CN103019803A - 一种用于遥感卫星地面数据处理网格节点的虚拟环境系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于遥感卫星地面数据处理网格节点的虚拟环境系统,包括交互管理模块、数据访问模块和业务模拟模块;上述三个模块运行在VMware虚拟化软件虚拟出的服务器上,VMware虚拟化软件运行在一台物理服务器上;交互管理模块,接收用户发出的数据查询、任务状态查询、资源状态查询的指令或者数据生产的任务单,并将接收的指令转发至业务模拟模块;将接收的数据查询结果、任务状态查询结果、资源状态查询结果以及数据生产状态转发给用户并进行显示;业务模拟模块,将卫星地面数据处理系统内的元数据存储到本地,并根据接收到的指令,模拟卫星地面数据处理系统的相应功能;数据访问模块,根据接收的数据生产状态,将接收的数据产品缓存后推送给用户,并将该数据传输状态发送至交互管理模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种虚拟环境的构建技术,适用于遥感卫星地面系统的系统集成与数据集成。
背景技术
遥感卫星地面系统分为数据接收系统、数据处理系统、任务管理系统、应用系统、终端用户等多个业务环节,业务本身的关联要求使得各个环节之间存在大量数据交换和业务协同。因此,需要建立起数据共享服务网格平台,有效解决分布式异构网络化环境下的地面系统集成问题,实现资源的全局统一管理和组织,实现各节点之间的遥感卫星数据资源共享,用户可以对各类遥感卫星数据资源进行一站式检索。
由于网格平台构架于遥感卫星地面系统之上,构建基本原则是尽可能的不破坏已有系统的结构和并不影响现有系统业务运行。从目前的发表文章和公开资料来看,目前,实现节点资源接入网格有以下几种方法:(1)制定一个共同遵守的协议或者标准,各异构系统通过协议或者标准来进行信息表达、交换和处理数据;(2)采用面向服务的方法(SOA),将各个异构系统资源调用作为服务进行描述和封装,通过标准请求机制在服务之间进行远程调用;(3)采用中间件技术,利用中间件屏蔽异构性,集成各个异构的信息源。这些方法从不同的角度提出了解决思路,但是由于都是直接接入网格平台,不可避免地要对原有业务系统进行部分改造,中断或影响现有系统业务的运行。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种用于遥感卫星地面数据处理系统网格节点的虚拟环境系统,该系统不需要改动现有的地面数据处理系统结构,其实现简单可靠。
本发明的技术解决方案是:一种用于遥感卫星地面数据处理网格节点的虚拟环境系统,包括交互管理模块、数据访问模块和业务模拟模块;上述三个模块运行在VMware虚拟化软件虚拟出的服务器上,VMware虚拟化软件运行在一台物理服务器上;
交互管理模块,接收用户发出的数据查询、任务状态查询、资源状态查询的指令或者数据生产的任务单,并将接收的指令转发至业务模拟模块;将接收的数据查询结果、任务状态查询结果、资源状态查询结果以及数据生产状态转发给用户并进行显示;
业务模拟模块,将卫星地面数据处理系统内的元数据存储到本地,并根据接收到的指令,模拟卫星地面数据处理系统的相应功能,即当接收到数据查询指令时,从本地存储的元数据内进行查询,并将查询结果发送至交互管理模块;当接收到数据生产的任务单时,模拟数据生成的过程,将生成的数据产品发送至数据访问模块,并将生成数据产品的任务状态信息发送至交互管理模块;当接收到任务状态查询指令时,将任务状态信息发送至交互管理模块;当接收到资源状态查询指令时,从卫星地面数据处理系统获取资源状态信息,并将获取的资源状态信息发送至交互管理模块;
数据访问模块,将接收的数据产品缓存后推送给用户,并将该数据传输状态发送至交互管理模块。
所述的模拟数据生成的过程具体如下:
(2.1)将接收到的数据生产任务单进行校验、保存,将校验符合格式要求的任务单转步骤(2.2),针对校验不合格的任务单,返回出错信息至交互管理模块,由交互管理模块通知用户;
(2.2)根据接收到的数据生产任务单,进行数据校验,判断是否存在该景的该级别产品数据以及对应的低级别产品或原始数据,转步骤(2.3)
(2.3)启动一个工作流作业,根据任务单上的信息及步骤(2.2)数据校验结果,确定生产该数据产品的步骤,并根据步骤顺序发送相应动作指令至卫星地面数据处理系统,卫星地面数据处理系统按照指令分别对原始数据进行相应处理,生成数据产品.
