徐 刚，温剑锋，章 豪，范全龙，苏宗奎

（1.中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南长沙 410083；2.浙江安防职业技术学院，浙江温州 325016）

遥感地理信息能够辅助多对象系统进行数据文件的融合与提取，并可在此过程中，不断提升信息参量的实际分辨率水平。然而，传统HITS 型提取系统并不能促进遥感地理信息的快速传输，易造成信息文件分辨率的实际值难以达到理想数值水平。为解决该问题，引入数据融合技术，设计了一种新型的高分辨率遥感地理信息分层提取系统。

数据融合是一种新型的信息处理技术，可利用计算机应用设备，对时序观测信息进行评估与决策，在整个分析过程中，待测量数据文件的排列方式始终不会发生改变。在多用户平台系统中，数据融合技术可根据信息源所处位置，对已存储数据参量进行协调与处理，不仅能够保障用户对象节点之间通信的及时性，也可有效抑制信息串联行为的产生[1-2]。由于相邻融合节点间始终保持相互独立的连接关系，传输数据可在时序空间内保持较强的独立性，因此数据融合技术能够较好地适应多对象系统的复杂性与多变性。以数据融合技术为基础，并在B/S 开发模式的支持下，设计一种新型的高分辨率遥感地理信息分层提取系统，借助数据生成子模块与地理信息记录模块，对分层内链接协议进行定义，再通过提取信息使用记录的方式，实现对融合节点的标记处理。

1 分层提取系统硬件设计

高分辨率遥感地理信息分层提取系统的硬件执行环境由B/S 开发模式、数据生成子模块、地理信息记录模块3 部分组成，具体搭建方法如下。

1.1 B/S开发模式

B/S 开发模式提供了高分辨率遥感地理信息分层提取系统所需的基础硬件执行环境，可在数据融合服务器与地理遥感网络的作用下，将下级分层浏览器调试至统一的连接状态，从而使系统内的高分辨率提取需求得到有效满足[3]。数据融合服务器位于B/S 开发模式顶端，能够记录地理遥感网络内数据信息的实际存储形式，并可在不违背数据融合需求的情况下，将系统数据库内暂存的信息文件传输至下级硬件应用设备结构体中。地理遥感网络存在于B/S 开发模式中，能够较好地记录分层浏览器的实际接入行为，从而避免遥感地理信息在数据融合服务器中出现明显堆积[4-5]。分层浏览器是B/S 开发模式中的最底层执行结构，可在独立状态下，建立与系统其他设备元件之间的物理连接关系。图1 为B/S 开发模式示意图。

图1 B/S开发模式示意图

1.2 数据生成子模块

数据生成子模块由地理信息搜索客户端、前向拓展设备、后向拓展设备、遥感文件存储元件等多个结构共同组成。其中，地理信息搜索客户端能够与B/S 开发模式建立连接关系，并可在相邻融合节点的作用下，规定遥感地理信息的实际传输方向，从而较好地满足系统内部的分层提取与调度需求[6-7]。前向拓展设备、后向拓展设备为两个相互独立的元件个体，前者负责协调遥感地理信息的分层提取与传输，后者则可作为连接通道，将遥感地理信息传输至下级设备应用元件中。具体的数据生成子模块连接原理如表1 所示。

表1 数据生成子模块连接原理

1.3 地理信息记录模块

当数据融合软件表现出异常运行状态时，遥感地理信息所出现的异常问题也会被记录在日志文件之中，以便于系统的提取主机能够直接查询融合软件所出现的具体问题。为了便于分层提取结果的保存与应用，地理信息记录模块可借助数据生成子模块，对B/S 开发模式的连接形式进行监视[8-9]。且由于用户交互关系的存在，能够较好地调度系统分层浏览器的连接能力，一方面可按照日志文件中遥感地理信息的路径名称对其进行分流处理，另一方面也可将已输入的日志文件存储于模块本体主机中[10]。在日志文件输入框内，遥感地理信息可以以多种形式共同存在，并可借助内链接协议，在系统应用环境中进行自由传输。图2 为地理信息记录模块结构图。

图2 地理信息记录模块结构图

2 分层提取系统软件设计

在硬件执行设备的支持下，按照分层内链接协议定义、信息使用记录提取、融合节点标记的处理流程，实现系统软件执行环境的搭建，两相结合，完成基于数据融合的高分辨率遥感地理信息分层提取系统设计。

