王利軍　郭燕　王來(lái)剛　賀佳　 程永政　劉婷　武喜紅

摘要：【目的】研發(fā)農(nóng)情遙感信息服務(wù)與野外監(jiān)測(cè)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)情遙感產(chǎn)品數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)可視化空間展示、統(tǒng)計(jì)分析與野外數(shù)據(jù)采集，為輔助遙感影像解譯、產(chǎn)品精度檢驗(yàn)和農(nóng)業(yè)部門相關(guān)決策制定提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支持?！痉椒ā坎捎肂/S和C/S混合模式下面向服務(wù)的架構(gòu)（Service-oriented architecture，SOA），結(jié)合GIS、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，基于ArcGIS Server、JS API和離線地圖包，通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的云平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，提供Web和移動(dòng)端一體化和按需共享方式的遙感應(yīng)用服務(wù)。【結(jié)果】在建設(shè)農(nóng)情遙感信息一體化數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，云平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)遙感產(chǎn)品服務(wù)自動(dòng)發(fā)布、空間可視化查詢定位、統(tǒng)計(jì)分析、離線地圖下載、野外數(shù)據(jù)采集等功能。自2015年平臺(tái)運(yùn)行后，已實(shí)現(xiàn)海量農(nóng)情遙感產(chǎn)品的有效管理、野外驗(yàn)證和地面農(nóng)情數(shù)據(jù)的定位與采集?！窘ㄗh】監(jiān)測(cè)云平臺(tái)在滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，需轉(zhuǎn)向多終端、智能化、操作便捷的輕量級(jí)應(yīng)用模式，為不同層次用戶提供隨時(shí)按需的一站式、精細(xì)化智能終端在線服務(wù)。

關(guān)鍵詞： 農(nóng)情遙感；野外監(jiān)測(cè)；可視化；云服務(wù)；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)： S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2018）06-1242-07

Abstract：【Objective】A cloud platform with information service and field monitoring for remote sensing of agriculture situation was designed. The could platform implemented the required functionalities such as space display with dynamic visualization and statistical analysis of remote sensing product data of agriculture situation， and field data collection， in order to provide data and technical support for assistance to remote sensing image interpretation， accuracy test of product and relevant decisions of agricultural sector. 【Method】The cloud platform adopted service-oriented architecture（SOA） with B/S and C/S mixed mode， combined with key technologies such as the technology of GIS， cloud computing and mobile internet. Based on ArcGIS Server， JS API， offline map package and development of uniform data access interface， the cloud platform could provide users Web， integrated mobile terminal and on-demand sharing services of remote sensing application. 【Result】The cloud platform can realize functionalities such as automatic service publication， space inquiring orientation， statistical analysis， offline map download and field data collection based on the integrated database of remote sensing of agriculture situation. Since the platform was launched in 2015， the cloud platform has been meeting the requirements for effective management of remote sensing product of agriculture situation， field data verification， positio-ning and collection of agriculture situation data. 【Suggestion】While meeting existing business requirement， the cloud platform should develop multi-terminal， intelligent， convenient and lightweight information application mode. It should also provide on-demand， one-stop and meticulous online service for agricultural managers in different levels at any time by using intelligent terminals.

Key words： remote sensing of agriculture situation； field monitoring； visualization； cloud service； mobile internet

