1、遙感云服務是基于云計算技術高原地區(qū)高分遙感多要素環(huán)境監(jiān)測云服務關鍵技術遙感云服務是基于云計算技術，整合各種遙感信息和技術資源，通過互聯(lián)網(wǎng)以按需共享的方式提供的遙感應用服務。本文簡單介紹了遙感云服務的基本模式和技術特點，闡述了遙感云服務的技術體系及關鍵技術。并對未來云遙感普及應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展作出了展望1、云與云計算云是網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎設施的抽象。所謂“云"其實指的是后端(服務器端)，平時我們很少能夠看到的那一端，正因為平時難得看到，所以有一種虛無縹緲的感覺，也許就是因為這個原因，才被稱為“云”吧。我們平時能夠看到

2、的是什么呢，當然是自己用的PC和手機這些東西了，也就是所謂的“客戶端”。云計算(cloudcomputing)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。狹義云計算指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關，也可是其他服務。它意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進行流通2、遙感云服務的基本概念遙感云服務是基于云計算技術，整合各種遙感信息和技術資源，通過互聯(lián)網(wǎng)以按需共享的方式提供的遙感應用

3、服務。遙感云服務應體現(xiàn)云計算兩個方面的優(yōu)勢：一是通過云計算技術提高遙感數(shù)據(jù)存儲與處理的效率；二是實現(xiàn)資源共享、按需使用的服務模式。具體地說，遙感云服務應具有以下特點：(1)無需事先購買，可以隨時通過網(wǎng)絡使用所需的遙感數(shù)據(jù)處理軟件、開發(fā)環(huán)境和計算設備。(2)按需使用、即用即付，只需支付實際使用遙感數(shù)據(jù)、軟件和計算資源所產(chǎn)生的費用，避免不必要的資源閑置和技術支持、系統(tǒng)安裝、升級維護等所產(chǎn)生的人力和費用。(3)獲得更強大、更可靠、更高效的遙感數(shù)據(jù)分布式存儲與并行處理能力，并可滿足應急或高峰期的存儲和計算需求。(4)可以從眾多的遙感數(shù)據(jù)和遙感軟件中選擇或組合應用，也可以根據(jù)需要使用多種不同的業(yè)務應用環(huán)

4、境。3、遙感云服務的技術特點由于遙感技術的行業(yè)特點，遙感云服務與其他云服務有所不同。它的主要技術特征包括：(1)提供遙感數(shù)據(jù)、信息、軟件與所需計算資源的一體化、一站式服務。數(shù)據(jù)是遙感應用的基礎，也是遙感應用費用和時間開銷的重要環(huán)節(jié)，遙感軟件和計算設備是遙感應用必需但又非全時占用的基礎設施。數(shù)據(jù)、信息和軟硬件設施一體化服務是遙感云服務可應用于實際業(yè)務的基本要求。(2)基于統(tǒng)一的基礎空間數(shù)據(jù)庫和可視化基底，支持數(shù)據(jù)共享與協(xié)同工作。遙感云服務平臺可以通過云平臺支持用戶既可以自由使用空間數(shù)據(jù)和軟件，又可以避免數(shù)據(jù)和軟件的流失，同時還可以實時進行多源數(shù)據(jù)融合與協(xié)同操作，滿足多方面的空間數(shù)據(jù)共享需求。(3

5、)與遙感數(shù)據(jù)處理及專題信息產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合，提供業(yè)務化、標準化的遙感信息產(chǎn)品在線服務。通過云服務平臺，可以定期生產(chǎn)和發(fā)布標準化的遙感專題信息產(chǎn)品，使用戶無需自行組織數(shù)據(jù)處理就可以直接獲得業(yè)務應用所需的專題信息，降低技術和應用成本。(4)通過對遙感服務元素(數(shù)據(jù)獲取、加工處理、處理算法、應用模型等)的開放性接入和動態(tài)化調(diào)度，既包括對數(shù)據(jù)、信息和技術資源的組合使用，也包括對服務提供方的流程化組織，實現(xiàn)信息鏈、技術鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同化服務。4、遙感云服務的基本模式基于云計算的基本服務模式，遙感云服務主要有4種典型服務模式：(1)遙感數(shù)據(jù)作為服務RSDaaS提供數(shù)據(jù)瀏覽和按需使用服務，用戶無需購買遙感