2.1 分层内链接协议

分层内链接协议是存在于数据生成子模块与地理信息记录模块间的应用软件调取原则，可在数据融合理论的作用下，对遥感地理信息的分辨率水平进行约束，从而使得既定节点处的信息存储能力水平得到有效提升。在不考虑其他干扰条件的情况下，分层内链接协议定义结果只受到待融合数据总量、分层提取系数两项物理量的直接影响[11-12]。f表示待融合数据量常，一般情况下，该项物理量的数值水平越高，最终计算所得的分层内链接协议定义标准也就越明确。表示分层提取系数，通常情况下，该项物理量的数值水平越高，最终计算所得的分层内链接协议连接范围也就越小，反之则越大。联立上述物理量，可将分层内链接协议定义结果表示为：

其中，e0代表最小的遥感地理信息融合系数项，en代表最大的遥感地理信息融合系数项，n代表遥感地理信息的实际融合次数，w1、w2分别代表两个不同的分辨率系数指标，μ代表提取系统内的数据融合权限，代表单位时间内的遥感地理信息提取均值。

2.2 信息使用记录提取

信息使用记录提取可帮助系统主机掌握待融合遥感地理数据在分层环境中的实际传输需求，并从中获取具有内链接能力的信息节点，不仅可以保障系统的实际应用能力，也能够缩短遥感地理信息所经历的物理传输距离。在分层提取系统中，信息使用记录所占据的物理存储空间越大，与系统匹配的遥感地理信息传输速率也就越慢，反之则越快[13-14]。但由于数据融合技术理论的存在，在单位提取时长内，信息使用记录的最大存储数值也不会超过系统额定存储空间的五分之一。设d代表最小的遥感地理信息分层基系数，当提取系统处于正向运转状态时，该项物理指标越大，最终计算所得的信息使用记录存储空间量也就越大，反之则越小。联立式（1），可将系统信息使用记录提取结果表示为：

其中，χ代表遥感地理信息的幂次项处理权限值，R0、R1分别代表两个不同的分层节点提取系数值，q′代表遥感地理信息的分层提取特征值。

2.3 融合节点标记

融合节点标记是高分辨率遥感地理信息分层提取系统设计的末尾处理环节，可在数据融合技术的作用下，实现对既定提取节点的协调与分配规划，从而达到增强遥感地理信息实际分辨率水平的目的[15-16]。一般情况下，可通过规划系统主机数据提取能力的方式，使系统在短时间内达到极值传输状态，假设在此过程中M表示系统数据库所具备的信息存储权限量指标，代表单位时间内的遥感地理信息传输均值量，联立上述物理量，可将系统融合节点标记结果表示为：

其中，β、ξ分别代表两个不同的高分辨率提取系数。至此，完成各项软、硬件执行环境的搭建，在数据融合原理的支持下，实现高分辨率遥感地理信息分层提取系统的顺利应用。

3 系统实用性分析

为验证基于数据融合的高分辨率遥感地理信息分层提取系统的实际应用价值，设计如下对比实验。实验组主机搭载基于数据融合高分辨率遥感地理信息分层提取系统，对照组主机搭载传统HITS 型提取系统。

遥感地理信息传输速率、地理信息文件分辨率水平均能反映提取系统的实际应用价值，一般情况下，遥感地理信息传输速率越快、地理信息文件分辨率水平越高，提取系统的实际应用价值也就越强。不同方法遥感地理信息传输速率对比结果如表2 所示。

表2 遥感地理信息传输速率对比表

分析表2 可知，实验组遥感地理信息传输速率保持先上升、再稳定、最后下降的数值变化趋势，整个实验过程中的最大值达到了9.9 Gb/s。对照组遥感地理信息传输速率则始终保持稳定上升的变化趋势，整个实验过程中的最大值仅达到了4.7 Gb/s，与实验组最大值相比，下降了5.2 Gb/s。

表3 为不同方法地理信息文件分辨率水平对比结果。

分析表3 可知，随着实验时间的延长，实验组地理信息文件分辨率数值始终保持相对稳定的波动变化状态，整个实验过程中的最大值达到了87.3%。对照组地理信息文件分辨率则始终保持不断下降的数值变化趋势，整个实验过程中的最大值仅能达到66.3%，与实验组最大值相比，下降了21.0%。

表3 地理信息文件分辨率水平对比

综上可知，随着基于数据融合的高分辨率遥感地理信息分层提取系统的应用，提升了遥感地理信息传输速率及地理信息文件分辨率，可大幅加快遥感地理信息的传输与融合速度。

4 结束语

与传统HITS 型提取系统相比，高分辨率遥感地理信息分层提取系统在数据融合技术的作用下，联合B/S 开发模式，对分层内链接协议进行精准定义，再通过提取信息使用记录的方式，得到最终的融合节点标记结果。从实用性角度来看，遥感地理信息传输速率、地理信息文件分辨率均得到不同程度的提升，可较好地满足数据信息分层提取系统的实际应用需求。