0 引言

【研究意義】在農(nóng)情遙感信息服務(wù)與野外監(jiān)測(cè)過(guò)程中，空間可視化技術(shù)為影像產(chǎn)品驗(yàn)證和數(shù)據(jù)采集提供了更直觀的空間操作方法。遙感信息是快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)獲取地理數(shù)據(jù)和農(nóng)情信息重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，可實(shí)時(shí)、大范圍地進(jìn)行農(nóng)作物種植面積、長(zhǎng)勢(shì)和災(zāi)害等農(nóng)情監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，而野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是土地覆被遙感制圖中訓(xùn)練樣本、精度檢驗(yàn)樣本和地面調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的重要來(lái)源（姜曉劍等，2010；蒙繼華等，2011；Li et al.，2013）。隨著我國(guó)天地一體化遙感應(yīng)用體系的建設(shè)，已形成多層次、多角度、全方位、全天候的航天對(duì)地觀測(cè)技術(shù)體系，遙感影像也呈現(xiàn)出多傳感器、多時(shí)相和多分辨率等特點(diǎn)（陳中林和龔建輝，2015），數(shù)據(jù)在精度和獲取速度方面均有了保障。近年來(lái)，遙感信息服務(wù)多以Web形式進(jìn)行空間展示，但在智能終端進(jìn)行遙感信息展示、驗(yàn)證、統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)采集功能還相對(duì)較少。因此，研究和構(gòu)建一種能快速空間展示遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和獲取野外驗(yàn)證數(shù)據(jù)的遙感信息服務(wù)云平臺(tái)，為遙感影像判讀、實(shí)地驗(yàn)證、面積統(tǒng)計(jì)和農(nóng)作物估產(chǎn)提供可視化展示平臺(tái)和數(shù)據(jù)支持，對(duì)融合遙感云服務(wù)與現(xiàn)代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合具有重要現(xiàn)實(shí)意義。【前人研究進(jìn)展】在實(shí)現(xiàn)遙感影像有效管理與產(chǎn)品服務(wù)方面，我國(guó)學(xué)者已開(kāi)展了諸多相關(guān)研究，并構(gòu)建了多源或集成化的農(nóng)情遙感影像管理與監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)，包括作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（姜曉劍等，2010）、農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)云服務(wù)平臺(tái)框架（李中元等，2015）、集成化的省級(jí)農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)（蒙繼華等，2011）及遙感影像數(shù)據(jù)管理與組織模型（賴積保等，2013），為農(nóng)情遙感信息數(shù)據(jù)庫(kù)與平臺(tái)建設(shè)提供了研究方向和技術(shù)支持。鄒金秋等（2010）以現(xiàn)有的國(guó)家級(jí)農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)與信息服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果信息、樣點(diǎn)調(diào)查信息、農(nóng)情日歷發(fā)布與共享系統(tǒng)的有機(jī)集成。蒙繼華等（2011）在中國(guó)農(nóng)情遙感速報(bào)系統(tǒng)（CropWatch-China）的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了集成化的中國(guó)省級(jí)農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CropWatch-Province），在縣、主產(chǎn)區(qū)和省3個(gè)尺度上進(jìn)行農(nóng)情信息的監(jiān)測(cè)。李中元等（2015）基于云計(jì)算與遙感云服務(wù)建立農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)云服務(wù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)多尺度時(shí)間序列農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果的管理、存儲(chǔ)、查詢與下載服務(wù)。在以往的相關(guān)研究中，農(nóng)情遙感產(chǎn)品實(shí)地可視化驗(yàn)證、農(nóng)情數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)等通常得不到實(shí)時(shí)處理，隨著云計(jì)算與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與智能手機(jī)的不斷普及，借助智能手持設(shè)備進(jìn)行野外農(nóng)情信息可視化展示與數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)信息一體化管理、集成共享和快速應(yīng)用，已成為農(nóng)情遙感信息數(shù)字化建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展方向之一（賴積保等，2013）。云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一種新興的資源使用模式，可為解決海量農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、集成共享提供解決方案和應(yīng)用模式（Armbrust et al.，2010；李中元等，2015）。【本研究切入點(diǎn)】目前，采用智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行農(nóng)情遙感信息可視化展示、統(tǒng)計(jì)與野外數(shù)據(jù)采集的方式仍較少報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】根據(jù)現(xiàn)有遙感業(yè)務(wù)管理需求，通過(guò)整合面向服務(wù)的架構(gòu)（Service-oriented architecture，SOA）、GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)資源和遙感云服務(wù)模式，構(gòu)建農(nóng)情遙感信息服務(wù)與野外監(jiān)測(cè)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)農(nóng)情遙感產(chǎn)品與地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一體化管理與信息共享，為輔助遙感影像解譯、農(nóng)情遙感產(chǎn)品精度驗(yàn)證、區(qū)域數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、野外可視化展示與數(shù)據(jù)采集提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

