KR20160072851A

KR20160072851A - 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20160072851A
Application number: KR1020140177894A
Authority: KR
Inventors: 박경석; 이용; 이상환; 성원경; 최명석; 신진섭
Original assignee: 한국과학기술정보연구원
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-24
Also published as: KR101643886B1

Abstract

본 발명은 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 위성영상이 저장된 스토리지 서버, 위성영상 분석 요청 신호 수신 시, 상기 스토리지 서버로부터 해당 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하여 적어도 하나 이상의 작업 노드들에 분배하며, 상기 작업 노드들로부터 작업 처리 결과를 수신 및 집계하는 마스터 노드, 상기 마스터 노드에서 분배된 위성영상 배열 데이터를 이용하여 작업 처리를 수행하고, 그 작업 처리 결과를 상기 마스터 노드로 각각 전송하는 적어도 하나 이상의 작업 노드를 포함한다.

Description

대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING LARGE-SCALE HIGH RESOLUTION SATELLITE IMAGE}

본 발명은 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위성영상 분석 요청 시, 작업 노드들의 상태정보를 근거로 해당 위성영상 배열 데이터를 분할하여 적어도 하나 이상의 작업 노드들에 분배함으로써, 대용량 위성영상을 동시에 고속으로 처리하고 분석할 수 있는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 영상의 공간해상도가 증가함에 따라 같은 개체라 할지라도 다양한 분광적 특성을 나타내고, 또한 공간적으로 상이한 형태를 보이기 때문에 고해상도 위성영상에서 의미 있는 정보를 추출하기 위해서는 기존의 중/저 해상도 영상처리 기법으로 많이 사용되어진 화소기반(pixel-based) 기법의 직접적인 적용은 무리가 있는 게 사실이다. 이를 보완하기 위해, 분류에 앞서 영상분할 과정을 통해 동일한 특성을 가지는 화소들을 객체(object) 혹은 세그먼트(Segment) 단위로 구분하고, 이들 객체의 특성정보를 고려하여 분류를 수행하는 객체 기반(Object-based)방법이 고해상도 영상에 적합한 분류방법으로 대두되고 있다. 이러한 객체 기반 분류방법의 경우, 영상분할과정을 통해 생성된 객체정보들의 정확도가 분류결과에 직접적인 영향을 주기 때문에 영상분할 과정은 객체기반 분류에 있어 매우 중요한 전처리 과정이라 할 수 있다.

한편, 종래에는 위성영상을 분석할 때, 관심 지역과 기간을 선택한 후, 소규모 개별 영상을 이용하거나 상대적으로 낮은 해상도의 자료를 요약하여 분석을 하게 된다.

그러나, 종래의 방법은 단일 개별 영상을 이용하므로, 대용량의 고해상도 위성영상을 동시에 처리하고 분석할 수 없었다.

또한, 다수의 영상을 이용하는 경우에는 동일한 작업을 반복적으로 수행할 수 있도록 사용자가 정의한 작업 목록을 만든 후, 개별 위성영상을 순차적으로 처리하고, 처리된 영상을 집계하고 재처리함에 따라 대규모 위성영상 분석에 한계가 있었다.

한국등록특허 제1,150,901 호, 발명의 명칭 '위성영상을 이용한 객체기반 분석을 위한 자동 영상분할 방법'

본 발명의 목적은 대용량 위성영상을 동시에 고속으로 처리하고 분석할 수 있는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 장기간의 데이터 분석과 고해상도 영상 분석을 통해 녹적조 예측, 기상 예측 등을 효과적으로 분석할 수 있도록 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 위성영상이 저장된 스토리지 서버, 위성영상 분석 요청 신호 수신 시, 상기 스토리지 서버로부터 해당 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하여 적어도 하나 이상의 작업 노드들에 분배하며, 상기 작업 노드들로부터 작업 처리 결과를 수신 및 집계하는 마스터 노드, 상기 마스터 노드에서 분배된 위성영상 배열 데이터를 이용하여 작업 처리를 수행하고, 그 작업 처리 결과를 상기 마스터 노드로 각각 전송하는 적어도 하나 이상의 작업 노드를 포함하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템이 제공된다.