6、數(shù)據(jù)，即可使用遙感數(shù)據(jù)并獲得遙感業(yè)務信息。(2)遙感軟件作為服務RSSaaS提供在線遙感軟件服務，用戶無需購買和安裝，即可使用遙感處理和業(yè)務應用軟件。(3)遙感平臺作為服務RSPaaS提供后臺遙感數(shù)據(jù)處理與應用開發(fā)平臺，用戶可以通過系統(tǒng)開發(fā)工具包和程序接口開發(fā)和部署遙感應用軟件，調(diào)用強大的后臺計算能力進行遙感數(shù)據(jù)處理、信息產(chǎn)品生產(chǎn)和業(yè)務應用。(4)遙感應用系統(tǒng)設施作為服務RSIaaS:虛擬化是云計算最主要的特點，可以把遙感數(shù)據(jù)、各種遙感軟件、業(yè)務應用系統(tǒng)、計算機軟硬件環(huán)境和存儲網(wǎng)絡等要素都進行虛擬化，放在云計算平臺中統(tǒng)一管理并提供服務。用戶無需通過傳統(tǒng)方式構(gòu)建遙感應用系統(tǒng)，可隨時隨地即時地在云

7、計算平臺上建立虛擬遙感應用系統(tǒng)環(huán)境，使用遙感數(shù)據(jù)、軟件、計算機和網(wǎng)絡環(huán)境進行業(yè)務應用或提供服務三、總結(jié)云遙感無疑會促進遙感產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。首先，提供云遙感需要打通整個技術生態(tài)系統(tǒng)，意味著數(shù)據(jù)、軟件、系統(tǒng)得到一體化的整合，這種整合會使行業(yè)內(nèi)誕生規(guī)模較大的企業(yè)。大企業(yè)對產(chǎn)業(yè)化的落地將起到有力支撐。第二，云遙感要解決的問題（如，安全性問題）也是GIS和3s行業(yè)要解決的問題，通過云的推動和進步，使國家政策能夠更傾向產(chǎn)業(yè)這邊，促進產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展。第三，云服務的廣闊性必然使整個行業(yè)從上至下更好的使用和利用空間信息，并在此之上創(chuàng)造更多的成果和更有價值的服務。從而推動用戶規(guī)模的擴大和整個產(chǎn)業(yè)的增長。云計算技術將深刻

8、地改變遙感數(shù)據(jù)存儲、處理技術和服務方式，為遙感技術普及應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展帶來重大的機遇。基于云計算技術，可將遙感數(shù)據(jù)、信息產(chǎn)品、處理技術與計算資源打包成類似公共設施（如自來水和電力等）的可計量的服務，提供給用戶通過網(wǎng)絡或移動終端隨時隨地按需使用，解決遙感應用中的數(shù)據(jù)、技術、設備、成本和人員的瓶頸，實現(xiàn)遙感信息技術在政府和公眾日常業(yè)務中的普及應用。雖然云計算在通用IT領域已經(jīng)取得了極大的成功，但是在探討遙感領域的云計算模式前，需要詳細地討論遙感處理領域是否需要云計算。可以將遙感處理領域的相關人員分為四類，即平臺架構(gòu)者、算法開發(fā)者、數(shù)據(jù)提供者和最終用戶。平臺架構(gòu)者側(cè)重于提供基礎的遙感數(shù)據(jù)讀寫、通用處

9、理算法和用戶界面等；算法開發(fā)者側(cè)重于實現(xiàn)算法邏輯，實現(xiàn)過程中可采用平臺提供的通用方法；數(shù)據(jù)提供者側(cè)重于提供原始數(shù)據(jù)；最終用戶在平臺架構(gòu)者提供的界面上，通過算法提供者的算法來處理數(shù)據(jù)提供者所提供的數(shù)據(jù)，形成最終所需要的數(shù)據(jù)文件。圖1闡述了四者之間的關系。雖然現(xiàn)在的遙感平臺有很多，但是都符合上述模型，只是有些平臺比較封閉，并不支持第三方算法插件。目前絕大部分遙感平臺有一個共同點，就是并不提供網(wǎng)絡服務，都是以桌面軟件形式提供給用戶使用,而網(wǎng)絡服務的形式已經(jīng)在GIS領域被廣泛研究和使用，如著名的ArcGIS軟件已經(jīng)成功地實現(xiàn)將原桌面版本的所有功能移植成為Web服務。眾所周知，網(wǎng)絡服務比普通單機桌面版具

