地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)研建技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

溫 靜，汪大明，方洪賓，胡玉新，許 寧，5，林精敦

(1.中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京100083;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京100029;3.中國(guó)科學(xué)院空間信息處理與應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190;4.中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所，北京100190;5.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049)

0 引言

隨著高光譜成像和載荷技術(shù)的成熟和發(fā)展，高光譜遙感作為最有效的對(duì)地觀測(cè)手段之一，越來(lái)越多地應(yīng)用到地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域，國(guó)際上已經(jīng)建立了較為成熟的礦產(chǎn)資源調(diào)查高光譜遙感系統(tǒng)。近年來(lái)，我國(guó)研制了多臺(tái)高光譜成像儀，并進(jìn)行了高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理與應(yīng)用處理等地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，然而目前儀器的有效載荷指標(biāo)設(shè)置和數(shù)據(jù)處理技術(shù)水平尚不能滿足礦產(chǎn)資源調(diào)查等應(yīng)用需求，如何實(shí)現(xiàn)星-空-地多源海量數(shù)據(jù)的快速處理以及面向地質(zhì)調(diào)查的應(yīng)用處理，是高光譜數(shù)據(jù)應(yīng)用亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

為此，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在“十二五”期間安排了“地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)集成與綜合應(yīng)用示范”工作項(xiàng)目。本項(xiàng)目在已有技術(shù)方法研究的基礎(chǔ)之上，結(jié)合目前及未來(lái)地質(zhì)勘查遙感發(fā)展的急需，基于國(guó)產(chǎn)高光譜小衛(wèi)星地質(zhì)應(yīng)用系統(tǒng)和EnMAP高光譜衛(wèi)星地面系統(tǒng)、航空高光譜 (含引進(jìn))、地面光譜測(cè)量?jī)x、巖芯掃描儀等，集成星-空-地一體化的地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)，并開(kāi)展礦產(chǎn)和能源勘查應(yīng)用示范，提升依靠自主衛(wèi)星地質(zhì)資源和環(huán)境調(diào)查評(píng)價(jià)的效益和水平［1］，提高遙感地質(zhì)的定量化應(yīng)用水平。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是:根據(jù)“十一五”期間開(kāi)展的星載高光譜數(shù)據(jù)地質(zhì)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)成果和經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和系統(tǒng)建設(shè)，進(jìn)一步完善高光譜遙感數(shù)據(jù)處理與分析、海量遙感數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)、高光譜數(shù)據(jù)并行處理等關(guān)鍵技術(shù)，并最終完成星載、機(jī)載以及地面光譜數(shù)據(jù)管理及處理系統(tǒng)的集成，形成星-空-地一體化的地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)，為我國(guó)國(guó)土資源高光譜載荷的研制和應(yīng)用做好前期的技術(shù)積累，通過(guò)研究和應(yīng)用推動(dòng)國(guó)土資源領(lǐng)域高光譜技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)方案

根據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)和地質(zhì)應(yīng)用業(yè)務(wù)需求，地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)建設(shè)首先在編碼規(guī)范、集成模式、接口關(guān)系等方面進(jìn)行了規(guī)范化設(shè)計(jì)，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的體系架構(gòu)。

1.2.1 組件化設(shè)計(jì)

地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)的建設(shè)模式是構(gòu)建一套先進(jìn)的地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)平臺(tái)，集成各類(lèi)業(yè)務(wù)處理軟件，滿足地質(zhì)勘查遙感應(yīng)用的需求。軟件系統(tǒng)包括多個(gè)功能單元，考慮到本系統(tǒng)的建設(shè)是在使用過(guò)程中不斷擴(kuò)展和完善，因此采用了組件化的設(shè)計(jì)，使該系統(tǒng)具備強(qiáng)大且靈活的可擴(kuò)展性和可集成性。

1.2.2 開(kāi)放性和可擴(kuò)展性

地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)在建設(shè)之初就遵循較好的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)，便于今后根據(jù)接入數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和功能變化進(jìn)行擴(kuò)充和改造，這種開(kāi)放性和可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)不僅體現(xiàn)在軟件架構(gòu)上，也體現(xiàn)在硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)上。當(dāng)硬件設(shè)備進(jìn)行調(diào)整時(shí)，只需進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)配置，即可進(jìn)行任意的擴(kuò)充或拆解;而軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)由于運(yùn)行和應(yīng)用方式的不同，可以從系統(tǒng)緊耦合插件設(shè)計(jì)和松散耦合處理軟件進(jìn)行擴(kuò)展。

