PIE-Engine Studio学术论文正式发表——对国产遥感云计算平台一探究竟

本篇推文转载自航天宏图公众号。

▲2022年第2期 《遥感学报》封面及文章首页

“时空遥感云计算平台PIE-Engine Studio的研究与应用”发表在《遥感学报》2022年第2期，引用格式：程伟，钱晓明，李世卫，马海波，刘东升，刘富乾，梁军龙，胡举. 2022. 时空遥感云计算平台PIE-Engine Studio的研究与应用. 遥感学报，26（2）：335-347.

Cheng W，Qian X M，Li S W，Ma H B，Liu D S，Liu F Q，Liang J L and Hu J. 2022. Research and application of PIE-Engine Studio for spatiotemporal remote sensing cloud computing platform. National Remote Sensing Bulletin，26（2）：335-347. ［DOI：10.11834/jrs.20211248］

PIE-Engine Studio 研发背景

随着对地观测技术的发展，海量遥感数据不断涌现，遥感大数据时代已经到来。海量数据的存储、处理与共享对计算机性能提出了较高要求，需要大量的存储与计算资源。云计算基于“按需分配”和“共享资源”的理念，为海量遥感数据的存储、快速处理和分析提供了可能，遥感专用的云计算平台也应运而生。

遥感云计算平台的出现直接改变了传统遥感数据的处理和分析模式，降低了遥感数据的使用门槛，极大地提高了运算效率，使得全球尺度、高分辨率、长时间序列数据的快速分析和应用成为可能，已成为研究土地利用、生态、环境和气候变化等地学领域前沿问题的重要工具。

▲ 目前国际上主流的遥感云计算平台

在这些平台中，GEE历经近十年发展，技术较为成熟，应用最为广泛，全球用户达数百万，在此领域已处于垄断地位。

然而美国政府于2020年1月在出口管制条例上增加了“专门用于自动分析地理空间图像的软件”（Bureau of Industry and Security，USA，2020），提高了从美国向除加拿大之外的国家出口这些软件的限制，而GEE正符合这个限制条件，可能会被限制使用。

▲美国“0Y521”出口限令：“用于自动分析地理空间图像的软件”

目前，GEE已提高了注册门槛，国内新用户正常使用该平台越来越难，并且使用过程及处理结果的下载受网络情况影响较大。同时由于GEE没有接入高分、风云等国产卫星数据，限制了国产遥感数据在云计算平台上的应用。此外，国内的遥感云计算平台目前主要以可视化和数据服务为主，不能满足遥感行业对集数据、算力和技术于一体的遥感云计算平台的迫切需要。

在这样的背景下，航天宏图针对大数据时代遥感应用在国内面临的问题，自主研发PIE-Engine Studio时空遥感云计算平台，构建共享数据、算法和计算资源的开放环境，实现遥感数据的按需获取以及海量数据的快速处理，以应对遥感大数据时代对信息高效、服务快速的迫切需求，加速推进我国遥感云计算平台的发展进程。

文章主要内容

文章首先介绍了中国自主遥感云计算平台PIE-Engine Studio的系统架构，平台目前包含的数据资源以及支持的算子；然后介绍了平台的计算流程，包括计算脚本编译、计算过程优化、计算计划执行和计算结果返回等关键过程；最后进行了应用案例的展示。

▲PIE-Engine Studio遥感云计算平台系统架构

▲PIE-Engine Studio遥感云计算平台计算流程

在应用案例部分，采用 Landsat 8数据，以生长季植被指数 NDVI的计算为例，对比了本平台与GEE的数据处理能力。结果表明，由于计算资源的限制，本平台的计算和导出时间均比GEE稍长，但计算结果的空间分布一致，其中近68%的值均分布在（0.48，0.77），且二者差值的95.33%集中在（-0.13，0.13），结果较为可信。

▲2020年北京市生长季NDVI均值空间分布（a）本平台计算结果（b）GEE计算结果 （c）二者差值

▲2020年北京市生长季NDVI均值空间分布的直方图（a）本平台计算结果（b）GEE计算结果（c）二者差值

因此，由航天宏图研发的基于共享、开放的中国自主遥感云计算平台 PIE-Engine Studio，可为地球科学领域的研究提供数据和算力支持，将有助于推进中国遥感云计算平台的发展进程，推动国产卫星数据在云计算平台上的应用。

全文阅读链接：https://dx.doi.org/10.11834/jrs.20211248，您也可在中国知网或期刊官网下载。