CN116737854B - 基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统及其安全防护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统及其安全防护方法，涉及时空数据湖技术领域，包括：(1)、数据识别层；(2)、数据采集层；(3)、数据储存层；(4)、数据融合层；(5)、融合精度评价层；(6)、变化特征提取层，在数据识别的过程中，对异常数据进行监测，并对病毒数据进行单独提取并杀毒，杀毒后对数据进行二次监测，能够确保数据正常，避免出现病毒数据，能够实现实现数据访问通道、数据加密读取、数据传输通道的多重解锁，提高了数据湖中数据的访问、储存、传输、安全，提高数据可靠性。

Description

基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统及其安全防护方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体为构建基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统及其安全防护方法。
背景技术
数据湖和数据库都是数据存储设计模式，数据湖是集中式数据存储库，主要功能是用来存储大量的原始数据，对所有数据进行统一存储，从原始数据转换为用于报告、可视化、分析、机器学习等各项任务的转换数据，通常使用平面构架来存储数据，数据湖能够把不同种类的数据汇聚到一起而不需要预定义的模型就能进行数据分析。湖中的数据包括结构化数据、半结构化数据、非结构化数据等等。现在的大数据架构是可扩展的，并且可以为用户提供越来越多的实时分析，遥感数据也能够在时空数据湖中进行存储。
现有的基于多源遥感数据的时空数据湖中的数据列采用元数据和身份水印相结合的模式实现数据保护，通常数据湖架构安全性不足，在数据杀毒以及数据防泄漏方面存在一定的改进空间。
诸如中国专利文献CN115168512A公开了一种多维数据元融合实现数据收集和共享的时空数据湖的方法，包括数据收集、建立数据仓管理模型、数据分类、数据融合、数据湖建立、资源共享等步骤，有效优化了数据。然而，该方案中并没有引入数据安全机制，数据可靠性未得到有效保障。
诸如中国专利文献CN111291047A中公开了一种时空数据存储装置和方法，首先将时空数据缓存到kafka队列中，通过存储组件将所述时空数据从所述队列中存储到数据湖中，将所述数据湖中的时空数据存储到HDFS集群中。该方案有效提供了一种便捷的数据导出方式，维数据建模和机器学习提供了原始数据的支撑。
在美国专利文献US2021081550A中公开了一种通过应用时空优化的内联数据转换来保证数据的安全的技术方案，计算机使用该安全策略执行知识图谱来识别与所选择的资产数据相对应的变换资产集合。
现有技术中亟需一种安全可靠的基于多源遥感数据的时空数据湖安全防护技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种能够解决数据湖架构安全性不足，确保时空数据及分辨率精度的基于多源遥感数据的时空数据湖安全防护技术解决方案。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现，基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统，包括：
(1)、数据识别层
对多源遥感数据进行数据识别，识别时对异常数据进行监测，并对病毒数据进行单独提取并杀毒；
杀毒后对数据进行二次监测，确保数据正常，再将这部分数据还原至原位置；
(2)、数据采集层
对识别后的数据进行整理，消除冗余数据，按照时序关系排序获取不同历史时期的数字遥感数据；
并对采集的数据进行分析并转换，使其成为可直接使用的分析数据；
(3)、数据储存层
构建数据湖架构，首先将时空数据缓存至kafka队列中，并归类存储；
再通过存储组件将时空数据从kafka队列中存储至数据湖中，并对数据湖进行分区；
(4)、数据融合层
在基于多源数字遥感数据的基础上，将数字遥感数据转换为空间分辨率影像；
然后对中空间分辨率影像以及高空间分辨率影像进行融合，生成复合的中、高分辨率影像，从而获得高质量的遥感影像；
进一步的，所述数据融合层中，按照时序关系先后融合不同时期的空间数据分辨率影像。
进一步的，所述基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统还包括以下具体步骤：
(5)、融合精度评价层
选取2-3个局部区域作为精度评价样板模块，采集遥感地块的真实时空数据，并在基于真实数据的基础上，对上述遥感的空间数据及分辨率影像进行精度评价，确保空间数据及分辨率影像进行精度符合要求。
进一步的，所述基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统还包括：
(6)、变化特征提取层
按照时间变化特征，结合中、高分辨率影像，获取遥感地块的时空变化，进行地物的时间变化特征提取，以便于及时了解遥感地块的时空数据变化。
进一步的，所述基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的安全防护方法包括以下步骤：
A、数据加密
数据湖中不同分区的数据均通过加密算法和密钥储存，其中数据读取通道和数据输出通道分别设置不同的加密算法和密钥；
并对不同的数据访问通道设置不同的数据访问节点，不同的数据访问节点给予不同的数据权限；