1 研究目標(biāo)與總體架構(gòu)

農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)作為遙感領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的專題應(yīng)用，為作物種植空間分布、長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、田間管理、農(nóng)作物合理配置和農(nóng)業(yè)決策提供及時(shí)、可靠和全面的信息支持，其包括遙感監(jiān)測(cè)和地面監(jiān)測(cè)兩方面（蒙繼華等，2010；Gao et al.，2012）。隨著GIS、云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，為遙感監(jiān)測(cè)和地面監(jiān)測(cè)信息的復(fù)合分析、集成共享、可視化展示與空間定位提供了技術(shù)支持和解決方案。

1. 1 研究目標(biāo)

本研究中云平臺(tái)將地圖服務(wù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)引擎、數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口和安全管理等技術(shù)應(yīng)用組織整合、集成優(yōu)化，為數(shù)據(jù)庫(kù)的安全與平臺(tái)正常運(yùn)行提供技術(shù)支撐。其中，為解決移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度較慢的問(wèn)題，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和接口管理，擴(kuò)展離線地圖下載功能，以提高平臺(tái)服務(wù)效率。平臺(tái)研究主要目標(biāo)：

（1）建設(shè)農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)一體化數(shù)據(jù)庫(kù)，將野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、農(nóng)情遙感數(shù)據(jù)（面積、長(zhǎng)勢(shì)、災(zāi)害、旱情、產(chǎn)量評(píng)估等）、區(qū)劃數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化一體化管理，為平臺(tái)正常運(yùn)行提供基層數(shù)據(jù)支撐。

（2）研究地圖服務(wù)數(shù)據(jù)的切片、上傳、自動(dòng)發(fā)布、管理以及建立時(shí)間序列數(shù)據(jù)體系，形成野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與空間地圖服務(wù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)一體化展示與管理。

（3）結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)并行處理、數(shù)據(jù)異步加載和GIS等技術(shù)進(jìn)行軟件集成，建設(shè)具有長(zhǎng)期業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力的業(yè)務(wù)平臺(tái)，并對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。

（4）通過(guò)平臺(tái)發(fā)布農(nóng)情遙感產(chǎn)品和野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)掘農(nóng)情遙感產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及區(qū)域布局空間決策等方面的應(yīng)用，提高平臺(tái)農(nóng)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和權(quán)威性，為區(qū)域化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理提供技術(shù)支持。

1. 2 總體架構(gòu)

本研究開(kāi)發(fā)的云平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)多源、多級(jí)、海量遙感影像產(chǎn)品和野外采集數(shù)據(jù)集成管理與共享為主要目標(biāo)，其總體體系架構(gòu)如圖1所示。采用B/S與C/S混合模式的SOA體系，按照ITIL（Information technology Infrastructure library，信息技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)庫(kù)）流程的要求（鄒金秋等，2010；石永閣和邊副苓，2011；張?jiān)降龋?014），為農(nóng)情信息管理與共享提供一個(gè)安全、可靠和穩(wěn)定的云服務(wù)平臺(tái)。其中，數(shù)據(jù)層為平臺(tái)整體運(yùn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源；功能層實(shí)現(xiàn)平臺(tái)服務(wù)各項(xiàng)基本功能，基于云計(jì)算與遙感云服務(wù)模式的服務(wù)層為應(yīng)用層提供的統(tǒng)一的接口契約和入口；應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與用戶的交互，并接收顯示用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)及結(jié)果；功能層和服務(wù)層建立在云計(jì)算平臺(tái)之上，基于ArcSDE、ArcGIS Server、ArcGIS JS API、產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件處理模型、云平臺(tái)數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口及并行處理數(shù)據(jù)異步通信技術(shù)等，為服務(wù)應(yīng)用提供高效快速的空間數(shù)據(jù)訪問(wèn)能力。