상기 대용량 고해상도 위성영상 분석시스템은 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호를 상기 마스터 노드로 전송하는 사용자 단말을 더 포함하고, 상기 위성영상 정보는 위성영상의 유형, 지역, 기간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 스토리지 서버는 위성영상을 유형별로 저장할 수 있다.

상기 마스터 노드는 주 마스터 노드, 상기 마스터 노드에 저장된 정보의 복사본이 저장되어, 상기 주 마스터 노드의 장애 시, 상기 주 마스터 노드 복구 시까지 주 마스터 노드의 역할을 수행하는 적어도 하나 이상의 보조 마스터 노드를 포함하되, 상기 주 마스터 노드는 보조 마스터 노드보다 우선순위 높은 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 마스터 노드는 각 작업 노드들의 상태정보를 해당 사용자 단말로 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수가 수신되면, 상기 수신된 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터를 해당 작업 노드에 각각 분배할 수 있다.

상기 마스터 노드는 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하고, 상기 생성된 작업 결과를 해당 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장하며, 상기 작업 결과에 대한 색인정보를 생성하여 저장할 수 있다.

상기 마스터 노드는 상기 스토리지 서버에 저장된 위성영상 파일과 위성영상 파일내 위상영상의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성 및 저장할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 작업 노드들의 상태 정보를 모니터링하는 상태 모니터링부, 위상영상 분석 요청 신호 수신 시, 스토리지 서버로부터 해당 위성영상 배열 데이터를 획득하는 위성영상 획득부, 상기 상태 모니터링부에서 모니터링된 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하여 적어도 하나 이상의 작업 노드들에 분배하는 분배부, 상기 작업 노드들로부터 작업 처리 결과를 수신 및 집계하는 작업 결과 처리부를 포함하는 마스터 노드가 제공된다.

상기 마스터 노드는 상기 스토리지 서버에 저장된 위성영상 파일과 위성영상 파일내 위상영상의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성하는 색인정보 생성부를 더 포함할 수 있다.

또한, 마스터 노드는 작업 노드들의 상태정보, 색인정보, 작업분배 정보, 마스터 노드의 환경 정보 중 적어도 하나가 저장된 저장부를 더 포함할 수 있다.

상기 분배부는 각 작업 노드들의 상태정보를 해당 사용자 단말로 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수가 수신되면, 상기 수신된 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터를 해당 작업 노드에 각각 분배할 수 있다.

상기 작업 결과 처리부는 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하고, 상기 생성된 작업 결과를 해당 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자 단말이 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호를 마스터 노드로 전송하는 단계, 상기 마스터 노드는 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하는 단계, 상기 마스터 노드는 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 각각 전송하는 단계, 상기 작업 처리 요청 신호를 수신한 작업 노드들은 해당 위성영상 배열 데이터를 이용하여 상기 작업 내용에 해당하는 작업 처리를 수행하고, 작업 처리 결과를 상기 마스터 노드로 각각 전송하는 단계, 상기 마스터 노드는 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계를 포함하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법이 제공된다.

상기 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법은, 상기 마스터 노드는 상기 생성된 작업 결과를 상기 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장하고, 상기 작업 결과에 대한 색인정보를 생성하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자 단말이 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호를 마스터 노드로 전송하는 단계, 상기 마스터 노드는 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 각 작업 노드들의 상태정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계, 상기 사용자 단말은 상기 작업노드들의 상태정보에 근거하여 사용자로부터 입력받은 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 상기 마스터 노드로 전송하는 단계, 상기 마스터 노드는 상기 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 전송하는 단계, 상기 작업 처리 요청 신호를 수신한 작업 노드들은 해당 위성영상 배열 데이터를 이용하여 상기 작업 내용에 해당하는 작업 처리를 수행하고, 작업 처리 결과를 상기 마스터 노드로 각각 전송하는 단계, 상기 마스터 노드는 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계를 포함하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법이 제공된다.

