1.本发明属于计算机数据存储
技术领域：
：，具体涉及一种时空网格化星载数据交互方法及其装置。
背景技术：
：：2.经过60余年发展，全球对地观测体系和能力日趋完备，形成了多手段、多平台的立体观测体系，且近年微小卫星处于迅猛发展阶段，这些对地观测卫星星座组网，可极大缩短重访周期，提升数据时效性和应用价值，进一步拓宽对地观测应用领域，是当前和未来对地观测平台建设的主流方向。3.天上卫星资源很多，但是地面却无法快速响应用户的高频度数据请求，其原因较多且复杂，其深层次的技术瓶颈体现在以下两方面：(1)描述模型和描述规格不一、资源分散。卫星观测地面覆盖能力，普遍采用“星下点轨迹 幅宽缓冲区 时间点串”或“path row 时间点串”的描述模式，描述模型复杂，每颗卫星的描述规格都不统一、同颗卫星不同传感器的描述规格也不统一；各颗卫星的观测任务规划各自为政、互不协同，没有充分发挥卫星的观测潜能，造成资源浪费；(2)对地观测卫星数据的处理都采用地面的方式进行，卫星数据通过通讯传输方式被地面站定点接收，经过数据预处理、产品处理等一系列流程，以产品的方式存储并提供给用户。4.但是，目前对地观测卫星数据的处理都采用地面的方式进行，卫星数据通过通讯传输方式被地面站定点接收，经过数据预处理、产品处理等一系列流程，以产品的方式存储并提供给用户，这样的地面处理存储方式适合单一卫星数据常态化业务处理，但是对于高时效性、高动态的任务需求，就显得力不存心。技术实现要素：5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种时空网格化星载数据交互方法及其装置。6.本发明实施例提供了一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于所述第二数据端，在所述第一数据端进行星载数据交互方法包括以下步骤：7.发送网格数据请求帧于所述第二数据端；8.接收由所述第二数据端发送的网格数据应答帧，从所述网格数据应答帧中解析出所述时空网格化数据。9.在本发明的一个实施例中，接收由所述第二数据端发送的网格数据应答帧之前，还包括：10.接收由所述第二数据端发送的网格数据状态帧；11.判断所述网格数据状态帧中的状态信息，若所述状态信息为第一状态，则发送网格数据状态应答帧于所述第二数据端，若所述状态信息为第二状态，则不作操作。12.在本发明的一个实施例中，所述网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码。13.在本发明的一个实施例中，时空网格化数据存储于所述第二数据端，包括：14.采用所述空间网格编码和所述时间编码得到所述时空网格化数据并存储于所述第二数据端。15.本发明实施例提供了另一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于所述第二数据端，在所述第二数据端进行星载数据交互方法时包括以下步骤：16.接收由所述第一数据端发送的网格数据请求帧，所述网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码；17.发送网格数据应答帧于所述第一数据端，所述网格数据应答帧包括时空网格化数据。18.在本发明的一个实施例中，发送网格数据应答帧于所述第一数据端之前，还包括：19.判断所述时空网格化数据是否存在与所述网格数据请求帧匹配的空间网格编码和时间编码，若存在，则将所述网格数据状态帧中的状态信息设置为第一状态，若不存在，则将所述网格数据状态帧中状态信息设置为第二状态；20.发送所述网格数据状态帧于所述第一数据端；21.接收由所述第一数据端发送的网格数据状态应答帧。22.本发明实施例提供了再一种时空网格化星载数据交互装置，包括：23.第一数据发送模块，用于发送所述网格数据请求帧于所述第二数据端；24.第一数据接收模块，用于接收由所述第二数据端发送的所述网格数据应答帧，从所述网格数据应答帧中解析出所述时空网格化数据。25.在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：26.第二数据接收模块，用于接收由所述第二数据端发送的所述网格数据状态帧；27.第一数据处理模块，用于判断所述网格数据状态帧中的状态信息，若所述状态信息为所述第一状态，则发送所述网格数据状态应答帧于所述第二数据端，若所述状态信息为所述第二状态，则不作操作。28.本发明实施例提供了又一种时空网格化星载数据交互装置，包括：29.第三数据接收模块，用于接收由所述第一数据端发送的所述网格数据请求帧，所述网格数据请求帧包括所述空间网格编码和所述时间编码；30.第二数据发送模块，用于发送所述网格数据应答帧于所述第一数据端，所述网格数据应答帧包括所述时空网格化数据。31.在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：32.第二数据处理模块，用于判断所述时空网格化数据是否存在与所述网格数据请求帧匹配的所述空间网格编码和所述时间编码，若存在，则将所述网格数据状态帧中状态信息字段设置为所述第一状态，若不存在，则将所述网格数据状态帧中状态信息字段设置为所述第二状态；33.第三数据发送模块，用于发送所述网格数据状态帧于所述第一数据端；34.第四数据接收模块，用于接收由所述第一数据端发送的所述网格数据状态应答帧。35.与现有技术相比，本发明的有益效果：36.本发明提供的时空网格化星载数据交互方法，适用于多个卫星的交互处理，且在交互过程的时空网格化数据是预先存储在卫星等上，利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于地面计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的处理过程，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求。37.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。附图说明38.图1为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；39.图2为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；40.图3为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；41.图4为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；42.图5为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法的流程示意图；43.图6为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中的多尺度网格编码方法的示意图；44.