2 云平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用

2. 1 云平臺(tái)的總體功能

平臺(tái)通過(guò)門戶網(wǎng)站和手機(jī)App整合所有在線地圖服務(wù)及數(shù)據(jù)資源，形成一個(gè)有序的運(yùn)行整體，為用戶提供省、縣（市）和鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）級(jí)不同尺度下的農(nóng)情指標(biāo)和專題產(chǎn)品信息。云平臺(tái)主要包括以下8個(gè)功能模塊：（1）遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品預(yù)處理模塊，主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、區(qū)域數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和統(tǒng)一格式存放；（2）地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布與管理模塊，基于ArcGIS Server將統(tǒng)一格式存放的數(shù)據(jù)按用戶自定義格式進(jìn)行地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布、管理和附件上傳；（3）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模塊，實(shí)現(xiàn)與地圖服務(wù)關(guān)聯(lián)相關(guān)信息的展示與管理；（4）移動(dòng)野外數(shù)據(jù)采集管理模塊，實(shí)現(xiàn)野外采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)、用戶反饋信息和其他標(biāo)注信息的采集、存儲(chǔ)、傳輸與管理；（5）地圖服務(wù)查詢與空間展示定位模塊，根據(jù)用戶需求進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品查詢、地圖可視化展示與空間定位；（6）產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊，實(shí)現(xiàn)用戶選擇地圖服務(wù)中相關(guān)報(bào)告數(shù)據(jù)和區(qū)域統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的表格展示和統(tǒng)計(jì)圖生成；（7）地圖離線包下載模塊，滿足用戶在野外網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或無(wú)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)將已下載的數(shù)據(jù)以本地形式進(jìn)行地圖加載與可視化展示；（8）系統(tǒng)管理模塊，實(shí)現(xiàn)基本信息類型配置、自定義類型設(shè)置、用戶信息管理、用戶權(quán)限分配及系統(tǒng)操作日志管理等功能。

2. 2 云平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)

2. 2. 1 遙感云服務(wù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、按需、便捷地訪問(wèn)共享資源池的計(jì)算服務(wù)模式，其本質(zhì)是資源共享?；谠朴?jì)算資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給信息共享與軟件功能應(yīng)用的服務(wù)模式，稱為云計(jì)算服務(wù)或云服務(wù)。遙感云服務(wù)是基于云計(jì)算技術(shù)整合各種遙感信息和技術(shù)資源，用戶可隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)按需使用數(shù)據(jù)和功能服務(wù)（任伏虎和王晉年，2012）。遙感云服務(wù)基本類型包括遙感數(shù)據(jù)即服務(wù)（RSDaaS）、遙感軟件即服務(wù)（RSSaaS）、遙感平臺(tái)即服務(wù)（RSPaaS）和遙感平臺(tái)設(shè)施即服務(wù)（RSIaaS）。本研究中云平臺(tái)針對(duì)農(nóng)情遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品共享與野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集流程等業(yè)務(wù)特點(diǎn)，主要提供遙感數(shù)據(jù)即服務(wù)和遙感軟件即服務(wù)，其中，數(shù)據(jù)即服務(wù)為用戶提供遙感產(chǎn)品、文本報(bào)告、氣象數(shù)據(jù)和野外采集數(shù)據(jù)等服務(wù)；通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，為用戶提供地圖服務(wù)自動(dòng)上傳、數(shù)據(jù)檢索、產(chǎn)品下載、野外數(shù)據(jù)管理和報(bào)告生成等功能服務(wù)。

