試析集群式遙感影像處理的關(guān)鍵技術(shù)

■馬旭燕　崔會(huì)娟　張富玲

（青海省第二測(cè)繪院　青海　西寧　810001）

試析集群式遙感影像處理的關(guān)鍵技術(shù)

■馬旭燕崔會(huì)娟張富玲

（青海省第二測(cè)繪院青海西寧810001）

隨著國家經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國科學(xué)技術(shù)水平亦隨之提升，且人們對(duì)影像處理質(zhì)量有著更高的要求，遙感影像處理技術(shù)也就應(yīng)時(shí)而生。集群式處理技術(shù)是以傳統(tǒng)影像處理技術(shù)為基點(diǎn)而發(fā)展的，但此項(xiàng)處理技術(shù)比傳統(tǒng)處理技術(shù)所涉及的信息量更大，這也說明信息處理程度是制約集群式處理技術(shù)發(fā)展的重要因素。本文分析了集群式遙感影像處理關(guān)鍵技術(shù)，并提出了實(shí)用性處理策略，為遙感影像技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的理論性依據(jù)。

遙感影像技術(shù)集群式關(guān)鍵技術(shù)信息處理

隨著現(xiàn)代化社會(huì)的不斷發(fā)展，各類信息技術(shù)亦隨之快速發(fā)展，影像處理技術(shù)更是層出不窮，不管是人類的各種日常交際及溝通，亦或者是公司企業(yè)的各項(xiàng)規(guī)劃及項(xiàng)目宣傳等方面工作，均與影像息息相關(guān)，分辨率高且表達(dá)清晰的影像可充分呈現(xiàn)作者的意圖，從而推動(dòng)相關(guān)事件的進(jìn)一步發(fā)展。但因科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響，導(dǎo)致國內(nèi)影像處理技術(shù)發(fā)展并不成熟，人們基于全球定位系統(tǒng)及遙感技術(shù)之上，更好的發(fā)展了影像處理技術(shù)，但是不管哪種事物的發(fā)展，其過程中均會(huì)出現(xiàn)諸多問題，著眼于遙感影像技術(shù)信息量大的問題，可采用集群式信息處理方式來解決該問題。因此，分析集群式遙感影像處理關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)遙感影像技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有著極大推動(dòng)作用。

1　集群式遙感影像處理中的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)

1.1集群式遙感影像處理中的多核處理器

每臺(tái)參與運(yùn)算的計(jì)算機(jī)均是相應(yīng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)的是各項(xiàng)任務(wù)執(zhí)行的處理。節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)處理器性能對(duì)此應(yīng)是十分重要的，其間多核處理技術(shù)可謂是其主要發(fā)展趨勢(shì)，這里的程序主要是用線程級(jí)并行編程，該程序的運(yùn)行應(yīng)將并行的線程交于處理器，以此實(shí)現(xiàn)多核心區(qū)分式處理，從而程序運(yùn)行速度能夠有效提升。具體而言，多核可有效提升程序計(jì)算速度，不過其間也不是核越多就好，這時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)多核處理器硬件功能的發(fā)揮。

1.2集群式遙感影像處理中的儲(chǔ)存系統(tǒng)

如果影響數(shù)據(jù)處理速度并不在處理器及應(yīng)用軟件方面，其更應(yīng)強(qiáng)調(diào)磁盤讀寫速度。多核處理器可幫助各個(gè)用戶處理多項(xiàng)任務(wù)，不過因遙感影像的數(shù)據(jù)量極大，這時(shí)在進(jìn)行密集計(jì)算過程中，應(yīng)持續(xù)進(jìn)行讀寫操作，處理中應(yīng)施以諸多不同階段的處理，但這其間會(huì)存在海量數(shù)據(jù)，這時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)磁盤性能及其要求，包括磁盤儲(chǔ)存空間大小、讀寫速度、磁盤穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性、數(shù)據(jù)安全性等，科學(xué)有效的集群系統(tǒng)應(yīng)具備健全且完善的儲(chǔ)存系統(tǒng)，這不僅是為了能夠儲(chǔ)存更多的數(shù)據(jù)，從而為用戶提供安全穩(wěn)定的儲(chǔ)存環(huán)境。

1.3集群式遙感影像處理中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

如果計(jì)算節(jié)點(diǎn)工作的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是基于計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)和儲(chǔ)存系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸通道，其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境帶寬會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)處理速度。通常帶寬越大就越好，這其間應(yīng)全面分析磁盤讀寫速度，盡可能避免資源浪費(fèi)，應(yīng)保證帶寬大于磁盤最大讀寫速度即可。確保帶寬大于磁盤讀寫速度，更充分的發(fā)揮儲(chǔ)存系統(tǒng)具備的各項(xiàng)性能，這樣也能促使集群處理效率更高。

2　集群式遙感影像處理中的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)