本发明与现有技术相比有益效果为:本发明在不影响现有业务的前提下将卫星地面数据处理系统接入网格平台,相对于其它方法,本发明在系统集成的可行性、安全性、扩展性方面体现出良好的性能,并具有如下优点:(1)能实现跨系统的集成共享、跨域协同和全局监管等功能;(2)不改变已有系统的结构和不影响业务运行,保障系统的安全性;(3)配置动态可调,可以虚拟出不同业务流程和资源状态,方便网格平台的模拟与验证。
附图说明
图1为本发明应用示意图;
图2为系统框图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面首先对本发明的应用场合做一个详细的说明。
本发明一种用于卫星地面数据处理系统网格节点的虚拟环境系统,如图1所示,主要是在不影响现有业务的前提下将卫星地面数据处理系统内的资源接入网格平台;由于现有的卫星地面数据处理系统数据和业务非常复杂,不能直接接入外部网格,需要一个虚拟的业务环境作为过渡。虚拟环境模拟出真实业务的各种状态,并将网格请求转发到地面数据处理系统内部服务器,同时,外部网格用户通过网格终端机和虚拟环境来访问地面数据处理系统内部服务器。
本发明系统如图2所示,包括交互管理模块、数据访问模块和业务模拟模块;上述三个模块运行在VMware虚拟化软件虚拟出的服务器上,VMware虚拟化软件运行在一台物理服务器上;下面对各模块进行详细说明。
一、交互管理模块
交互管理模块,接收用户发出的数据查询、任务状态查询、资源状态查询的指令或者数据生产的任务单,并将接收的指令转发至业务模拟模块;将接收的数据查询结果、任务状态查询结果、资源状态查询结果以及数据生产状态转发给用户并进行显示;
二、业务模拟模块
业务模拟模块包括任务通信子模块、任务调度子模块、业务生产子模块、数据存储子模块、数据分发子模块、资源监控子模块。主要根据接收到的指令,模拟卫星地面数据处理系统的相应功能,即当接收到数据查询指令时,从本地存储的元数据内进行查询,并将查询结果发送至交互管理模块;当接收到数据生产的任务单时,模拟数据生成的过程,将生成的数据产品发送至数据访问模块,并将生成数据产品的任务状态信息发送至交互管理模块;当接收到任务状态查询指令时,将任务状态信息发送至交互管理模块;当接收到资源状态查询指令时,从卫星地面数据处理系统获取资源状态信息,并将获取的资源状态信息发送至交互管理模块;
此处元数据是指用于描述遥感卫星影像数据或产品等对象的数据,一般包含有卫星标识、传感器类型、侧摆参数、覆盖范围、景日期、数据质量、地图投影等影像数据有关的信息。例如下表1所表示。
此处原始数据是指条带波段数据文件和辅助数据文件,由遥感卫星地面接收站发送到地面数据处理系统的带格式的原始压缩数据,经过解压缩和格式化处理后生成。
表10级数据元数据表
字段名 | 类型 | 说明 |
PRODUCT_SEQ_NUM | INT | 景号 |
SENSOR_ID | Varchar(5) | 传感器类型 |
SATELLITE_ID | Varchar(10) | 卫星标识 |
SCENE_DATE | DATE | 景日期 |
SCENE_PATH | SMALLINT | 侧摆path |
SCENE_ROW | SMALLINT | 侧摆row |
C_LAT | FLOAT | 景中心纬度 |
C_LONG | FLOAT | 景中心经度 |
LL_LAT | FLOAT | 左下纬度 |
LL_LONG | FLOAT | 左下经度 |
UL_LAT | FLOAT | 左上纬度 |
UL_LONG | FLOAT | 左上经度 |
UR_LAT | FLOAT | 右上纬度 |
UR_LONG | FLOAT | 右上经度 |
LR_LAT | FLOAT | 右下纬度 |