近年來(lái)，隨著智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備、Wifi及4G網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及，“互聯(lián)網(wǎng)+”已上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速便捷和多樣化服務(wù)深刻地改變了人們的生活方式，使得移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)的結(jié)合變得更緊密（Hou et al.，2012；Zhang et al.，2016）?；谝苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遙感云服務(wù)是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算融合發(fā)展的最新形態(tài)，旨在通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以移動(dòng)智能終端為信息接入口，面向最終用戶提供云計(jì)算的各類綜合服務(wù)（李瑞軒等，2013）。因此，在本研究中基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)情遙感信息服務(wù)與野外監(jiān)測(cè)平臺(tái)以統(tǒng)一管理、空間展示和綜合分析的信息化管理模式為基礎(chǔ)，可為農(nóng)情遙感信息服務(wù)和野外監(jiān)測(cè)提供新的技術(shù)手段和方法。

2. 2. 2 SOA技術(shù) SOA是一種面向服務(wù)的軟件架構(gòu)，是一種軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的模型和方法論（張浩等，2012），通過(guò)定義開(kāi)發(fā)獨(dú)立于軟硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的統(tǒng)一服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)中不同功能單元的聯(lián)系和數(shù)據(jù)交互，因其松耦合、定義明確、可重用等特點(diǎn)，已成為云計(jì)算的關(guān)鍵支撐技術(shù)，是遙感云服務(wù)中RSDaaS和RSPaaS應(yīng)用的主要開(kāi)發(fā)方法。本研究中云平臺(tái)采用SOA技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的Web Service服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)間不同類型數(shù)據(jù)源的請(qǐng)求訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)遙感服務(wù)元素（數(shù)據(jù)獲取、傳輸入庫(kù)、區(qū)域統(tǒng)計(jì)、應(yīng)用模型）的開(kāi)放性接入和動(dòng)態(tài)化調(diào)度（包括對(duì)數(shù)據(jù)、信息和技術(shù)資源的組合使用以及對(duì)提供服務(wù)進(jìn)行流程化編排）及數(shù)據(jù)鏈、技術(shù)鏈和服務(wù)鏈的協(xié)同化服務(wù)（馬勇等，2013），滿足平臺(tái)穩(wěn)定性、安全性和易維護(hù)性的需要。

2. 2. 3 多源數(shù)據(jù)一體化安全存儲(chǔ)模型 多源遙感影像資源數(shù)據(jù)庫(kù)旨在實(shí)現(xiàn)海量多源遙感影像數(shù)據(jù)和野外采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，支持用戶對(duì)所需服務(wù)數(shù)據(jù)的快速存取和訪問(wèn)（陳中林和龔建輝，2015）。本研究中云平臺(tái)數(shù)據(jù)主要分為影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、附件數(shù)據(jù)、地面數(shù)據(jù)及其他非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。依據(jù)上述數(shù)據(jù)的自身特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)，云平臺(tái)基于“Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)+文件”的模式與ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，為整個(gè)平臺(tái)運(yùn)行提供穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)支撐，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器配置、ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎配置及應(yīng)用系統(tǒng)等多方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理分配數(shù)據(jù)塊空間，提高性能，確定回滾段數(shù)量，有利于頻繁進(jìn)行少量數(shù)據(jù)修改的聯(lián)機(jī)事物處理、修改優(yōu)先權(quán)，提高響應(yīng)時(shí)間和競(jìng)爭(zhēng)、調(diào)整索引格網(wǎng)單元整體優(yōu)化空間數(shù)據(jù)的響應(yīng)和系統(tǒng)性能等，形成一套典型的空間數(shù)據(jù)存取優(yōu)化方案（鄧中亮和馬英俊，2011）。