상기 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법은, 상기 마스터 노드는 상기 생성된 작업 결과를 상기 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장하고, 상기 작업 결과에 대한 색인정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하는 단계, 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 각각 전송하는 단계, 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계를 포함하는 마스터 노드의 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 각 작업 노드들의 상태정보를 사용자 단말로 전송하는 단계, 상기 사용자 단말로부터 수신된 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 전송하는 단계, 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계를 포함하는 마스터 노드의 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 대용량 위성영상을 동시에 고속으로 처리하고 분석할 수 있다.

또한, 장기간의 데이터 분석과 고해상도 영상 분석을 통해 녹적조 예측, 기상 예측 등을 효과적으로 분석할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법을 나타낸 도면.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템 및 방법'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. 또한, 각 구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템은 스토리지 서버(100), 사용자 단말(200), 마스터 노드(300), 적어도 하나 이상의 작업 노드(400)를 포함한다.

스토리지 서버(100)는 위성영상이 유형별로 저장되어 있다. 여기서, 유형은 프로세싱 단계, 해상도, 투영법, 용도, 목적 등을 포함할 수 있다.

사용자 단말(200)은 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청을 마스터 노드(300)로 전송한다. 여기서, 작업 내용은 엽록소 추출작업, 해수면 온도 추출 작업, 기상예측 작업 등 위성영상을 이용하여 할 수 있는 모든 작업을 포함할 수 있다. 위성영상 정보는 위성영상의 유형, 지역, 기간 등을 포함할 수 있다.

사용자는 마스터 노드(300)를 통해 SSH와 HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 등의 프로토콜을 이용하여 작업 상태와 노드의 상태를 모니터링한다.

사용자 단말(100)은 사용자의 키 조작에 따라 통신망을 경유하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등의 모든 통신 컴퓨팅 장치를 모두 포함하는 넓은 개념으로, 통신망을 통한 통신이 가능하다면 어느 특정한 단말에 국한될 필요는 없다.

마스터 노드(300)는 작업 노드들의 상태 모니터링, 작업 분배 등을 수행한다.

마스터 노드(300)는 위성영상 분석 요청 수신 시, 스토리지 서버(100)로부터 해당 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하여 적어도 하나 이상의 작업 노드들에 분배하며, 작업 노드들로부터 작업 처리 결과를 수신 및 집계한다.

즉, 마스터 노드(300)는 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버(100)로부터 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 작업 노드들(400)의 상태정보를 근거로 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 분할된 위성영상 배열 데이터 및 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들(400)로 전송한다.

또한, 마스터 노드(300)는 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버(100)로부터 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 각 작업 노드들(400)의 상태정보를 사용자 단말(200)로 전송한다. 그런 후, 마스터 노드(300)는 사용자 단말(200)로부터 수신된 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수에 맞게 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 분할된 위성영상 배열 데이터 및 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들(400)로 전송한다.

마스터 노드(300)는 작업 노드들(400)로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하고, 생성된 작업 결과를 해당 사용자 단말(200)로 전송하며, 스토리지 서버(100)에 저장한다. 이때, 마스터 노드(300)는 저장된 결과 영상에 대해서는 향후 재활용을 위해 위성 영상 파일과 파일 내 위성 영상의 좌표 체계를 이용하여 색인정보를 구성한다.

마스터 노드(300)는 스토리지 서버(100)에 저장된 위성영상 파일과 위성영상 파일내 위상영상의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성 및 저장한다. 즉, 마스터 노드(300)는 대용량 스토리지 서버(100)에 저장된 데이터를 효율적으로 접근하기 위해 위성영상 파일과 파일 내 위성 영상의 좌표 체계를 이용하여 색인을 구성한다.