1.2.3 靈活的集成方式

地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)是集成性平臺(tái)，功能軟件插件的集成采取靈活的集成方式:對(duì)于需要進(jìn)行流程化、業(yè)務(wù)化、自動(dòng)化運(yùn)行的功能，以軟件插件的方式進(jìn)行集成;對(duì)于礦物填圖、油氣探測(cè)、光譜管理等應(yīng)用軟件，采取“松耦合”的方式進(jìn)行集成。不同的集成方式使各功能軟件之間保持相對(duì)獨(dú)立，而在應(yīng)用的整理層面上又同時(shí)具有一體化效果。

1.2.4 系統(tǒng)總體架構(gòu)

根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)架構(gòu)方案劃分為發(fā)布層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和支撐層 (見(jiàn)圖1)，體系架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接入單元、高速緩存單元、管理控制單元、作業(yè)執(zhí)行單元以及地質(zhì)應(yīng)用單元組成，集成了星載、機(jī)載以及地面光譜數(shù)據(jù)處理功能。

1.3 數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程如圖3所示。根據(jù)需要，高光譜遙感數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)從外部數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)源，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，生成的產(chǎn)品和產(chǎn)品元數(shù)據(jù)信息進(jìn)入數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理分系統(tǒng)進(jìn)行存檔;而存儲(chǔ)的經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)根據(jù)需要可以進(jìn)入地質(zhì)應(yīng)用分系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步加工處理，生成專(zhuān)題數(shù)據(jù);這些地質(zhì)應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)將返回到數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)再進(jìn)入發(fā)布分系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)，或者不用根據(jù)用戶的需求直接進(jìn)入用戶服務(wù)與信息發(fā)布分系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)。在此過(guò)程中，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理分系統(tǒng)中的高光譜遙感數(shù)據(jù)根據(jù)需要可以在計(jì)算機(jī)平臺(tái)中進(jìn)行可視化以得到數(shù)據(jù)處理人員的確認(rèn)，數(shù)據(jù)分發(fā)分系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接與用戶進(jìn)行交互。

圖1 地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 The figure of system framework for remote sensing trial processing system for geological exploration

圖2 地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.2 System frameworks for remote sensing trial processing system for geological exploration

另外，系統(tǒng)還產(chǎn)生產(chǎn)品處理狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，軟硬件資源監(jiān)控信息數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)運(yùn)行管理信息數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)流只在相關(guān)分系統(tǒng)間傳遞。如:處理分系統(tǒng)的產(chǎn)品處理狀態(tài)信息數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入業(yè)務(wù)運(yùn)行管理分系統(tǒng)進(jìn)而通過(guò)可視化顯示給工作人員，而軟硬件資源監(jiān)控信息數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)運(yùn)行管理信息數(shù)據(jù)會(huì)在業(yè)務(wù)運(yùn)行管理分系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)平臺(tái)間交互進(jìn)行顯示。

1.4 基礎(chǔ)軟硬件環(huán)境

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)部署在航遙中心機(jī)房，除充分利用已有的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)外，再部署2臺(tái)IBM服務(wù)器 (Linux RedHat 5.4操作系統(tǒng))和3臺(tái)機(jī)房客戶端PC。Linux系統(tǒng)中通過(guò)光纖與一個(gè)盤(pán)陣相連，存儲(chǔ)空間用于存儲(chǔ)遙感數(shù)據(jù);服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與客戶端PC互連。地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)部署的硬件拓?fù)淙鐖D4所示。

圖3 地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和控制流Fig.3 Data flow and control flow of remote sensing trial processing system for geological exploration

圖4 系統(tǒng)部署硬件方案Fig.4 Hardware plan of system

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)組成框圖見(jiàn)圖5。其中高光譜數(shù)據(jù)接入主要完成星載/機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)的接入 (回放)功能，把外部數(shù)據(jù) (外來(lái)存儲(chǔ)介質(zhì))接入到系統(tǒng)中;系統(tǒng)管理控制功能主要從傳感器建模 (按型號(hào)將傳感器參數(shù)入庫(kù)，方便系統(tǒng)后續(xù)處理調(diào)用)、流程配置和管理、系統(tǒng)監(jiān)視等方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的管理和控制;系統(tǒng)執(zhí)行功能主要完成不同的作業(yè)或產(chǎn)品生產(chǎn)，主要包括數(shù)據(jù)0～2級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)、高光譜反射率反演、數(shù)據(jù)噪聲估計(jì)與去除;地質(zhì)應(yīng)用單元主要實(shí)現(xiàn)礦物填圖、油氣異常信息提取等面向地質(zhì)應(yīng)用的功能。

