基于SOA的海量遥感数据并行处理的研究与应用

摘要

随着航天技术的快速发展和各种遥感测量平台层出不穷，各种测量手段不断得到应用，使得人类获取遥感影像数据的手段日益多样化。面对海量的遥感数据及其复杂的数据特征，如何提高遥感产品生产速度、效率和利用原有的遥感系统资源是目前遥感领域研究的重要课题。针对以上问题，本文以与中科院遥感所合作的项目为背景，在整合原有系统资源的基础上，建立新的系统构架以及任务调度算法。以下本文所做的工作和贡献：
　　 (1)基于SOA(Service Oriented Architecture)系统构架的设计。本文分析了传统的软件体系结构和基于组件的软件体系结构，结合遥感领域的实际需求，在原有遥感系统的基础上设计了一套适用于遥感领域的面向服务的系统架构，借助于WebServices技术加以实现。将原有的应用程序封装成服务，节约了成本。将组件封装为服务，更加有利于系统扩展。
　　 (2)多任务驱动的多队列任务调度算法。提出一种多任务驱动的多队列任务调度算法，算法对求解任务的划分提出了自己解决方案。本文结合与表调度算法、Min-min算法和Max-min算法实验分析，得到多任务驱动的多队列算法总能得到了一个最优调度策略。算法经过三步，将求解任务分配到各个并行机节点。同时提出了任务求解过程的优化操作，加快任务求解速度，节约计算资源。
　　 (3)系统的实现。结合中科院遥感所遥感论证中心的实际业务需求和其自身的特点，在.NET开发平台下，实现了平台的应用开发。平台投入使用后，解决了遥感产品生产的问题，实现了遥感产品的管理、调度、并行处理、产品数据图像快速显示。使遥感产品生产不在复杂，操作简单快捷，体现了系统的实用性和易用性的优势，从一定程度上提高了生产效率。平台产生的经济效益和社会效益比较明显。特别是经济效益比较明显，通过利用产品生产计划调度子系统对生产任务管理和遥感产品并行处理使得生产效率大幅提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1面向服务的软件体系结构

1.2.2并行系统中任务调度

1.3论文的主要内容及组织结构

第2章 相关技术介绍

2.1面向服务的软件体系结构

2.1.1传统的软件体系结构

2.1.2基于组件的软件体系结构

2.1.3 SOA

2.1.4基于Web Services的SOA

2.2并行计算技术

2.2.1并行计算研究内容和目标

2.2.2并行计算的发展趋势

第3章 基于SOA的平台架构设计

3.1基于SOA的平台架构设计依据和目标

3.1.1平台架构的设计依据

3.1.2平台架构的设计目标

3.2平台框架

3.2.1应用层

3.2.2 Web服务层

3.2.3资源管理层

3.3本章小结

第4章 多任务驱动的多队列任务调度算法

4.1任务调度模型

4.2任务和队列的定义

4.2.1任务的定义

4.2.2队列的定义

4.3多任务驱动的多队列任务调度算法

4.3.1多任务驱动的多队列算法思想

4.3.2实验结果对比分析

4.4任务调度模块

4.4.1任务调度模块设计思路

4.4.2任务调度模块流程

4.4.3产品生产优化模块

4.5本章小结

第5章 基于SOA海量遥感数据并行处理平台实现

5.1系统总体结构

5.2硬件拓扑结构图

5.2.1硬件构成

5.2.2硬件功能划分

5.3系统逻辑结构

5.4算法实现

5.4.1多任务驱动的多队列任务调度算法

5.4.2产品优化生产算法

5.5平台的总体实现

第6章 总结与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果