B、数据访问
对访问的用户进行身份识别，并判断用户的接入节点，根据数据接入节点显示对应权限的数据分区，相应节点给予不同的数据权限，使得数据访问时通过访问权限对于对应的数据湖分区进行数据访问。
进一步的，所述步骤B、数据访问的过程中，读取加载应解密对应的加密算法和密钥，同理数据输出应解密对应的加密算法和密钥。
本发明提供了基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统及其安全防护方法，具备以下有益效果：在数据识别的过程中，对异常数据进行监测，并对病毒数据进行单独提取并杀毒，杀毒后对数据进行二次监测，能够确保数据正常，避免出现病毒数据，数据采集时按照时序关系排序获取不同历史时期的数字遥感数据，有利于后期的遥感地块的时空数据变化特征提取，数据储存过程中，通过存储组件将时空数据从kafka队列中存储至数据湖中，并对数据湖进行分区，能够面向多数据源的信息存储，并且相对成本较低；
该基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统及其安全防护方法，通过数据融合生成复合的中、高分辨率影像，并按照时间变化特征，结合中、高分辨率影像，获取遥感地块的时空变化，进行地物的时间变化特征提取，以便于及时了解遥感地块的时空数据变化，并且通过融合精度评价的取样评价方式较为简单的还有利于确保空间数据及分辨率影像进行精度符合要求；
该基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统及其安全防护方法，数据加密和数据访问过程中，数据读取通道和数据输出通道分别设置不同的加密算法和密钥，并对不同的数据访问通道设置不同的数据访问节点，不同的数据访问节点给予不同的数据权限，使得数据访问时通过访问权限对于对应的数据湖分区进行数据访问，并且读取加载应解密对应的加密算法和密钥，同理数据输出应解密对应的加密算法和密钥，从而便于实现数据访问通道、数据加密读取、数据传输通道的多重解锁，提高了数据湖中数据的访问、储存、传输、安全，提高数据可靠性。
附图说明
图1为示出本发明具体实施方式涉及的基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的方块图。
图2为示出本发明另一具体实施方式涉及的基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的方块图。
图3为示出本发明一具体实施方式涉及的基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的安全防护方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1为示出本发明具体实施方式涉及的基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的方块图。
如图1所示，基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统，包括：
(1)、数据识别层
对多源遥感数据进行数据识别，识别时对异常数据进行监测，并对病毒数据进行单独提取并杀毒；
杀毒后对数据进行二次监测，确保数据正常，再将这部分数据还原至原位置；
(2)、数据采集层
对识别后的数据进行整理，消除冗余数据，按照时序关系排序获取不同历史时期的数字遥感数据；
并对采集的数据进行分析并转换，使其成为可直接使用的分析数据；
(3)、数据储存层
构建数据湖架构，首先将时空数据缓存至kafka队列中，并归类存储；
再通过存储组件将时空数据从kafka队列中存储至数据湖中，并对数据湖进行分区；
(4)、数据融合层
在基于多源数字遥感数据的基础上，将数字遥感数据转换为空间分辨率影像；
然后对中空间分辨率影像以及高空间分辨率影像进行融合，生成复合的中、高分辨率影像，从而获得高质量的遥感影像；
所述数据融合层中，按照时序关系先后融合不同时期的空间数据分辨率影像。
图2为示出本发明另一具体实施方式涉及的基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的方块图。
如图2所示，在该实施方式中，优选的，所述基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统进一步包括：
(5)、融合精度评价层
选取2-3个局部区域作为精度评价样板模块，采集遥感地块的真实时空数据，并在基于真实数据的基础上，对上述遥感的空间数据及分辨率影像进行精度评价，确保空间数据及分辨率影像进行精度符合要求。
(6)、变化特征提取层
按照时间变化特征，结合中、高分辨率影像，获取遥感地块的时空变化，进行地物的时间变化特征提取，以便于及时了解遥感地块的时空数据变化。
图3为示出本发明一具体实施方式涉及的基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的安全防护方法的流程图。
如图3所示，所述安全防护方法包括以下步骤：
A、数据加密
数据湖中不同分区的数据均通过加密算法和密钥储存，其中数据读取通道和数据输出通道分别设置不同的加密算法和密钥；
并对不同的数据访问通道设置不同的数据访问节点，不同的数据访问节点给予不同的数据权限；
B、数据访问
对访问的用户进行身份识别，并判断用户的接入节点，根据数据接入节点显示对应权限的数据分区，相应节点给予不同的数据权限，使得数据访问时通过访问权限对于对应的数据湖分区进行数据访问。