이러한 마스터 노드(300)는 필요에 따라 주 마스터 노드(300a)와 적어도 하나 이상의 보조 마스터 노드(300b)를 가질 수 있다. 보조 마스터 노드(300b)는 주 마스터 노드(300a)에 저장된 정보의 복사본이 저장되어, 주 마스터 노드(300a)의 장애 시, 주 마스터 노드(300a) 복구 시까지 주 마스터 노드(300a)의 역할을 수행한다. 즉, 보조 마스터 노드(300b)는 주 마스터 노드(300a)의 장애 시, 복사본을 이용하여 작업을 처리한다.

한편, 마스터 노드(300)는 다양한 통신 규격을 통해 다른 전자 장치들과 통신할 수 있고, 다양한 데이터 처리 연산을 수행할 수 있는 전자 장치를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 마스터 노드(300)는 서버(Server) 장치의 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 서버 장치의 형태 이외에도 다양한 전자 장치의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 마스터 노드(300)는 단일의 전자 장치의 형태로 구현되거나, 둘 이상의 전자 장치가 결합 된 형태로 구현될 수 있다.

이러한 마스터 노드(300)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하기로 한다.

작업 노드(400)는 마스터 노드(300)에서 분배된 위성영상 배열 데이터를 이용하여 작업 처리를 수행하고, 그 작업 처리 결과를 마스터 노드(300)로 전송한다. 즉, 작업 노드(400)는 마스터 노드(300)로부터 위성영상 배열 데이터 및 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호가 수신되면, 분할된 위성영상 배열 데이터를 이용하여 상기 작업 내용에 해당하는 작업 처리를 수행하고, 작업 처리 결과를 마스터 노드(300)로 전송한다. 각 작업 노드(400)는 SSH(Secure Shell)를 이용하여 마스터 노드(300)와 정보를 교환한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 마스터 노드(300)는 상태 모니터링부(310), 위성영상 획득부(320), 분배부(330), 작업결과 처리부(340), 저장부(350), 색인정보 생성부(360), 제어부(370)를 포함한다.

상태 모니터링부(310)는 작업 노드들의 상태 정보를 모니터링한다. 즉, 상태 모니터링부(310)는 각 작업노드들의 저장공간, 장애 여부 등을 포함하는 상태 정보를 모니터링한다.

위성영상 획득부(320)는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버로부터 해당 위성영상파일을 획득한다. 즉,위성영상 획득부(320)는 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버로부터 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득한다. 이때, 위성영상 획득부(320)는 위성영상정보에 해당하는 색인정보를 저장부(350)로부터 획득하고, 그 색인정보에 해당하는 위치의 스토리지 서버로부터 위성영상 배열 데이터를 획득한다.

분배부(330)는 상태 모니터링부(310)에서 모니터링된 작업 노드들의 상태정보를 근거로 위성영상 획득부(320)에서 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하여 해당 작업 노드들에 분배한다. 즉, 분배부(330)는 각 작업 노드들의 작업 가능 상태 여부를 확인하여, 작업 가능한 작업 노드의 수에 따라 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 분할된 위성영상 배열 데이터 및 작업 내용을 포함하는 작업처리 요청 신호를 작업 가능한 작업 노드들에 각각 분배한다.

또한, 분배부(330)는 각 작업 노드들의 상태정보를 해당 사용자 단말로 전송하고, 사용자 단말로부터 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수가 수신되면, 수신된 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 분할된 위성영상 배열 데이터 및 작업 내용을 포함하는 작업처리 요청 신호를 해당 작업 노드에 각각 분배한다.

작업 결과 처리부(340)는 작업 노드들로부터 작업 처리 결과를 수신 및 집계한다. 즉, 작업 결과 처리부(340)는 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하고, 생성된 작업 결과를 해당 사용자 단말로 전송하고, 스토리지 서버에 저장한다.

색인정보 생성부(360)는 스토리지 서버에 저장된 위성영상 파일과 위성영상 파일내 위상영상의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성하여 저장부(350)에 저장한다.

