[發(fā)明專利]地球科學(xué)多源傳感器數(shù)據(jù)軟件管線流處理技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710826922.1
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN109508242B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉斌;云美厚;劉彥;徐招峰
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54
• 代理公司: 北京合創(chuàng)致信專利代理有限公司 16127
• 代理人: 劉素霞

地球科學(xué)多源傳感器數(shù)據(jù)軟件管線流處理技術(shù)包括節(jié)點和管線，節(jié)點在流水線技術(shù)中代表數(shù)據(jù)處理所需的邏輯單元，管線為節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流交換和事信號通訊機制，事件信號通訊機制包括點對點模式和廣播模式，此外，還包括融合地球科學(xué)多源傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)表結(jié)構(gòu)模型，即包括傳感器描述信息的樹結(jié)構(gòu)，也包括傳感器測量信號的表結(jié)構(gòu)，采用樹表結(jié)構(gòu)模型融合多源傳感器數(shù)據(jù)，通過在樹表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中添加時間標(biāo)識、節(jié)點標(biāo)識等描述信息，使之能夠追溯管線數(shù)據(jù)流的整個處理過程，利用數(shù)據(jù)流和事件信號通訊機制建立管線流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，經(jīng)管線流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的各個節(jié)點的先后協(xié)同處理，實現(xiàn)地球科學(xué)數(shù)據(jù)流水線化處理，并能夠?qū)崿F(xiàn)地球科學(xué)多源傳感器數(shù)據(jù)采集和處理一體化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球科學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件的處理技術(shù)，具體而言，一種以軟件管線流技術(shù)實現(xiàn)地球科學(xué)多原傳感器數(shù)據(jù)處理的方法與設(shè)計。

背景技術(shù)

地球科學(xué)多源傳感器數(shù)據(jù)是指地球科學(xué)的大多數(shù)基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)需要不同類型的傳感器技術(shù)來獲得，例如：地球彈性波場、重力場、地電磁場等信號采集涉及多種傳感器技術(shù)采集原始數(shù)據(jù)。先進(jìn)、快速和高質(zhì)量的地球科學(xué)數(shù)據(jù)處理軟件將使得大量基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)迅速輸出各種模式結(jié)果，轉(zhuǎn)變?yōu)榭蒲腥藛T和各類工程技術(shù)人員迫切需要的產(chǎn)品，從而發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造出應(yīng)有的科學(xué)意義和使用價值。傳統(tǒng)的地球科學(xué)數(shù)據(jù)處理方法是基于命令式或動作響應(yīng)式的處理模式，在這個模式中，地球科學(xué)數(shù)據(jù)的每一步處理過程需要科研人員和工程技術(shù)人員頻繁輸入各種命令參數(shù)或點擊各種動作按鈕人機交互等來完成，其數(shù)據(jù)處理就是用戶動作命令的操作過程，故也稱為過程式方法。現(xiàn)有的地球科學(xué)數(shù)據(jù)處理方法及數(shù)據(jù)處理裝置不能有效的表達(dá)靜態(tài)或動態(tài)地球科學(xué)數(shù)據(jù)流特征，使用效率較低。

地球科學(xué)數(shù)據(jù)種類日益繁多、體量龐大，過程式數(shù)據(jù)處理方法不能解決大數(shù)據(jù)時代地球科學(xué)數(shù)據(jù)的實時處理問題，無法滿足科研人員或工程技術(shù)人員實際業(yè)務(wù)需求。此外，由于地球科學(xué)涉及的不同的分支領(lǐng)域，當(dāng)前可用于地球科學(xué)不同分支領(lǐng)域數(shù)據(jù)可視化處理的通用軟件包并不多見。

在計算機軟件設(shè)計領(lǐng)域，?管道和過濾器（Pipes?and?Filters）體系架構(gòu)是為處理數(shù)據(jù)流提供的一種模式。它由過濾器和管道組成的，每個處理步驟都被封裝在一個過濾器組件中，數(shù)據(jù)通過相鄰過濾器之間的管道進(jìn)行傳輸，最后輸出需要的結(jié)果。但是，至今還沒有公開文獻(xiàn)涉及利用軟件管線流技術(shù)解決地球科學(xué)數(shù)據(jù)處理技術(shù)方法，找到一種合理有效的面向多源地球科學(xué)數(shù)據(jù)流和變化傳播的處理方法和模型是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種地球科學(xué)多源傳感器數(shù)據(jù)軟件管線流處理模式的技術(shù)方案，同時，該技術(shù)方案能夠方便地表征地球科學(xué)靜態(tài)或動態(tài)的數(shù)據(jù)流。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括節(jié)點（Node）和管線（Pipe）。節(jié)點在流水線技術(shù)中代表處理數(shù)據(jù)所需的邏輯單元，每一個節(jié)點代表一個高層次的處理概念：如讀取文件、選擇、合并或融合、統(tǒng)計分析、計算、層析成像、數(shù)據(jù)挖掘和結(jié)果輸出等；通過節(jié)點也可以實現(xiàn)人機可視化交互功能，如開始、停止、暫停和恢復(fù)等動作；每個節(jié)點可以有多個輸入或輸出，即節(jié)點能夠接收不同來源的數(shù)據(jù)集，也可以發(fā)送相同或不同的數(shù)據(jù)集到不同的分支（branch），使數(shù)據(jù)沿不同的路線流轉(zhuǎn)；管線是指節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流交換和信號通訊機制，利用管線將節(jié)點輸出的數(shù)據(jù)傳遞到后續(xù)的節(jié)點，作為后續(xù)節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)。

除了節(jié)點之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流之外，管線還存在通訊機制，通訊機制采用發(fā)射事件信號和事件監(jiān)聽器技術(shù)實現(xiàn)，發(fā)射信號可以點對點模式，也可以廣播模式。點對點發(fā)射事件信號模式是指某個節(jié)點向特定節(jié)點發(fā)送事件信號的模式，利用點對點發(fā)射事件模式可以有序的把處理后的數(shù)據(jù)集通過管道發(fā)送至后續(xù)節(jié)點，后續(xù)節(jié)點將更新處理參數(shù)信號反饋至前置傳送的節(jié)點；廣播發(fā)射事件信號模式無特定接收節(jié)點對象，節(jié)點采用監(jiān)聽方式接收任意節(jié)點特定的廣播事件信號，根據(jù)廣播信號執(zhí)行特定的動作，廣播事件信號可以來自管線流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)任意節(jié)點，也可以來自軟件處理系統(tǒng)。

可選的，所述方法還包括可以表征多源地球傳感器測量信息的樹表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，即包括描述信息的樹結(jié)構(gòu)，也包括傳感器測量信號的表結(jié)構(gòu)。