LR_LONG | FLOAT | 右下经度 |
BANDS_LO | TINYINT | 0级数据波段数 |
OVERALL_DATA_QUALITY | TINYINT | 数据质量 |
QUALITY_COMMENTS | VARchar(50) | 质量评价 |
BROWSE_FILE_NAME | VARchar(100) | 浏览图像的路径名 |
MAP_PROJECTION | VARchar(5) | 地图投影 |
(1)数据查询
数据分发子模块将卫星地面数据处理系统内的元数据定期复制到本地,当任务通信子模块接收到数据查询指令时,启动数据分发子模块从本地存储的元数据内进行查询,数据分发子模块通过任务通信子模块将查询结果发送至交互管理模块。
(2)模拟数据产品生产
(2.1)用户通过网格平台中的网格节点向交互管理模块发送数据产品生产任务单,任务通信子模块接到交互管理模块转发的任务单信息后,进行任务单检校和保存,然后进行数据检验,并由任务调度子模块启动一个任务工作流,调用业务生产子模块模拟数据产品的生产过程,即步骤(2.2)。
任务单格式如表2所示,任务单的字段名、类型、主键对应于数据库中任务单的字段名、类型、主键。检验表示需要由任务通信子模块对该字段取值范围进行检验,取值范围在备注里给出了说明。需检验的字段需要由网格用户指定,无法取默认值。
任务单检验包括如下步骤:
当所有的检验项字段都为合法字段时,则任务单是能被业务模拟模块所处理的有效任务单,这时通过任务单检验,进行数据检验。当该字段取值为空或不在取值范围之内时,判定该字段取值为非法字段值,这时返回错误信息,终止流程。
表2产品生产任务单格式
例如表3任务单,需要对USERNAME,PRODUCT_SEQ_NUM,SCENE_SEQ_NUM,CORRECTION_LEVEL,PRODUCT_DATA_PATH等字段值进行检验。当所有的字段取值都为合法时,则任务单是能被业务模拟模块所处理的有效任务单,这时通过任务单检验。
表32级产品生产任务单实例
(2.2)数据检验包括如下步骤:
根据任务单SCENE_SEQ_NUM(景号)和CORRECTION_LEVEL(产品级别),启动数据分发子模块从本地存储的元数据内进行查询,判断是否存在该景的该级别产品数据以及对应的低级别产品或原始数据。
例如表3任务单,根据任务单景号62001,和产品级别2级,启动数据分发子模块从本地存储的元数据内进行查询,判断是否存在第62001景2级产品对应的1级产品、0级产品或原始数据。
(2.3)数据产品的实际生产过程需要经过格式化处理、分景编目、产品生成等步骤。其中,格式化处理步骤需要经过去格式解压缩、帧同步、解扰、图像数据和辅助数据分离等过程;分景编目步骤需要经过分景编目、0级数据生成(浏览图像生成、云判、云量信息生成)、0级数据归档等过程。产品生成步骤需要经过辅助数据处理、系统辐射校正、MTFC处理、系统几何校正等过程。
业务生产子模块负责按照上述步骤转发相应指令至卫星地面数据处理系统,卫星地面数据处理系统按照指令分别对原始数据进行相应处理,生成数据产品。
针对表3任务单实例,任务单信息为由原始数据生成2级产品,产品生成的具体步骤如下:
1、若存在2级数据产品,业务生产子模块不发送任何指令,转步骤10;
2、若不存在2级数据产品,业务生产子模块查看是否存在1级数据;
若存在1级数据产品,则转步骤9;若不存在,则查看是否存在0级别产品;
3、若存在0级别产品,则转步骤6;
4、若不存在0级别产品,业务生产子模块查看是否存在原始数据;若存在原始数据,则转步骤5;若不存在,则结束报错;
5、业务生产子模块发送分景编目指令给卫星地面数据处理系统,并将任务单中字段值作为参数传递到卫星地面数据处理系统;