저장부(350)는 작업 노드들의 상태정보, 색인정보, 작업분배 정보, 서버 환경 등을 저장한다.

한편, 상태 모니터링부(310), 위성영상 획득부(320), 분배부(330), 작업결과 처리부(340), 저장부(350), 색인정보 생성부(360) 각각은 컴퓨팅 장치 상에서 프로그램을 실행하기 위해 필요한 프로세서 등에 의해 각각 구현될 수 있다. 이처럼 상태 모니터링부(310), 위성영상 획득부(320), 분배부(330), 작업결과 처리부(340), 저장부(350), 색인정보 생성부(360)는 물리적으로 독립된 각각의 구성에 의해 구현될 수도 있고, 하나의 프로세서 내에서 기능적으로 구분되는 형태로 구현될 수도 있다.

제어부(370)는 상태 모니터링부(310), 위성영상 획득부(320), 분배부(330), 작업결과 처리부(340), 저장부(350), 색인정보 생성부(360)의 다양한 구성부들의 동작을 제어하는 구성이다.

이러한 제어부(370)는 적어도 하나의 연산 장치를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 장치는 범용적인 중앙연산장치(CPU), 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다.

마스터 노드(300)가 포함할 수 있는 이러한 구성부들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있으며, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 동시에 구현될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 마스터 노드는 사용자 단말로부터 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면(S302), 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 스토리지 서버로부터 획득한다(S304).

그런 후, 마스터 노드는 작업 노드들의 상태정보를 확인하고(S306), 확인된 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하며(S308), 분할된 위성영상 배열 데이터 및 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 전송한다(S310). 즉, 마스터 노드는 작업 노드들의 장애발생 여부, 작업 가능 코어 수 등의 상태정보를 확인하여 작업 가능한 작업 노드들을 추출한다. 그런 후, 마스터 노드는 위성영상 배열 데이터를 추출된 작업 노드들의 작업 가능 코어 수에 따라 균일하게 분배한다. 예를 들어, 작업노드 0부터 작업노드 5까지의 작업노드들 중에서 작업 가능한 작업 노드가 작업노드 0, 작업노드1, 작업노드 3이고, 작업노드 0의 작업 가능 코어 수가 2개, 작업 노드 1의 작업 가능 코어 수가 5개, 작업노드 2의 작업 가능 코어 수가 3개라고 가정하여 설명하기로 한다. 이 경우, 마스터 노드는 위성영상 배열 데이터를 전체 코어 수인 10개의 위성영상 배열 데이터로 분할한다. 그런 후, 마스터 노드는 2개의 분할된 위성영상 배열 데이터는 작업노드 0, 5개의 분할된 위성영상 배열 데이터는 작업노드 1, 3개의 분할된 위성영상 배열 데이터는 작업노드 3에 각각 분배한다.

작업 처리 요청 신호를 수신한 작업 노드들은 분할된 위성영상 배열 데이터를 이용하여 작업 내용에 해당하는 작업 처리를 수행하고(S312), 작업 처리 결과를 마스터 노드로 각각 전송한다(S314).

마스터 노드는 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여(S316) 작업 결과를 생성 및 사용자 단말에 제공한다(S318).

그런 후, 마스터 노드는 작업 결과를 스토리지 서버에 저장한다(S320). 이때, 마스터 노드는 스토리지 서버에 저장된 작업 결과의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성하여 저장부에 저장한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 사용자 단말이 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호를 마스터 노드로 전송하면(S402), 마스터 노드는 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 스토리지 서버로부터 획득한다(S404).

그런 후, 마스터 노드는 작업 노드들의 상태정보를 사용자 단말로 전송한다(S406).

사용자 단말은 작업노드들의 상태정보에 근거하여 사용자로부터 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 입력받고(S408), 입력받은 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 마스터 노드로 전송한다(S410).

마스터 노드는 사용자 단말로부터 수신한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수에 맞게 위성영상 배열 데이터를 분할하고(S412), 분할된 위성영상 배열 데이터 및 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 전송한다(S414).