為保障云平臺(tái)數(shù)據(jù)及運(yùn)行安全，針對(duì)平臺(tái)不同方面進(jìn)行安全體系建設(shè)，主要包括以下4個(gè)方面：（1）采用多層體系架構(gòu)并對(duì)每一層定義明確的服務(wù)接口，保障各模塊間的相互獨(dú)立，使系統(tǒng)具備最大程度的安全性、靈活度和擴(kuò)展性；（2）基于角色和用戶組的權(quán)限訪問(wèn)控制模型，解決權(quán)限管理的復(fù)雜性和安全性問(wèn)題；（3）數(shù)據(jù)加密與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)安全傳輸技術(shù)，保障用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)、野外數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)傳輸和安全存儲(chǔ)管理；（4）將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與共享分區(qū)隔離，嚴(yán)格控制存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)授權(quán)，記錄系統(tǒng)操作日志，采用鏡像備份、增量備份和自動(dòng)化全局備份的形式保障平臺(tái)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)庫(kù)故障時(shí)的及時(shí)恢復(fù)。

2. 3 云平臺(tái)的應(yīng)用

2. 3. 1 數(shù)據(jù)處理與業(yè)務(wù)流程 本研究在分析現(xiàn)有遙感影像及產(chǎn)品數(shù)據(jù)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建云平臺(tái)數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)流程（圖2）。首先，由于遙感影像及其產(chǎn)品數(shù)據(jù)量較大，因此，文件夾按不同年份和不同產(chǎn)品類型進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，在數(shù)據(jù)歸檔時(shí)將其屬性信息寫(xiě)入相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)表中；其次，平臺(tái)地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布功能僅發(fā)布*.msd的工程文件，需要用戶在ArcMap中利用地圖服務(wù)發(fā)布工具進(jìn)行格式轉(zhuǎn)存；再次，通過(guò)下載ArcGIS API for JavaScript及相關(guān)離線地圖包，并進(jìn)行服務(wù)器本地配置，最大程度減少網(wǎng)絡(luò)資源訪問(wèn)。平臺(tái)Web用戶界面基于Visual Studio 2015開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用C#語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)平臺(tái)功能、Web Service數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)接口，移動(dòng)App客戶端基于Android Studio平臺(tái)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，采用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

2. 3. 2 功能實(shí)現(xiàn) 該平臺(tái)于2015年初開(kāi)始試運(yùn)行，并針對(duì)農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)實(shí)際業(yè)務(wù)需求不斷進(jìn)行修改完善。目前針對(duì)河南省及其下轄市縣在小麥、玉米、大豆和棉花等作物的農(nóng)情監(jiān)測(cè)已成功應(yīng)用，檢測(cè)內(nèi)容包括作物種植面積監(jiān)測(cè)、作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)及產(chǎn)量評(píng)估等類型。用戶在云平臺(tái)網(wǎng)站頁(yè)面和安卓手機(jī)移動(dòng)端點(diǎn)擊查詢功能，并選擇相應(yīng)的監(jiān)測(cè)類型和起止時(shí)間等查詢條件后，服務(wù)器將符合該查詢條件的所有地圖服務(wù)以列表形式進(jìn)行展示，用戶點(diǎn)擊任何一個(gè)地圖服務(wù)名稱，即可進(jìn)行空間數(shù)據(jù)展示，同時(shí)獲取該地圖服務(wù)包含的附件、空間分辨率、影像分辨率、影像獲取日期和成圖日期等信息。圖3展示了用戶查詢2016年河南省冬小麥旱情監(jiān)測(cè)空間分布的相關(guān)數(shù)據(jù)，左上角第2～4個(gè)圖標(biāo)分別為地圖服務(wù)詳情展示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和添加至我的收藏3個(gè)功能。如點(diǎn)擊第2個(gè)圖標(biāo)，即出現(xiàn)地圖服務(wù)詳情展示界面，包含地圖服務(wù)縮略圖、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品類型、空間分辨率和附件下載等基本信息和功能（圖3左上角）；點(diǎn)擊第3個(gè)圖標(biāo)為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，其提供下轄縣區(qū)分級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表及統(tǒng)計(jì)圖，如圖3右側(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表格和柱狀圖所示；點(diǎn)擊第4個(gè)圖標(biāo)添加至我的收藏功能按鈕，可將該查詢服務(wù)添加至我的服務(wù)收藏中，記錄用戶查詢檢索歷史，方便持續(xù)使用。

