從云上來(lái)到“云”上去 衛(wèi)星圖像處理新模式開(kāi)啟
摘要
依托浪潮云計(jì)算技術(shù),環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心打造了一套支撐高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)的新平臺(tái),為衛(wèi)星圖像處理開(kāi)啟了全新的模式。依托浪潮云計(jì)算技術(shù),環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心打造了一套支撐高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)的新平臺(tái),為衛(wèi)星圖像處理開(kāi)啟了全新的模式。
背景介紹
2015年,中國(guó)平均每10天就有一枚火箭將一顆衛(wèi)星送上天。截至2015年底,中國(guó)在軌運(yùn)行的衛(wèi)星數(shù)量超過(guò)140顆,位居世界前列。而且,隨著國(guó)際合作的深入,中國(guó)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)已經(jīng)“走出去”,可以說(shuō)成為了中國(guó)的一張名片。
要說(shuō)見(jiàn)證衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)騰飛的,不得不說(shuō)國(guó)內(nèi)的一家IT企業(yè),那就是浪潮集團(tuán)。早在1970年,中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”采用了浪潮研制生產(chǎn)的晶體管作為電子原件發(fā)射升空,奠定了中國(guó)的航空航天水平。
此次,衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心建設(shè)的云平臺(tái)將承載環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用的技術(shù)平臺(tái)—高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng),可謂與衛(wèi)星有著密不可分的關(guān)系。
解決方案介紹
高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)是環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用的技術(shù)平臺(tái),也是發(fā)揮環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用作用和效益的關(guān)鍵所在。其應(yīng)用目標(biāo)是以環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星為主要數(shù)據(jù)源,結(jié)合多源遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)地表水、環(huán)境空氣、宏觀生態(tài)的大范圍、全天候、全天時(shí)的遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),為環(huán)境管理提供多層次、全方位的環(huán)境遙感信息和技術(shù)服務(wù),提高國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境和重大環(huán)境污染事故的監(jiān)控能力。
環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)由業(yè)務(wù)運(yùn)行管理分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與用戶(hù)服務(wù)分系統(tǒng)、圖像處理分系統(tǒng)、環(huán)境空氣遙感應(yīng)用分系統(tǒng)、地表水環(huán)境遙感應(yīng)用分系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境遙感應(yīng)用分系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)采集分系統(tǒng)等七個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和一個(gè)計(jì)算機(jī)支撐平臺(tái)組成。
為滿(mǎn)足未來(lái)幾年對(duì)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)(作物面積監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、土壤監(jiān)測(cè)等),環(huán)境監(jiān)測(cè)(水體環(huán)境、區(qū)域環(huán)境空氣、重大環(huán)境污染等),減災(zāi)救災(zāi)監(jiān)測(cè)、政務(wù)監(jiān)測(cè)等這些方面的需求,浪潮與環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心再度合作,在原有高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)升級(jí),共同打造云計(jì)算平臺(tái),為客戶(hù)的高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)提供了云計(jì)算全新的支撐架構(gòu)。
到云上去第一步:新舊硬件結(jié)合
高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)主要是通過(guò)高分的衛(wèi)星遙感圖片進(jìn)行處理,借助于環(huán)境背景數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等,對(duì)環(huán)境空氣、地表水及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等指標(biāo)進(jìn)行信息提取,并依據(jù)提取的環(huán)境指標(biāo)信息進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。