10、有更強大的處理能力，更易集成和更開放，但是目前遙感處理為什么沒有服務的大量涌現(xiàn)，筆者認為主要有如下幾個原因：a）資源緊缺。遙感處理涉及到海量數(shù)據(jù)和龐大的計算能力，普通的單服務器計算模式并不能滿足要求，需要采用集群環(huán)境，而普通開發(fā)者并沒有適合的硬件環(huán)境。b）開發(fā)困難。缺乏適合遙感處理的WebFF發(fā)平臺。目前GIS服務多數(shù)基于Webservice相關平臺。由于微軟、Sun等公司提供了一個簡單利用的Webservice開發(fā)環(huán)境，開發(fā)比較簡單。但是普通的Webservice只針對單個請求的響應時間比較短的情況，而單個遙感處理請求可能需要10min或更長的處理時間，普通的Webservice開發(fā)環(huán)境并不

11、適合c）缺乏統(tǒng)一平臺級商業(yè)模式。商業(yè)模式對于注重算法產(chǎn)權(quán)的遙感領域是很重要的。而長期以來，如何保護普通算法開發(fā)者權(quán)益的問題一直沒得到重視和解決。只有統(tǒng)一的平臺級商業(yè)模式才能引導遙感處理領域的算法發(fā)展。上述問題是阻礙遙感處理服務發(fā)展的根本原因。針對上述三個問題，如果采用云計算模式，可以得到良好的解決。1）資源緊缺云計算提供統(tǒng)一并強大的計算環(huán)境和硬件資源，普通算法開發(fā)者可以將自己的算法按照接口規(guī)范提交到平臺即可，而無須自己架構(gòu)網(wǎng)站。2）開發(fā)困難云計算提供的統(tǒng)一接口可使算法開發(fā)變得簡單，算法開發(fā)者無須知道網(wǎng)絡通信相關知識即可被最終用戶所調(diào)用。針對這點，后面將詳細闡述OpenRS2Cloud!勺解決方

12、案。3）缺乏統(tǒng)一平臺級商業(yè)模式云計算的商業(yè)模式已經(jīng)得到成功，亞馬遜公司已經(jīng)盈利上億美金。在云計算中，數(shù)據(jù)提供者、算法提供者和平臺提供者將從最終用戶的每次請求中獲利，進行合理的分成，最終用戶也擁有了更多的算法和數(shù)據(jù)選擇權(quán)利。結(jié)合前面對云計算特點的描述，有理由相信將云計算應用于遙感處理是可行的。下面將詳細闡述遙感處理云計算的系統(tǒng)構(gòu)成與關鍵技術。根據(jù)上面的分析，本章提出一種遙感處理的云計算模式，并在后面利用原型系統(tǒng)加以驗證。圖2是設想的遙感云計算模式。從圖2中可以看出該模式分為下面幾個系統(tǒng)：a）Web入口系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要面向最終用戶，利用Ajax、Flash或Slivelight技術，為用戶提供一個

13、直接在WebM覽器上就能使用的用戶界面b）多任務并行作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Google云計算的并行模式MapReduce通過集成大量的服務器或普通PC機提供一個針對海量用戶的分布式任務調(diào)度和管理環(huán)境。c）WebGIS數(shù)據(jù)發(fā)布與管理系統(tǒng)。由于待處理的影像是通過瀏覽器展示給用戶的，需要WebGI繇統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)的發(fā)布和元數(shù)據(jù)查詢。d）算法插件系統(tǒng)。為算法提供者制訂統(tǒng)一的接口方式和插件開發(fā)方法。e）分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。由于云計算涉及的數(shù)據(jù)龐大，需要類似Google的分布式文件系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)的存儲和管理。數(shù)據(jù)提供者調(diào)用該系統(tǒng)來發(fā)布自己的數(shù)據(jù)，而WebGIS數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)會根據(jù)分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的變化定時發(fā)布新的數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡上。f）計費系統(tǒng)。當最終用戶享用數(shù)據(jù)下載或數(shù)據(jù)計算服務后，需要付一定的費用，而這些費用將按照一定的比例分配給算法提供者、數(shù)據(jù)提供者和平臺系統(tǒng)。這種商業(yè)模式已經(jīng)被Google、亞馬遜成功應用。上述幾大系統(tǒng)是遙感處理云計算平臺的基礎系統(tǒng)，缺一不可，通過這些系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)搜索、多用戶計算、海量存儲和WebU覽器訪問來為其他三類用戶提供良好的生態(tài)環(huán)境。最終用戶得到了一個不斷擴展功能，并且擁有海量處理能力和存儲能力的系統(tǒng)；算法提供者不用關心計算能力和硬件條件的缺乏，