圖4展示了移動(dòng)端手機(jī)App的地圖服務(wù)檢索、基本信息展示、地圖可視化展示、空間定位和數(shù)據(jù)采集流程等功能界面。其中，圖4-A展示了地圖服務(wù)的基本信息及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表，縮略圖下方3個(gè)按鈕分別為地圖展示、附件下載和添加至我的收藏的功能按鈕；地圖展示空間可視化效果如圖4-B所示，繼續(xù)點(diǎn)擊該界面右下角空間定位按鈕，根據(jù)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)和GPS實(shí)現(xiàn)當(dāng)前用戶位置空間定位（圖4-C）；如圖4-D所示，用戶進(jìn)行野外信息采集時(shí)可自動(dòng)獲取當(dāng)前位置坐標(biāo)信息，在選擇采集類型和作物類型、添加信息描述及上傳圖片后，用戶可根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)的手機(jī)離線保存和上傳服務(wù)器兩種存儲(chǔ)方式?？梢?jiàn)，云平臺(tái)的建立不僅提高了農(nóng)情遙感信息集成共享和野外監(jiān)測(cè)能力，還能實(shí)現(xiàn)農(nóng)情遙感數(shù)據(jù)從接收、處理、采樣到應(yīng)用服務(wù)的流程化、數(shù)字化和信息化管理需求，但同時(shí)也對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境要求較高，針對(duì)野外環(huán)境下較大農(nóng)情產(chǎn)品數(shù)據(jù)查詢展示及野外采集數(shù)據(jù)中較多照片上傳處理的情況，需要進(jìn)一步保障更佳的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或?qū)で笃渌鼉?yōu)方案。

3 討論

本研究中云平臺(tái)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，將農(nóng)情遙感軟硬件資源、數(shù)據(jù)資源、處理流程、野外監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析和應(yīng)用服務(wù)構(gòu)建為可供用戶動(dòng)態(tài)使用的遙感云服務(wù)，解決了農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)野外及產(chǎn)品數(shù)據(jù)流程化科學(xué)管理、安全集成共享及服務(wù)落后等需求問(wèn)題，提高了農(nóng)情遙感產(chǎn)品數(shù)據(jù)應(yīng)用的業(yè)務(wù)化水平，為農(nóng)業(yè)部門在作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、野外驗(yàn)證和信息統(tǒng)計(jì)等方面提供技術(shù)和數(shù)據(jù)支持，有助于推動(dòng)農(nóng)業(yè)信息化與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速深度融合發(fā)展。

石永閣和邊副苓（2011）基于云平臺(tái)的基礎(chǔ)架構(gòu)和管理方式構(gòu)建了遙感信息公共服務(wù)平臺(tái)，主要討論云平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)與功能管理模塊。任伏虎和王晉年（2012）在分析遙感云服務(wù)的基本模式和技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，基于云計(jì)算技術(shù)研發(fā)的遙感云服務(wù)平臺(tái)原型系統(tǒng)，為用戶提供來(lái)自不同服務(wù)商的遙感信息、應(yīng)用軟件和計(jì)算資源。郭琳等（2013）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了農(nóng)作物遙感業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物遙感業(yè)務(wù)工作影像數(shù)據(jù)入庫(kù)至歸檔的業(yè)務(wù)流程。陳中林和龔建輝（2015）采用“文件+數(shù)據(jù)庫(kù)”的存儲(chǔ)和管理方式實(shí)現(xiàn)遙感影像管理與共享服務(wù)，基于B/S模式為用戶提供在線的影像產(chǎn)品目錄及概視圖瀏覽、查詢、定制與訂購(gòu)。以上研究雖然基于云技術(shù)構(gòu)建了遙感影像管理與共享平臺(tái)，但在影像產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、移動(dòng)端可視化展示及數(shù)據(jù)采集方面相對(duì)不足。本研究基于云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)情遙感產(chǎn)品在智能移動(dòng)終端的可視化展示與數(shù)據(jù)采集，在4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和GPS支持下，可在任意地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)農(nóng)情監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的查詢、空間定位與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，便于農(nóng)情產(chǎn)品數(shù)據(jù)實(shí)地驗(yàn)證與信息反饋。在進(jìn)行野外解譯點(diǎn)和驗(yàn)證點(diǎn)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，如出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶可先將采集數(shù)據(jù)保存至手機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)條件允許時(shí)再將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，為用戶室內(nèi)遙感影像解譯與農(nóng)作物樣點(diǎn)選擇提供數(shù)據(jù)支持，促進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)情監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)服務(wù)的信息化進(jìn)程。