6、业务生产子模块发送辅助数据处理指令给卫星地面数据处理系统,并将任务单中字段值作为参数传递到卫星地面数据处理系统;
7、业务生产子模块发送系统辐射校正指令给卫星地面数据处理系统,并将任务单中字段值作为参数传递到卫星地面数据处理系统;
8、业务生产子模块发送系统MTFC处理指令给卫星地面数据处理系统,并将任务单中字段值作为参数传递到卫星地面数据处理系统;
9、业务生产子模块发送系统几何校正指令给卫星地面数据处理系统,并将任务单中字段值作为参数传递到卫星地面数据处理系统。
10、业务生产子模块向任务调度子模块返回处理完成信息,结束流程。
(2.3)数据分发子模块从卫星地面数据处理系统获取生成的数据产品,并将生成的数据产品发送至数据访问模块,将数据产品对应的元数据推送给网格节点;同时通过数据存储子模块将该数据产品的元数据存储到本地,将该数据产品存储备份。
(2.4)产品生产完成后,任务调度子模块生成任务状态信息,并通过任务通信子模块将任务状态信息(任务完成通知)发送至交互管理模块;
(3)资源状态查询
当任务通信子模块接收到资源状态查询指令时,调用资源监控子模块从卫星地面数据处理系统获取相应的资源状态信息(例如CPU、内存、硬盘和运行状态等),通过任务通信子模块将获取的资源状态信息发送至交互管理模块;
三、数据访问模块
数据访问模块,根据接收的数据生产状态,将接收的数据产品缓存后推送给用户,并将该数据传输状态发送至交互管理模块。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
Claims (2)
1.一种用于遥感卫星地面数据处理网格节点的虚拟环境系统,其特征在于包括交互管理模块、数据访问模块和业务模拟模块;上述三个模块运行在VMware虚拟化软件虚拟出的服务器上,VMware虚拟化软件运行在一台物理服务器上;
交互管理模块,接收用户发出的数据查询、任务状态查询、资源状态查询的指令或者数据生产的任务单,并将接收的指令转发至业务模拟模块;将接收的数据查询结果、任务状态查询结果、资源状态查询结果以及数据生产状态转发给用户并进行显示;
业务模拟模块,将卫星地面数据处理系统内的元数据存储到本地,当接收到数据查询指令时,从本地存储的元数据内进行查询,并将查询结果发送至交互管理模块;当接收到数据生产的任务单时,模拟数据生成的过程,将生成的数据产品发送至数据访问模块,并将生成数据产品的任务状态信息发送至交互管理模块;当接收到任务状态查询指令时,将任务状态信息发送至交互管理模块;当接收到资源状态查询指令时,从卫星地面数据处理系统获取资源状态信息,并将获取的资源状态信息发送至交互管理模块;
数据访问模块,将接收的数据产品缓存后推送给用户,并将该数据传输状态发送至交互管理模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于遥感卫星地面数据处理网格节点的虚拟环境系统,其特征在于:所述的模拟数据生成的过程具体如下:
(2.1)将接收到的数据生产任务单进行校验、保存,将校验符合格式要求的任务单转步骤(2.2),针对校验不合格的任务单,返回出错信息至交互管理模块,由交互管理模块通知用户;
(2.2)根据接收到的数据生产任务单,进行数据校验,判断是否存在该景的该级别产品数据以及对应的低级别产品或原始数据,转步骤(2.3)
(2.3)启动一个工作流作业,根据任务单上的信息及步骤(2.2)数据校验结果,确定生产该数据产品的步骤,并根据步骤顺序发送相应动作指令至卫星地面数据处理系统,卫星地面数据处理系统按照指令分别对原始数据进行相应处理,生成数据产品。
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