예를 들어, 작업노드 0부터 작업노드 5까지의 작업노드들 중에서 작업 가능한 작업 노드가 작업노드 0, 작업노드1, 작업노드 3이고, 작업노드 0의 작업 가능 코어 수가 2개, 작업 노드 1의 작업 가능 코어 수가 5개, 작업노드 2의 작업 가능 코어 수가 3개인 상태정보를 사용자 단말로 전송하고, 사용자가 위성영상 분석에 필요한 작업노드를 작업노드 0의 코어 2개, 작업노드 1의 코어 4개로 입력하였다고 가정하여 설명하기로 한다. 이 경우, 마스터 노드는 위성영상 배열 데이터를 전체 코어 수인 6개의 위성영상 배열 데이터로 분할한다. 그런 후, 마스터 노드는 2개의 분할된 위성영상 배열 데이터는 작업노드 0, 4개의 분할된 위성영상 배열 데이터는 작업노드 1에 각각 분배한다.

작업 처리 요청 신호를 수신한 작업 노드들은 분할된 위성영상 배열 데이터를 이용하여 작업 내용에 해당하는 작업 처리를 수행하고(S416), 작업 처리 결과를 마스터 노드로 각각 전송한다(S418).

마스터 노드는 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여(S420) 작업 결과를 생성 및 사용자 단말에 제공한다(S422).

그런 후, 마스터 노드는 작업 결과를 스토리지 서버에 저장한다(S424). 이때, 마스터 노드는 스토리지 서버에 저장된 작업 결과의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성하여 저장부에 저장한다.

이러한 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법은 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법에 관한 프로그램은 전자장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(Readable Media)에 저장되고, 전자장치에 의하여 읽혀지고 실행될 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 스토리지 서버 200 : 사용자 단말
300 : 마스터 노드 310 : 상태 모니터링부
320 : 위성영상 획득부 330 : 분배부
340 : 작업결과 처리부 350 : 저장부
360 : 색인정보 생성부 370 : 제어부
400 : 작업 노드

