分布式遙感圖像處理中的相關關鍵技術探討

李正偉

（成都理工大學工程技術學院，四川樂山 614007）

隨著社會的發展，遙感技術也不斷發展，推動著各個領域的發展。遙感技術通過處理對地面反射與折射的電磁波信號，實現對檢測目標的識別和描述。遙感技術便于人們獲取各種信息，極大便利了工業生產與生活。因此，分析分布式遙感圖像處理中的相關關鍵技術具有十分重要的意義。

1.遙感技術概述

當前，互聯網的發展對人們的生活產生了十分明顯的影響，不僅改變著人們的生活節奏，而且對給遙感技術帶來了巨大的發展空間[1]，遙感技術與計算機的相互結合，正在推動著社會方方面面的發展。遙感技術最大的特點是動態監測，這是形成圖像的直接來源，通常要經歷三個步驟，分別是選擇數據、處理數據、獲取與分析信息的變化。為了保證組成的圖片信息是高密度的、全面的，就必須要保證獲取的數據信息是連續的。信息在不斷地變化，必須要不斷獲取變化的信息。動態監測是遙感技術明顯的特點，同時也具有非常重要的作用，例如在測繪領域中，正是通過動態監測，借助不同時間段的觀察對象的變化，對事物的變化規律進行預測。通過動態監測，能夠確保信息的可靠性，保證數據的精準性。

2.分布式遙感圖像處理技術的發展現狀以及特點

遙感圖像處理技術發展現狀主要分為幾個階段，包括定性分析、定位分析、趨勢分析、綜合分析等。（1）傳統的處理與分析技術，利用人工目視、計算機圖像處理方式屬于傳統的處理方法，主要是通過人工或者自動實現遙感信息的增強與分類，并獲得相關的信息，這種傳統的遙感數據處理與分析方法在處理的效率和分析的精確度方面都不夠完整。（2）智能化的處理與分析技術[2]，通過掌握人工智能的理論，開辟具有智能化特點的道路，計算機模型與符合邏輯推算模型是人工智能技術在遙感數據分析中最為重要的兩種技術。（3）處理與分析方法的發展，通過吸取傳統處理方法、計算機認知模型、知識系統等多種理論與技術的基礎，建立了新型的遙感數據空間信息處理與分析模型，構建一體化的空間信息綜合分析系統，是生理學微觀認知模型與心理學宏觀認知模型的相結合。

分布式遙感圖像處理模型具有自身的特點，分布式處理系統中主要有3種形式，分布式控制、并行處理、圖形圖像系統，具有明顯的特點：（1）分布式圖像處理系統中具有很多不同的圖像處理器，由多個不同的物力和邏輯處理部件組成。（2）分布式圖像處理系統中的零件大多是合作自治的，能夠通過廣域網或是局域網實現網絡連接，用以連接圖形設備與多臺計算機設備。（3）分布式圖像處理系統中的資源能夠實現與用戶共享，不同的系統控制器相互配合，能夠實現整個系統的全局系統，并影響著整個系統的運行狀態。（4）整個系統的合作進程，包括的系統控制之間的高度一致和合作，通過協議能夠實現一致合作。（5）通過利用雙邊協議中的通信技術，實現通信的進程，是分布式遙感圖像處理系統中的另一特點。

3.分布處理系統中的處理機調度

設計分布式圖像處理的相關應用程序過程比較復雜，需要充分考慮到分布式設計對環境可能會造成的影響，包括分解各項程序，分布多種任務，應以實現資源共享與通信保護。為了和解決好分布式設計中可能出現的各種問題，就必須要處理好分布式圖像處理的支撐環境。

3.1 分布式處理系統中的處理機調度

分布式圖像處理程序在執行的過程中，又能夠分成許多不同的程序，在多個計算機程序中執行任務。進程分布主要有靜態式分布和動態式分布兩種方法，必須要創建和維護進程的索引表，包括關于進程的相關標識號碼，明確和維護相關進程的類型與具體的位置，以便后期開展維修的工作。計算機中已經完成索引表能夠作為分布式處理系統的依據，進行相關的通信或者檢測工作[3]。

3.2 分布式處理系統中的進程通信

與其他相關類型的設計程序相比，設計分布式的圖像處理重點在于通信、開發、程序分布3個主要方面。為了實現通信、開發、程序分布3個主要方面共同發展，實現圖像數據的交流，就必須在同一個分布式處理不同進程互相協作之下完成，制定一個共同的目標任務。在實際的通信同步發展過程中，不同程序之間相互等待，會造成并行性缺乏，對同步通信的質量造成比較嚴重的影響。在處理分布式圖像處理系統時，應當充分利用異步的通信技術。異步通信技術的運用，使系統不用發出信號并接收通知，提高了同步通信的質量，提升了分布式圖像處理系統的并行性，在最大程度上增加了進程的自主性。

3.3 分布式處理系統中的出錯處理和進程終止檢測

分布式處理系統，在運行的過程中會受到計算機網絡地層通信系統的相關因素的影響，用戶一旦操作不規范，也會影響計算機系統的相關進程，是計算機網絡局部出現失敗的現象。為了從根本上提高分布式處理系統的有效使用率，需要及時設計與時限相關的機制，實現對出錯處理和進程終止檢測的目的。在使用這一機制時，要求在確定的時間內確立好相應的設置，一旦進程出現錯誤，就能夠立刻識別出來。

4.分布式遙感圖像處理系統中的并行處理

4.1 分布式遙感圖像處理系統的并行處理策略

在分布式遙感圖像處理系統中的并行處理，主要是依據一定的規則，將圖像數據處理成很多不同的子區域，根據所形成的子區域正在形成一個子任務，根據相關的處理情況在開展相應的處理工作。劃分圖像數據的方法比較多，經過劃分的圖像數據必須要經過多次劃分才能按照次序合成，以降低處理機直之間相互通信的數據量。除此以外，比較常見的方式就是將圖像注意分解，形成連續像素自核形成的子像素區，實現負載平衡處理。通過分析周圍的事物，明確在工作區域內的實際工作量，幫助平衡所有區域內的工作量。在完成計算機量以后，將分析得出的結果作為依據，最好對圖像與數據的劃分工作。

4.2 分布式遙感圖像處理系統的負載平衡與任務分配措施

每個參與計算的處理器，都能夠在計算機中得到有效地利用，實現負載平衡，才能實現高效率。在多處理的環境下，所有處理機都會被均勻分配到一子區圖像數據中，接近或實現負載平衡的狀態，提升了并行的效果。各個處理器在不同的環境中，所表現出的性能也是不同的，其中的負載也同樣不夠均勻，會形成許多麻煩，進而降低算法的運行效率。通過降低子任務的粒度，處理機臺數就不會超過總任務數，解決負載平衡與任務分派中出現的問題。總控程序對處理機的任務進行處理，允許其對子任務作出相關的對應，再將計算機結果反饋到總控程序中，申請新的子任務，直到將所有的子任務都分配完。通過動態的任務調度，能夠實現對資源的合理利用，但是會明顯增大整個系統的成本，加大控制子任務粒度的難度。

5.結語

分布式遙感技術的進步與發展，也推動了遙感數據信息獲取與處理技術的不斷發展。分布式遙感圖像處理系統的發展也使得信息資源越來越豐富，不僅能夠降低運行的成本，而且有助于獲取更高質量的信息數據描繪極大提升遙感圖像的服務能力與使用共享資源的效率。正是分布式遙感圖像處理中的相關關鍵技術，改變著遙感技術，也改變著人們生活的方方面面。