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)主控制臺(tái)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)單元的控制和交互處理，主控制臺(tái)程序可以調(diào)用試運(yùn)行系統(tǒng)中需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和人機(jī)交互的系統(tǒng)軟件界面程序(見(jiàn)圖6)，包括傳感器建模、數(shù)據(jù)回訪、數(shù)據(jù)編目等功能軟件。

圖6 主控制臺(tái)程序界面Fig.6 The interface of main control desk program

2.1 數(shù)據(jù)接入單元

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入單元將星載高光譜載荷、航空高光譜成像儀傳感器設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)的集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。各種遙感設(shè)備的數(shù)據(jù)記錄媒介包括RAID盤(pán)陣、固態(tài)硬盤(pán)或者自定義設(shè)備;接口方式包括SCSI、SATA、網(wǎng)絡(luò)、USB等接口;接入的數(shù)據(jù)包括從地面接收站傳送過(guò)來(lái)的星載高光譜原始數(shù)據(jù)，機(jī)載設(shè)備的記錄媒介中存儲(chǔ)的未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)、慣性導(dǎo)航輔助數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)接收或者回放結(jié)束后，完成數(shù)據(jù)的編目歸檔，并進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理任務(wù)的調(diào)度管理 (見(jiàn)圖7)。

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)接入單元的軟件部分包括高光譜數(shù)據(jù)接入軟件和數(shù)據(jù)編目軟件。高光譜數(shù)據(jù)接入軟件根據(jù)高光譜數(shù)據(jù)收集、處理標(biāo)準(zhǔn)和入庫(kù)的要求，對(duì)高光譜遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析、格式整理 (見(jiàn)圖8);編目處理軟件根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)組織模式，對(duì)接入的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行編目和存儲(chǔ)，完成編目后啟動(dòng)原始數(shù)據(jù)歸檔和地面數(shù)據(jù)處理流程。

圖7 高光譜數(shù)據(jù)接入單元組成Fig.7 The composition of receiving hyperspectral image unit

圖8 高光譜數(shù)據(jù)回放軟件Fig.8 Back play software of hyperspectral image

2.2 高速緩存單元

高速緩存單元為地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)接收的外部數(shù)據(jù)、內(nèi)部處理過(guò)程的各類(lèi)中間數(shù)據(jù)和對(duì)外輸出數(shù)據(jù)提供高速緩存，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)吞吐性能，可保證地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的時(shí)效性，滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)快速處理的需求。高速緩存單元由高速數(shù)據(jù)緩存設(shè)備和數(shù)據(jù)緩存服務(wù)軟件組成。

根據(jù)實(shí)際需求，高速數(shù)據(jù)緩存設(shè)備分為高速內(nèi)存緩存、大容量磁盤(pán)緩存等多種不同的形式。數(shù)據(jù)緩存服務(wù)軟件統(tǒng)一管理所有高速數(shù)據(jù)緩存設(shè)備，形成邏輯上統(tǒng)一的整體［2］，向作業(yè)執(zhí)行單元提供高效文件訪問(wèn)服務(wù)。高速緩存單元對(duì)外提供多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和接口。

2.3 管理控制單元

管理控制單元承擔(dān)著地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理和運(yùn)行控制的重要職責(zé)，其設(shè)計(jì)是否合理是整個(gè)系統(tǒng)能否穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵。管理控制單元有流程驅(qū)動(dòng)軟件、流程建模與配置軟件、流程監(jiān)控與任務(wù)統(tǒng)計(jì)軟件、系統(tǒng)監(jiān)控軟件4個(gè)核心組成部分 (見(jiàn)圖9)。

流程驅(qū)動(dòng)軟件是整個(gè)地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的引擎，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中流程控制。流程建模與配置軟件 (見(jiàn)圖10)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程定制，可滿足多種數(shù)據(jù)、多種處理方式的處理需求。流程監(jiān)控與任務(wù)統(tǒng)計(jì)軟件是用戶查看系統(tǒng)中的流程信息與任務(wù)信息、監(jiān)控流程和任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)、了解系統(tǒng)資源負(fù)載狀況以及對(duì)流程進(jìn)行各種控制操作的集中交互平臺(tái)。系統(tǒng)監(jiān)視軟件定時(shí)收集各類(lèi)軟、硬件執(zhí)行單元的狀態(tài)信息，并將其解包更新至監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的相應(yīng)表項(xiàng)中，定時(shí)上報(bào)各類(lèi)軟硬件執(zhí)行單元的狀態(tài)信息。

