遥感数据“无人值守”式智能化作业模式
武汉区域气候中心提供
湖北省气象生态遥感服务平台是为了提高国内外多源气象卫星和高分卫星在气象、生态、环境方面的监测预警能力。紧紧围绕提高湖北省农业遥感服务精准化水平和气象生态环境保护的实际需求,建立精细化、动态化和智能化的气象生态遥感监测平台,实现遥感数据、遥感技术和遥感产品的全省共享和应用。服务于省、市、县三级用户。
湖北省气象生态遥感服务平台以FY3-VIRR/MERSI、MODIS、NPP-VIIRS、NOAA等极轨卫星,FY-4和葵花8等静止卫星以及GF1、GF2等高分辨率卫星为主要数据源,依托企业级遥感服务器平台技术,实现“无人值守”方式自动生产湖北省范围内的水体、城市热岛、气溶胶、植被、林火、生态质量气象评价6大类12种专题产品数据。并完成影像数据和专题产品数据的自动入库管理,提供在线数据检索、浏览、下载和在线分析等功能。
1系统功能
湖北省气象生态遥感服务平台依托企业级遥感服务器平台ENVI Services Engine和专业的遥感模型,实现“无人值守”的作业模式,自动完成FY-3、MODIS、NPP-VIIRS、NOAA、FY-4和葵花8数据处理,生产包括水体面积、城市热岛等级、气溶胶分布、NDVI、RVI、DVI、EVI、LAI、植被覆盖度、植被净初生产力、火情/火点、生态质量气象评价12种专题产品,并对这些专题产品和高分一号/高分二号数据进行入库管理。
系统提供Web专题产品共享门户,其中数据检索工具可以对产品数据和高分数据进行检索、浏览和下载。在线合成产品分析和数据分区统计工具可以完成在线、按需对植被合成产品按年、月以省、市、县空间范围进行统计分析和制图输出。火情产品分析工具可以查询火点监测位置。高级在线分析可以在线、按需获取市、县或者任意范围内的水体、城市热岛、气溶胶和生态质量专题产品。
如下图所示,平台包括四个子系统,每个子系统包括若干个功能模块。
图:系统功能结构图
2系统关键技术
湖北省气象生态遥感服务平台建设主要关键技术包括:
基于SOA进行平台架构设计
多源遥感数据处理技术
成熟、专业的遥感模型和分析流程
企业级遥感服务技术
基于SOA进行平台架构设计
系统基于SOA架构,很容易与其他Web系统进行结合。如基于CASA模型的净初生产力产品生产中,需要使用太阳总辐射、空气温度等数据,平台直接接入Rest接口的CIMISS系统,如下图所示。
图:基于CASA模型的净初生产力产品生产流程
多源遥感数据处理,成熟/专业的遥感模型
在专业遥感模型的支持下,将专业的遥感分析模型进行流程化定制,实现了多源极轨卫星和静止卫星数据的预处理,基于CASA模型的净初生产力反演,基于FY3的森林火灾监测,基于浓密植被法的气溶胶反演、基于光谱指数的水体面积提取等应用。
图:多源遥感数据处理
企业级遥感服务技术
基于企业级遥感服务软件ENVI Services Engine实现“无人值守”气象生态遥感专题产品自动化生产。并将复杂的遥感分析模型以Web Services方式服务化,实现在线、按需获取空间范围内的气象生态遥感专题产品。
在自动生产模式中,根据不用产品类型,自动添加要素进行制图,如统计结果、图例、制图信息、比例尺、指北针等。在线、按需应用模式中,提供动态制图服务,接收一些输入参数进行制图。
图:部分制图效果
3部分系统成果
系统由两个界面:运维管理系统和Web专题产品共享门户。运维管理系统包括任务管理、产品管理、服务器监控、用户管理,负责整个平台的任务运行和任务监控等。
图:运维管理系统
Web专题产品共享门户系统提供了影像和专题产品数据检索、浏览和下载功能,同时提供在线、按需分析和统计功能。
图:Web专题产品共享系统
所有检索条件都采用“购物”式选择的方式,即选择检索条件,实时查询数据并显示在结果列表中,方便操作。
图:检索条件的选择
如下图为在线统计17个地市任意时间内植被和NPP合成产品的均值,可以选择曲线、柱状、原始值等形式浏览。
图:在线统计17个地级市均值
在火情产品分析工具中,根据情况选择传感器类型和时间范围,检索得到火情监测产品。检索得到火点监测位置在地图上标注,并显示火点周边的地理位置信息。
图:选择查询条件
图:检索得到火点监测位置
图:浏览火情专题图