高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)固然好,可越來(lái)越高的高分辨率圖像的需求使得現(xiàn)有的老舊設(shè)備系統(tǒng)在實(shí)際處理應(yīng)用的過(guò)程中感到“力不從心”:隨著衛(wèi)星環(huán)境數(shù)據(jù)的激增,目前整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)量接近2PB,整個(gè)高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)的計(jì)算支撐平臺(tái)的負(fù)荷激增。此外,傳統(tǒng)的物理部署模式,設(shè)備的利用率參差不齊,平均在15%左右,缺乏按需動(dòng)態(tài)彈性的調(diào)整能力,對(duì)用戶(hù)信息化資源造成浪費(fèi)。
如何提升資源利用率、低成本的舊設(shè)備升級(jí)替換,成為衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心在新的信息化規(guī)劃中遇到的問(wèn)題;為此,浪潮提出“利舊存儲(chǔ),新建計(jì)算資源池”的硬件設(shè)備更新方案。在利舊客戶(hù)原有的存儲(chǔ)設(shè)備,為云計(jì)算平臺(tái)提供存儲(chǔ)資源,保護(hù)客戶(hù)前期投資,降低TCO的前提下,采用浪潮高端四路服務(wù)器NF8460M3為客戶(hù)打造基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái),為整個(gè)云平臺(tái)打下穩(wěn)定可靠高效的計(jì)算基礎(chǔ)。
基于新的云計(jì)算平臺(tái),客戶(hù)將原有的高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)中系統(tǒng)數(shù)據(jù)逐步實(shí)現(xiàn)向新平臺(tái)的遷移。
到云上去第二步:部署云海OS
在舊設(shè)備升級(jí)替換后,就要解決如何提高資源動(dòng)態(tài)調(diào)整能力、簡(jiǎn)化管理運(yùn)維、實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬資源的統(tǒng)一管理。在此問(wèn)題上,客戶(hù)與浪潮的觀點(diǎn)出奇地一致:借助虛擬化、云計(jì)算等信息化建設(shè)的新技術(shù),為系統(tǒng)運(yùn)行支撐開(kāi)辟新的途徑,來(lái)解決目前的上述問(wèn)題,也為將來(lái)IT架構(gòu)的轉(zhuǎn)型做好鋪墊。而浪潮云海OS能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)新構(gòu)建虛擬資源的統(tǒng)一管理調(diào)配,提高了IT資源按需動(dòng)態(tài)彈性擴(kuò)展的能力。
以前的建設(shè)模式,資源的利用率嚴(yán)重不均衡?;跇I(yè)務(wù)壓力,環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng)需要至少2臺(tái)物理的四路服務(wù)器才能夠正常運(yùn)行,在這種情況下,計(jì)算資源的使用以及分配很難做到始終如一,業(yè)務(wù)壓力大的時(shí)候,資源不夠用,但是在業(yè)務(wù)壓力小的時(shí)候,又存在資源閑置的情況。用戶(hù)管理資源時(shí),必須分別管理多臺(tái)機(jī)器,管理復(fù)雜,造成極大的時(shí)間浪費(fèi)。在新的模式下,通過(guò)虛擬化技術(shù),將計(jì)算資源池化后,對(duì)于資源的管理,通過(guò)浪潮云海OS管理系統(tǒng),便可以得心應(yīng)手地進(jìn)行資源的調(diào)度及分配,還可以根據(jù)業(yè)務(wù)壓力,靈活分配資源,避免資源浪費(fèi),并且管理方式更加靈活,管理運(yùn)維時(shí)間比傳統(tǒng)模式提升近10倍,管理效率大大提升,符合用戶(hù)對(duì)信息化建設(shè)的要求。
客戶(hù)收益
“天上看、地上查、網(wǎng)上管”這樣的監(jiān)管體系已經(jīng)隨高分環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建了出來(lái),衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心通過(guò)與浪潮合作,新系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)也越發(fā)明顯。
按照浪潮四路服務(wù)器1:10的虛擬化整合比,一臺(tái)NF8460M3虛擬10臺(tái)虛擬機(jī)以替代原有的10臺(tái)雙路服務(wù)器,硬件成本上達(dá)到了60-80%的降幅,隨之帶來(lái)的是能耗接近70%的降低。同時(shí),升級(jí)后的平臺(tái)性能提高2倍以上,系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間由原來(lái)的約2秒提升到1秒之內(nèi)。
客戶(hù)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示:“云平臺(tái)不僅帶來(lái)了讓成本的降低和性能的提升,業(yè)務(wù)連續(xù)性也得到的保障。我們對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求很高,因?yàn)橐坏╁礄C(jī),我們就失去了圖像來(lái)源,這將導(dǎo)致我們對(duì)災(zāi)害發(fā)生、氣候變化、公共安全等方面的資料失去控制力,都是致命性的。采用了新系統(tǒng)之后,即使真的出現(xiàn)故障,虛擬機(jī)也會(huì)自動(dòng)遷移,保證了監(jiān)測(cè)圖像的不丟失?!?/p>