2.4 作業(yè)執(zhí)行單元

圖9 管理控制單元組成Fig.9 The composition of management and domination unit

圖10 流程建模與配置軟件界面Fig.10 The interface of process modeling and software

作業(yè)執(zhí)行單元負(fù)責(zé)具體遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)，為星載、機(jī)載傳感器的預(yù)處理軟件以及其他作業(yè)執(zhí)行軟件提供必需的計(jì)算環(huán)境。一般情況下，作業(yè)執(zhí)行單元包括多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)，各處理節(jié)點(diǎn)由交換網(wǎng)絡(luò)連接形成一個(gè)數(shù)據(jù)處理集群［3］，集群中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)在管理控制單元的調(diào)度下完成各種數(shù)據(jù)預(yù)處理任務(wù) (見(jiàn)圖11)。作業(yè)執(zhí)行單元由計(jì)算資源管理和調(diào)度服務(wù)軟件、數(shù)據(jù)預(yù)處理插件以及其他數(shù)據(jù)處理模塊組成。

計(jì)算資源管理和調(diào)度軟件對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各類(lèi)資源進(jìn)行監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)定義的資源調(diào)度策略，資源調(diào)度模塊將向處理任務(wù)分配合理的處理資源。通常情況下，作業(yè)執(zhí)行單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)還部署系統(tǒng)監(jiān)控代理軟件和高速緩存客戶端軟件。系統(tǒng)監(jiān)控代理軟件用于為整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控提供接口，方便收集地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)中各種資源的運(yùn)行狀態(tài)信息，對(duì)系統(tǒng)中各種資源的狀態(tài)信息，系統(tǒng)監(jiān)控代理軟件會(huì)以一定的界面、數(shù)據(jù)的形式反映給用戶。

數(shù)據(jù)預(yù)處理插件是針對(duì)OMIS數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)的0～2級(jí)處理插件，能實(shí)現(xiàn)OMIS機(jī)載高光譜測(cè)試數(shù)據(jù)輻射校正、系統(tǒng)級(jí)幾何校正處理的功能。

其他數(shù)據(jù)處理模塊指高光譜數(shù)據(jù)處理軟件，包括高光譜數(shù)據(jù)反射率反演軟件 (見(jiàn)圖12)和高光譜數(shù)據(jù)噪聲估計(jì)和去除軟件。這些處理模塊采用松散耦合方式集成。

2.5 地質(zhì)應(yīng)用單元

地質(zhì)應(yīng)用軟件包括礦物信息提取軟件、高光譜油氣異常提取軟件及巖心高光譜數(shù)據(jù)管理和分析軟件 (見(jiàn)圖13)，軟件界面見(jiàn)圖14—16。地質(zhì)應(yīng)用單元所集成的軟件均面向用戶操作，具有獨(dú)立的操作界面，需要專(zhuān)家知識(shí)參與，因此地質(zhì)應(yīng)用單元的處理軟件均采用松散耦合集成方式。

圖11 作業(yè)執(zhí)行單元組成Fig.11 The composition of execution unit

圖12 地質(zhì)勘查遙感原型系統(tǒng)反射率反演軟件圖示Fig.12 The reflectance retrieval software of remote sensing trial processing system for geological exploration

圖13 地質(zhì)應(yīng)用單元組成Fig.13 The composition of geological application unit

圖14 地質(zhì)勘查遙感原型系統(tǒng)蝕變礦物信息提取軟件圖示Fig.14 The information extraction software of remote sensing trial processing system for geological exploration

圖15 高光譜遙感油氣異常提取軟件圖示Fig.15 The software of extraction of abnormal oil-gas information by hyperspectral image

圖16 巖心管理軟件界面Fig.16 The interface of core management software

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于工作流的數(shù)據(jù)預(yù)處理流程建模和統(tǒng)一調(diào)度技術(shù)

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)使用流程定義語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)處理流程進(jìn)行規(guī)范化描述，提供可視化的算法插件注冊(cè)和流程建模，保證系統(tǒng)能夠靈活地對(duì)處理流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和管理;在流程執(zhí)行時(shí)，原型系統(tǒng)根據(jù)流程定義調(diào)用處理算法插件模塊和處理參數(shù)，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)傳感器數(shù)據(jù)處理和多級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出。

3.2 基于分布式資源池管理的計(jì)算資源調(diào)度

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的計(jì)算資源由多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)組成，為了提高可擴(kuò)展性和可靠性，原型系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)執(zhí)行的資源需求，動(dòng)態(tài)統(tǒng)籌分配系統(tǒng)的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源［4］，實(shí)現(xiàn)智能化的調(diào)度執(zhí)行。

3.3 地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)總體集成技術(shù)