所述步骤B、数据访问的过程中，读取加载应解密对应的加密算法和密钥，同理数据输出应解密对应的加密算法和密钥。
在本发明中，还提供一种基于多源遥感数据的时空数据湖的构建及其安全防护方法，使用时基于多源遥感数据的时空数据湖的构建方法包括以下具体步骤：
(1)、数据识别：
对多源遥感数据进行数据识别，识别时对异常数据进行监测，并对病毒数据进行单独提取并杀毒；杀毒后对数据进行二次监测，确保数据正常，再将这部分数据还原至原位置；
(2)、数据采集
对识别后的数据进行整理，消除冗余数据，按照时序关系排序获取不同历史时期的数字遥感数据；并对采集的数据进行分析并转换，使其成为可直接使用的分析数据；
(3)、数据储存
构建数据湖架构，首先将时空数据缓存至kafka队列中，并归类存储；再通过存储组件将时空数据从kafka队列中存储至数据湖中，并对数据湖进行分区；
(4)、数据融合
在基于多源数字遥感数据的基础上，将数字遥感数据转换为空间分辨率影像；然后对中空间分辨率影像以及高空间分辨率影像进行融合，生成复合的中、高分辨率影像，从而获得高质量的遥感影像；按照时序关系先后融合不同时期的空间数据分辨率影像；
(5)、融合精度评价
选取2-3个局部区域作为精度评价样板模块，采集遥感地块的真实时空数据，并在基于真实数据的基础上，对上述遥感的空间数据及分辨率影像进行精度评价，确保空间数据及分辨率影像进行精度符合要求；
(6)、变化特征提取
按照时间变化特征，结合中、高分辨率影像，获取遥感地块的时空变化，进行地物的时间变化特征提取，以便于及时了解遥感地块的时空数据变化；
所述基于构建的多源遥感数据的时空数据湖的安全防护方法，包括以下步骤：
A、数据加密
数据湖中不同分区的数据均通过加密算法和密钥储存，其中数据读取通道和数据输出通道分别设置不同的加密算法和密钥；并对不同的数据访问通道设置不同的数据访问节点，不同的数据访问节点给予不同的数据权限；
B、数据访问
对访问的用户进行身份识别，并判断用户的接入节点，根据数据接入节点显示对应权限的数据分区，相应节点给予不同的数据权限，使得数据访问时通过访问权限对于对应的数据湖分区进行数据访问；数据访问的过程中，读取加载应解密对应的加密算法和密钥，同理数据输出应解密对应的加密算法和密钥。
根据本发明，在数据识别的过程中，对异常数据进行监测，并对病毒数据进行单独提取并杀毒，杀毒后对数据进行二次监测，能够确保数据正常，避免出现病毒数据，数据采集时按照时序关系排序获取不同历史时期的数字遥感数据，有利于后期的遥感地块的时空数据变化特征提取，通过数据融合生成复合的中、高分辨率影像，并按照时间变化特征，结合中、高分辨率影像，获取遥感地块的时空变化，进行地物的时间变化特征提取，以便于及时了解遥感地块的时空数据变化，并且通过融合精度评价的取样评价方式较为简单的还有利于确保空间数据及分辨率影像进行精度符合要求；数据加密和数据访问过程中，数据读取通道和数据输出通道分别设置不同的加密算法和密钥，并对不同的数据访问通道设置不同的数据访问节点，不同的数据访问节点给予不同的数据权限，能够解决数据湖架构安全性不足问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统，其特征在于，包括：
(1)、数据识别层
对多源遥感数据进行数据识别，识别时对异常数据进行监测，并对病毒数据进行单独提取并杀毒；
杀毒后对数据进行二次监测，确保数据正常，再将这部分数据还原至原位置；
(2)、数据采集层
对识别后的数据进行整理，消除冗余数据，按照时序关系排序获取不同历史时期的数字遥感数据；
并对采集的数据进行分析并转换，使其成为可直接使用的分析数据；
(3)、数据储存层
构建数据湖架构，首先将时空数据缓存至kafka队列中，并归类存储；
再通过存储组件将时空数据从kafka队列中存储至数据湖中，并对数据湖进行分区；
(4)、数据融合层
在基于多源数字遥感数据的基础上，将数字遥感数据转换为空间分辨率影像；
然后对中空间分辨率影像以及高空间分辨率影像进行融合，生成复合的中、高分辨率影像，从而获得高质量的遥感影像；
(5)、融合精度评价层
选取2-3个局部区域作为精度评价样板模块，采集遥感地块的真实时空数据，并在基于真实数据的基础上，对上述遥感的空间数据及分辨率影像进行精度评价，确保空间数据及分辨率影像进行精度符合要求；
(6)、变化特征提取层
按照时间变化特征，结合中、高分辨率影像，获取遥感地块的时空变化，进行地物的时间变化特征提取，以便于及时了解遥感地块的时空数据变化；
基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统的安全防护方法包括以下步骤：
A、数据加密
数据湖中不同分区的数据均通过加密算法和密钥储存，其中数据读取通道和数据输出通道分别设置不同的加密算法和密钥；
并对不同的数据访问通道设置不同的数据访问节点，不同的数据访问节点给予不同的数据权限；
B、数据访问
对访问的用户进行身份识别，并判断用户的接入节点，根据数据接入节点显示对应权限的数据分区，相应节点给予不同的数据权限，使得数据访问时通过访问权限对于对应的数据湖分区进行数据访问；数据访问的过程中，读取加载应解密对应的加密算法和密钥，同理数据输出应解密对应的加密算法和密钥。
2.根据权利要求1所述的基于多源遥感数据的时空数据湖管理系统，其特征在于，数据融合层中，按照时序关系先后融合不同时期的空间数据分辨率影像。
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