2.1集群式遙感影像處理中的集群調(diào)度軟件

更大規(guī)模的集群系統(tǒng)中應(yīng)高度重視任務(wù)調(diào)度管理工作，盡量避免集群中有較少的節(jié)點(diǎn)，以此為客戶提供服務(wù)，亦或者是超載，但其他節(jié)點(diǎn)均是處于空閑情況下，應(yīng)合理平衡各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任務(wù)請(qǐng)求分配，從而確保大規(guī)模微機(jī)集群順利工作，這也是此系統(tǒng)的重要內(nèi)容。任務(wù)調(diào)度強(qiáng)調(diào)的是各個(gè)任務(wù)分配應(yīng)具備相應(yīng)的資源，確保各項(xiàng)任務(wù)運(yùn)行的有序開展，這樣也能更好的滿足各項(xiàng)任務(wù)的具體要求，能夠保證子任務(wù)于短時(shí)間內(nèi)有效處理，且及時(shí)得出計(jì)算結(jié)果。

2.2集群式遙感影像處理中多進(jìn)程影像處理軟件

影像處理軟件應(yīng)強(qiáng)調(diào)支持多源遙感影像功能，也就是衛(wèi)星數(shù)據(jù)框幅式航空數(shù)據(jù)和三線陣數(shù)據(jù)及低空無人飛行器數(shù)據(jù)，且還應(yīng)支持多個(gè)影像處理工程。為了充分發(fā)揮集群計(jì)算性能，影像處理軟件應(yīng)可實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程處理，也就是說以計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)中的多個(gè)計(jì)算核心，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)處理。通常多進(jìn)程處理軟件模式可分為兩類，單機(jī)多核與多個(gè)獨(dú)立的主機(jī)以高速網(wǎng)絡(luò)鏈接而成的組，前者均是以一個(gè)主機(jī)實(shí)現(xiàn)的，其間內(nèi)置多個(gè)CPU芯片，各個(gè)CPU均具備多個(gè)計(jì)算核心；后者則是將單一系統(tǒng)模式進(jìn)行合理管理，其軟件工作時(shí)是將計(jì)算機(jī)作為整體進(jìn)行的管理，從而可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)任務(wù)，同時(shí)多個(gè)主機(jī)組成的集群有著更大的可擴(kuò)展性。

2.3集群式遙感影像處理中斷點(diǎn)恢復(fù)功能

遙感影像應(yīng)具備海量數(shù)據(jù)，且其處理工序亦是十分復(fù)雜，以集群式數(shù)據(jù)處理方式可有效提升自動(dòng)化處理效果，不過這還需要具備應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力，亦或者是要允許人工對(duì)數(shù)據(jù)處理流程來進(jìn)行管理和控制。若存在意外情況應(yīng)重新開始，其間軟件應(yīng)具備相應(yīng)的記錄文件，從而更清晰的描述各個(gè)流程完成的實(shí)際情況，如果用戶不斷執(zhí)行任務(wù)，則應(yīng)允許某個(gè)流程節(jié)點(diǎn)務(wù)必重新開始，但這并不需要將流程全部重新。

3　集群式遙感影像處理中的多種技術(shù)應(yīng)用

具體而言，實(shí)際操作中應(yīng)不斷完善計(jì)算機(jī)硬件及軟件技術(shù)，其間除了采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，還會(huì)涉及其他科學(xué)技術(shù)應(yīng)用，這時(shí)則需要全面的完善與健全，將科學(xué)有效的技術(shù)與其結(jié)合，這樣也能確保其能夠更好的服務(wù)于集群式遙感影像處理服務(wù)?，F(xiàn)時(shí)期常用的技術(shù)則是GPU集群技術(shù)及超線程技術(shù)，這兩種技術(shù)應(yīng)用十分全面，這使得其發(fā)展空間更大。GPU集群技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是以多個(gè)中樞信息處理系統(tǒng)，從而將信息快速分類，以便實(shí)現(xiàn)快速掃描及應(yīng)用，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可有效提升遙感影像處理速度。超線程技術(shù)應(yīng)高度注重編程人員的軟件制作，且為其加入相應(yīng)的動(dòng)作指令，把之前的單處理器置換成雙處理器，從而有效提升運(yùn)算準(zhǔn)確性。

4　結(jié)束語

遙感影像處理技術(shù)具備更大的應(yīng)用空間及發(fā)展前景，遙感影像處理技術(shù)是基于傳統(tǒng)影像處理技術(shù)而發(fā)展的，不過其間所蘊(yùn)含的信息量更大，但對(duì)信息的處理會(huì)嚴(yán)重制約此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。但由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的影響，導(dǎo)致國內(nèi)影像處理技術(shù)發(fā)展受制，這也說明分析集群式遙感影像處理關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)遙感影像技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有著極大推動(dòng)作用。

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-331-1