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了多源遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理平臺(tái)，該平臺(tái)可靠性高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)放性好，具有先進(jìn)的軟硬件體系結(jié)構(gòu)，能夠方便地集成各種數(shù)據(jù)處理算法插件。

4 試運(yùn)行應(yīng)用效果分析

目前地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)已經(jīng)部署在中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，并先后在新疆東天山地區(qū)、西藏驅(qū)龍地區(qū)進(jìn)行了礦產(chǎn)資源調(diào)查，在榆林地區(qū)開(kāi)展了油氣異常信息提取等典型應(yīng)用示范，取得了良好的應(yīng)用效果。

4.1 礦產(chǎn)資源應(yīng)用示范

2011年和2013年，項(xiàng)目組分別對(duì)新疆東天山金銅礦 (見(jiàn)圖17)、西藏驅(qū)龍—甲瑪銅礦進(jìn)行了礦產(chǎn)資源應(yīng)用示范。利用地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)，對(duì)高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，對(duì)綠泥石、白云母、矽卡巖化、高嶺土等開(kāi)展了礦物蝕變信息提取，并對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行了野外驗(yàn)證。結(jié)果表明，經(jīng)野外驗(yàn)證，系統(tǒng)礦物識(shí)別精度較高，可以作為成礦預(yù)測(cè)的依據(jù)。

圖17 新疆東天山研究區(qū)HyMap數(shù)據(jù)光譜角度填圖結(jié)果Fig.17 The result of spectral angle mapping by using HyMap in east Tianshan，Xinjiang

4.2 油氣探測(cè)應(yīng)用示范

2012年，項(xiàng)目組對(duì)榆林油氣田進(jìn)行了油氣資源應(yīng)用示范。利用地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)，對(duì)高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理和油氣異常信息提取 (見(jiàn)圖18)，經(jīng)野外驗(yàn)證結(jié)果表明，系統(tǒng)對(duì)油氣異常信息提取的結(jié)果基本準(zhǔn)確。

應(yīng)用示范的結(jié)果表明，地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了高光譜遙感數(shù)據(jù)在礦產(chǎn)資源、油氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)中的定量化分析。

圖18 榆林地區(qū)蝕變信息提取圖Fig.18 The image of extraction of alteration information in Yulin

5 結(jié)論

地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)是針對(duì)國(guó)土資源領(lǐng)域礦產(chǎn)和能源需求，依托現(xiàn)有的基礎(chǔ)軟硬件環(huán)境，以海量高光譜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為基礎(chǔ)研發(fā)的集數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理、信息共享、地質(zhì)應(yīng)用于一體的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和使用等功能。地質(zhì)勘查遙感試運(yùn)行系統(tǒng)的研建可以充分發(fā)揮其信息功能，為我國(guó)高光譜數(shù)據(jù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查、油氣資源探測(cè)等領(lǐng)域提供了有效平臺(tái)。目前該系統(tǒng)已經(jīng)部署到中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，并在不同的試驗(yàn)區(qū)開(kāi)展了針對(duì)礦產(chǎn)、能源的應(yīng)用示范，并取得了良好的應(yīng)用示范效果。

［1］ 彭齊鳴.資源衛(wèi)星在國(guó)土資源領(lǐng)域應(yīng)用及發(fā)展建議［J］.國(guó)土資源遙感，2009，21(1):1～2.PENG Qi-ming.Application and development proposals of resource satellite in the field of land and resources［J］.Remote Sensing for Land and Resources，2009，21(1):1～2.

［2］ 杜曉，晉佩東，郭大海，等.遙感影像快速入庫(kù)和元數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)的研究［J］.國(guó)土資源遙感，2006，18(3):80～84.DU Xiao，JIN Pei-dong，GUO Da-hai，et al.Researches on the rapid importing of remote sensing images and metadata acquiring system ［J］.Remote Sensing for Land and Resources，2006，18(3):80～84.

［3］ 周偉，黃煒，王彥佐.資源一號(hào)02C衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理與服務(wù)系統(tǒng)研建［J］.國(guó)土資源遙感，2014，26(1):179～185.ZHOU Wei，HUANG Wei，WANGYan-zuo，et al.Tentative construction of satellite data management and service system for ZY-102C ［J］.Remote Sensing for Land and Resources，2014，26(1):179～185.

［4］ 鐘廣銳.基于ArcGIS Flex API的WebGIS設(shè)計(jì) ［J］.測(cè)繪科學(xué)，2012，37(3):147～149.ZHONG Guang-rui.The design of WebGIS based on ArcGIS Flex API［J］.Science of Surveying and Mapping，2012，37(3):147～149.