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目前,国内外基于多源遥感影像的农业干旱监测模型研究已取得较大进展,但就遥感实际应用而言仍存在较大发展空间,面临数据量大,多源异构,预处理复杂等问题。针对上述问题,本文从农田尺度干旱监测实际需求出发,针对监测对象众多、离散、非均匀分布特性,通过研究存储环境、数据组织机制与高效计算模式设计并部署基础设施体系,实现海量遥感数据的高效存储管理；并探索遥感图谱的高效重组、清洗、组织方法及满足实时性要求的遥感数据自动化预处理方法；最后实现农田尺度干旱遥感监测原型系统,结合GF-1 WFV遥感数据,以2014年辽宁省局部研究区域玉米干旱监测为案例检验本文遥感图谱组织与提取方法的计算效率、计算精度与适用性。实验表明,本文提出的遥感图谱应用体系能够满足农田尺度干旱遥感监测实时性要求,并且具有较好的计算精度与稳定性,对农业干旱遥感监测研究具有重要意义。本文的主要研究和工作涉及到以下几个方面：(1)在分析不同分布式文件系统架构体系适用场景与不足的基础上,结合实际应用特征选择基于分布式元数据模型部署数据存储环境,并通过不同类型空间数据读写实验对比存储性能,实验表明本文部署的基于LoongStore分布式文件系统的存储环境对大文件与海量小文件的读写效率以及文件处理效率较传统NAS存储系统更高,表现出高吞吐率与稳定性；制定数据存储目录体系、元数据统一组织规则,并针对多源数据坐标参考多样的问题,从数据存储、数据计算与数据表达角度制定基于WGS 1984地理坐标系与WGS 1984 UTM投影坐标系的协同坐标参考机制；以MapReduce和ArcGIS Server为典型实例分析合适的高效计算模式,理论分析表明农田尺度干旱遥感监测应用中,监测对象众多,并且对于单个监测对象的相关数据计算量较小,更适合应用任务级并发计算模式以同时处理多个监测对象相关数据。最终,在上述研究的基础上以农田尺度干旱遥感监测应用为目标部署基础设施环境。(2)在理论分析不同类型格网划分方式基础上,借鉴SIMG格网,GeoSOT格网,中国国家地理格网的组织结构,研究适用于农田尺度干旱遥感监测实际需求的多级栅格数据清洗与重组格网体系,包括格网设计目标与原则,格网空间基准,格网划分与编码规则,格网索引策略。研究表明RDCRMG格网体系的数据检索流程基于无元数据的数据检索思想,可以适应基于不同层次格网组织的遥感图谱数据查询、筛选与提取需求,相关格网匹配与像元矩阵提取过程均基于线性计算实现,效率较高,同时具有组织灵活、冗余较小、实现简单等优点,并且格网具有良好的几何稳定性、同构性和密实度。在此基础上,定义将多源遥感图谱数据转换到统一格网体系的重组规则与处理流程,研究重组过程中基于线性规则逼近的快速坐标转换方法,并以百分比直方图与信息熵为参考指标检测重组过程引起的波谱信息变化情况,实验表明一方面本文提出的快速坐标转换策略具有高计算效率与稳定性,对于投影正变换,X方向、Y方向及距离误差分别小于0.4231424米、0.4639421米、0.5769861米,能够满足多源遥感数据的快速投影变换需求；另-方面本文提出的数据清洗、重组过程引起波谱信息变化轻微,可以满足农田尺度干旱遥感监测应用需求。(3)在分析GF-1 LIA数据实际特征的基础上,针对遥感数据预处理过程在容错能力、鲁棒性、执行效率等方面需求,设计并实现了GF-1数据自动化预处理框架体系,主要包括自动化辐射校正、正射校正与几何配准：辐射校正方面,设计并实现基于6S模型的自动化辐射校正方法,并对自动化辐射校正效率与精度进行检验,实验表明本文提出的自动化辐射校正方法具有较高的执行效率(83秒/106秒),辐射校正计算结果相比ENVI/FLAASH计算结果具有高度的一致性与相关性,各波段地表反射率的整体校正情况并未有太大差异,光谱曲线走势基本一致,校正后的NDVI值相对偏差较小；正射校正方面,设计实现了适应GF-1影像的无控制点自动化正射校正处理流程,并提出待校正影像对应DEM数据的快速提取策略,测试不同待校正影像分块读取策略对校正效率影响,进而分析正射校正误差以及收敛情况,实验表明本文设计并实现的无控制点自动化正射校正方法可以适应研究区域地形特征变化,并表现出良好、稳定的校正精度,误差在X方向或Y方向最大值均小于16.82米；检查点距离误差小于23米,并且38.75%的检查点误差小于8米(即1个像元),92.25%的检查点误差小于16米(2个像元)；几何配准方面,分析目前通用的几种自动化几何配准算法原理与特征,以GF-1 PMS 8米多光谱数据与2米全色数据自动化几何配准为实验数据,通过对比不同自动几何配准算法在处理不同地形、不同时相多源多尺度遥感影像几何配准过程中校正精度、计算效率、稳定性等方面差异,实验探索适合GF-1数据的稳健的自动或半自动的影像校正策略。实验表明对于不同时相、不同地形遥感影像,基于SIFT算法的自动化几何配准计算表现出更高的配准精度,可以作为几何配准时的优先选择方法。(4)以GF-1 WFV数据为实例,设计实现农田尺度干旱遥感监测原型系统,对比不同空间查询范围条件下,基于NLB集群的任务级栅格数据并发提取策略与传统基于串行的数据提取模式在执行效率方面的差异,进而检测本文格网环境下栅格数据提取性能；同时综合利用MPDI、PDI、NDVI模型对研究区不同时间的干旱和植被长势进行监测与分析,研究基于RDCRMG的干旱遥感监测方法在干旱监测中的适宜性。实验证明本文提出的基于RDCRMG的干旱遥感监测方法具有较高的处理效率与计算精度,能够满足干旱遥感监测的应用需求。