测试验证，系统用户可以在任意时刻任意地点快速获得影像服务，进而获得更加直观和详细的移动地图服务。

参考文献

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