4 建議

本研究中云平臺(tái)的建設(shè)能有效推動(dòng)農(nóng)情遙感信息服務(wù)轉(zhuǎn)向多終端、智能化和操作便捷的輕量級(jí)應(yīng)用模式發(fā)展，使用戶無(wú)需關(guān)注其基礎(chǔ)特性和功能邏輯，旨在利用智能終端和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地按需服務(wù)，為農(nóng)情遙感產(chǎn)品數(shù)據(jù)可視化管理和野外信息采集提供一站式、精細(xì)化在線服務(wù)。隨著各方面技術(shù)條件的不斷發(fā)展，云平臺(tái)還需在業(yè)務(wù)自動(dòng)化與數(shù)據(jù)快速加載、精細(xì)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)及農(nóng)情監(jiān)測(cè)預(yù)警等方面進(jìn)行完善：

（1）業(yè)務(wù)自動(dòng)化與野外數(shù)據(jù)快速加載。由于云計(jì)算技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)安全傳輸正處于起步發(fā)展和完善階段，云平臺(tái)還需在全面認(rèn)真分析農(nóng)情遙感產(chǎn)品及野外采集等服務(wù)需求的基礎(chǔ)上，針對(duì)遙感云服務(wù)、4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)地圖快速加載及業(yè)務(wù)自動(dòng)化等方面進(jìn)行深入研究，以便完善農(nóng)情遙感信息共享與野外采集應(yīng)用模式。

（2）準(zhǔn)確高效的精細(xì)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)。省、市、縣等不同層次的農(nóng)業(yè)管理人員對(duì)農(nóng)情信息的需求在內(nèi)容和尺度上也存在差異，主要包括宏觀作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)精細(xì)化生產(chǎn)、區(qū)域數(shù)據(jù)驗(yàn)證與統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)量估算和農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等，因此，農(nóng)情信息服務(wù)發(fā)布時(shí)不僅要提高監(jiān)測(cè)精度，還要確保數(shù)據(jù)的多樣性、時(shí)效性和可靠性。

（3）多源信息綜合分析與農(nóng)情預(yù)警。隨著中高分辨率遙感數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)不斷發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化生產(chǎn)的同時(shí)，對(duì)農(nóng)情預(yù)警的時(shí)效性和提前預(yù)測(cè)能力提出了更高要求。因此，為滿足逐漸增長(zhǎng)的農(nóng)情信息服務(wù)和監(jiān)測(cè)預(yù)警的需求，云平臺(tái)應(yīng)進(jìn)一步綜合利用作物生理參數(shù)及氣象條件等數(shù)據(jù)，加強(qiáng)氣候?yàn)?zāi)害預(yù)測(cè)并對(duì)其造成的影響進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)，結(jié)合市場(chǎng)信息通過(guò)對(duì)作物產(chǎn)量的預(yù)測(cè)為各地進(jìn)行農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供綜合信息產(chǎn)品。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）