Claims

위성영상이 저장된 스토리지 서버;
위성영상 분석 요청 신호 수신 시, 상기 스토리지 서버로부터 해당 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하여 적어도 하나 이상의 작업 노드들에 분배하며, 상기 작업 노드들로부터 작업 처리 결과를 수신 및 집계하는 마스터 노드; 및
상기 마스터 노드에서 분배된 위성영상 배열 데이터를 이용하여 작업 처리를 수행하고, 그 작업 처리 결과를 상기 마스터 노드로 각각 전송하는 적어도 하나 이상의 작업 노드;
를 포함하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템.
제1항에 있어서,
작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호를 상기 마스터 노드로 전송하는 사용자 단말을 더 포함하고,
상기 위성영상 정보는 위성영상의 유형, 지역, 기간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스토리지 서버는 위성영상을 유형별로 저장하는 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 마스터 노드는,
주 마스터 노드;
상기 마스터 노드에 저장된 정보의 복사본이 저장되어, 상기 주 마스터 노드의 장애 시, 상기 주 마스터 노드 복구 시까지 주 마스터 노드의 역할을 수행하는 적어도 하나 이상의 보조 마스터 노드를 포함하되,
상기 주 마스터 노드는 보조 마스터 노드보다 우선순위 높은 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 마스터 노드는 각 작업 노드들의 상태정보를 해당 사용자 단말로 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수가 수신되면, 상기 수신된 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터를 해당 작업 노드에 각각 분배하는 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 마스터 노드는,
상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하고, 상기 생성된 작업 결과를 해당 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장하며, 상기 작업 결과에 대한 색인정보를 생성하여 저장하는 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 마스터 노드는 상기 스토리지 서버에 저장된 위성영상 파일과 위성영상 파일내 위상영상의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성 및 저장하는 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 시스템.
작업 노드들의 상태 정보를 모니터링하는 상태 모니터링부;
위상영상 분석 요청 신호 수신 시, 스토리지 서버로부터 해당 위성영상 배열 데이터를 획득하는 위성영상 획득부;
상기 상태 모니터링부에서 모니터링된 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하여 적어도 하나 이상의 작업 노드들에 분배하는 분배부; 및
상기 작업 노드들로부터 작업 처리 결과를 수신 및 집계하는 작업 결과 처리부;
를 포함하는 마스터 노드.
제8항에 있어서,
상기 스토리지 서버에 저장된 위성영상 파일과 위성영상 파일내 위상영상의 좌표체계를 이용하여 색인정보를 생성하는 색인정보 생성부를 더 포함하는 마스터 노드.
제8항에 있어서,
작업 노드들의 상태정보, 색인정보, 작업분배 정보, 마스터 노드의 환경 정보 중 적어도 하나가 저장된 저장부를 더 포함하는 마스터 노드.
제8항에 있어서,
상기 분배부는 각 작업 노드들의 상태정보를 해당 사용자 단말로 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수가 수신되면, 상기 수신된 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터를 해당 작업 노드에 각각 분배하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드.
제8항에 있어서,
상기 작업 결과 처리부는 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하고, 상기 생성된 작업 결과를 해당 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드.
사용자 단말이 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호를 마스터 노드로 전송하는 단계;
상기 마스터 노드는 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하는 단계;
상기 마스터 노드는 작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 각각 전송하는 단계;
상기 작업 처리 요청 신호를 수신한 작업 노드들은 해당 위성영상 배열 데이터를 이용하여 상기 작업 내용에 해당하는 작업 처리를 수행하고, 작업 처리 결과를 상기 마스터 노드로 각각 전송하는 단계; 및
상기 마스터 노드는 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계;
를 포함하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법.
제13항에 있어서,
상기 마스터 노드는 상기 생성된 작업 결과를 상기 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장하고, 상기 작업 결과에 대한 색인정보를 생성하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법.
사용자 단말이 작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호를 마스터 노드로 전송하는 단계;
상기 마스터 노드는 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 각 작업 노드들의 상태정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계;
상기 사용자 단말은 상기 작업노드들의 상태정보에 근거하여 사용자로부터 입력받은 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 상기 마스터 노드로 전송하는 단계;
상기 마스터 노드는 상기 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 전송하는 단계;
상기 작업 처리 요청 신호를 수신한 작업 노드들은 해당 위성영상 배열 데이터를 이용하여 상기 작업 내용에 해당하는 작업 처리를 수행하고, 작업 처리 결과를 상기 마스터 노드로 각각 전송하는 단계; 및
상기 마스터 노드는 상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계;
를 포함하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법.
제15항에 있어서,
상기 마스터 노드는 상기 생성된 작업 결과를 상기 사용자 단말로 전송 및 상기 스토리지 서버에 저장하고, 상기 작업 결과에 대한 색인정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법.
작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하는 단계;
작업 노드들의 상태정보를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 각각 전송하는 단계; 및
상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계;
를 포함하는 마스터 노드의 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법.
작업내용, 위성영상 정보를 포함하는 위성영상 분석 요청 신호가 수신되면, 스토리지 서버로부터 상기 위성영상 정보에 해당하는 위성영상 배열 데이터를 획득하고, 각 작업 노드들의 상태정보를 사용자 단말로 전송하는 단계;
상기 사용자 단말로부터 수신된 위성영상 분석에 필요한 작업 노드 수와 각 작업 노드별 코어 수를 근거로 상기 획득된 위성영상 배열 데이터를 분할하고, 상기 분할된 위성영상 배열 데이터 및 상기 작업 내용을 포함하는 작업 처리 요청 신호를 해당 작업 노드들로 전송하는 단계;
상기 작업 노드들로부터 수신된 작업 처리 결과를 집계하여 작업 결과를 생성하는 단계;
를 포함하는 마스터 노드의 대용량 고해상도 위성영상 분석 방법.