基于剖分模型的遥感影像模板并行处理方法研究

Remote sensing image data has more and more wide application in many military and civilian areas. With the increasing data amount and the extending application requirements, the organization management and processing speed of remote sensing image data has become a bottleneck of restricting the application of remote sensing technique. Both The Global Partition Theory and the high performance of computing provide a possible solution for the above problem. This project aims to study the fast parallel processing methods of spatial data partition facets to solve the key problem. The main contents include: (1) based on the global spatial data partition model of EMD, propose the fast generation method of templates and design the computing mode of partition facets template and template parallel computing system; (2) on the hybrid parallel compute framework of MPI and OpenMP, analyze the parallelism of template processing algorithms, put forward the parallel method of template processing algorithms, design and realize the parallel class library; (3) develop the parallel processing algorithms software platform of the partition facets template, use remote sensing images of specific areas to confirm the rapid application mode. This research has very important strategic significance for expanding the application field of the Global Partition Theory, increasing the speed of remote sensing image processing and speeding up visual display, analysis and decision-making of the spatial information.

遥感影像数据在诸多军事和民用领域有着越来越广泛的应用，随着数据量的增加和应用需求的扩大，遥感数据的组织管理和处理速度已经成为制约遥感技术应用的瓶颈，地球剖分理论和高性能计算为上述问题解决提供了一种可能途径。本项目旨在通过研究剖分遥感影像面片模板的快速并行处理方法来解决这一关键性问题，主要研究内容包括：(1)在地图分幅拓展的地球剖分模型基础上，建立剖分面片模板的数据模型，提出模板快速生成方法，设计剖分面片模板计算模式及模板并行计算机制；(2)在MPI与OpenMP混合并行计算框架下，对模板处理算法进行并行性分析，建立模板快速并行处理模型与方法，设计实现算法的并行化类库；(3)开发剖分面片模板并行处理算法软件平台，利用特定地区遥感影像资源实现模板快速应用模式。本研究对于拓展地球剖分理论应用领域，提高遥感影像处理速度，加快空间信息快速可视化表达、分析及决策反应速度，具有十分重要的战略意义。

遥感影像数据在诸多军事和民用领域有着越来越广泛的应用，随着数据量的增加和应用需求的扩大，遥感数据的高效组织管理和快捷处理速度已经成为制约遥感技术应用的瓶颈，地球剖分理论和高性能计算为上述问题解决提供了一种可能途径。本项目旨在通过研究剖分遥感影像面片模板的快速并行处理方法来解决这一关键性问题，主要研究内容包括：在基于地图分幅拓展的地球剖分模型基础上，建立剖分面片模板的数据模型，提出模板快速生成方法，设计剖分面片模板计算模式及模板并行计算机制；在MPI与OpenMP混合并行计算框架下，对模板处理算法进行并行性分析，建立模板快速并行处理模型与方法，设计实现算法的并行化类库；设计开发剖分面片模板并行处理算法软件平台，利用特定地区遥感影像资源实现模板化快速应用模式。. 通过研究，实现了预期目标。提出了剖分遥感影像面片模板的概念模型和数据模型，并提出了基于剖分面片模板的计算模式；提出了一种面向剖分面片模板的遥感影像并行处理方法。影像数据经剖分后形成不同级别的剖分面片集合；快速提取剖分面片特征生成剖分面片模板，建立对应的模板库；根据不同的应用需求，实现相应的并行处理模型；设计并行类，形成对应处理算法的并行化类库，最终达到遥感影像快速并行处理的目的。提出了一种面向图像拷贝检测的局部搜索哈希算法，该算法可应用在遥感影像拷贝检测中。进一步设计研制了遥感影像剖分面片模板并行处理软件原型平台，开发了基于剖分面片的快速应用模式。在MPI与OpenMP混合并行计算框架下，解决了实现剖分面片模板快速并行处理所需的理论和技术问题。. 本研究对于拓展地球剖分理论应用领域，提高遥感影像处理速度，加快空间信息快速可视化表达、分析及决策反应速度，具有十分重要的战略意义。