图7为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中数据与网格之间的对应关系的示意图；45.图8为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中网格与遥感数据覆盖区域之间的空间关系的示意图；46.图9为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中时间编码转换方法的示意图；47.图10为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中冗余存储方法的示意图；48.图11为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中构建网格化索引表gcit的流程示意图；49.图12为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中遥感数据与网格编码与星上存储空间的映射关系示意图；50.图13为本发明实施例提供的遥感数据与辅助数据进行信号同步的流程示意图；51.图14a～14c为本发明实施例提供的三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图；52.图15a～15c为本发明实施例提供的另一种三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图；53.图16为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法中时空网格数据查找示意图；54.图17为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法中空间网格数据查找示意图；55.图18为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图；56.图19为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图；57.图20为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图；58.图21为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图。具体实施方式59.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。60.实施例一61.请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图。本发明实施例提供了一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于第二数据端，在第一数据端进行星载数据交互方法时包括以下步骤：62.步骤1、发送网格数据请求帧于第二数据端；63.步骤2、接收由第二数据端发送的网格数据应答帧，从网格数据应答帧中解析出时空网格化数据。64.具体而言，传统星载数据交互需要将获取的遥感数据先收集到地面，在地面实现对遥感数据的存储，并由地面实现与卫星等的交互，该交互方式适合单一卫星数据常态化业务处理，但是对于高时效性、高动态的任务需求，就显得力不存心。基于上述存在的问题，本实施例提出了时空网格化星载数据交互方法，第一数据端和第二数据端预先进行了网格划分和空间网格编码处理，以及遥感数据时间编码处理，将遥感数据以空间网格编码和时间编码的索引方式形式存储于第二数据端的时空网格化数据。其中，第一数据端包括地面、无人机、卫星等，第二数据端包括卫星、无人机、摄像头等数据采集端，比如无人机与地面、卫星与地面、摄像头与地面、卫星与卫星、卫星与无人机、无人机与无人机等之间，均可进行时空网格化星载数据交互。具体地，本实施例第一数据端向第二数据端发送网格数据请求帧，当第二数据端接收到网格数据请求帧后，将网格数据请求帧请求的遥感数据组成网格数据应答帧发送回给第一数据端，第一数据端从网格数据应答帧中解析出遥感数据，对该遥感数据进行相应处理。65.本实施例提供的时空网格化星载数据交互方法，适用于多个卫星的交互处理，且在交互过程的时空网格化数据是预先存储在卫星上，利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于地面计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的处理过程，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求。66.进一步地，本实施例步骤1第一数据端发送网格数据请求帧于第二数据端。67.具体而言，传统遥感数据存储以文件形成存储，本实施例采用空间网格编码和时间编码的方式形成时空网格化数据，并存储于第二数据端，在交互过程中，针对时空网格化数据进行交互。具体地，第一数据端发送网格数据请求帧于第二数据端，其中，网格数据请求帧结构具体如表1所示。68.表1网格数据请求帧结构69.帧类型命令字空间网格编码时间编码校验字70.需要说明的是，本实施例网格数据请求帧的结构不限于表1所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据请求帧的结构而定，只需数据请求帧中包括空间网格编码和时间网格编码字段。71.进一步地，本实施例第一数据端接收由第二数据端发送的网格数据应答帧，从网格数据应答帧中解析出时空网格化数据。72.具体而言，本实施例第二数据端发送的网格数据响应帧结构具体如表2所示，该网格数据响应帧包括遥感数据字段，该遥感数据即为从网格数据应答帧中解析出的时空网格化数据。73.表2网格数据应答帧结构74.帧类型命令字遥感数据帧序号校验字75.需要说明的是，本实施例网格数据应答帧的结构不限于表2所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据应答帧的结构而定。76.进一步地，本实施例时空网格化星载数据交互方法在接收由第二数据端发送的网格数据应答帧之前，还包括：77.请参见图2，图2为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图。其中，第一数据端接收由第二数据端发送的网格数据状态帧。78.具体而言，为了保证数据处理的安全性、有效性，本实施例首先在第二数据端先根据网格数据请求帧判断时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧对应的遥感数据，并将判断结果存储于网格数据状态帧的状态字段，将网格数据状态帧发送于第一数据端。其中，网格数据状态帧结构具体如表3所示。79.表3网格数据状态帧结构80.帧类型命令字状态字校验字81.需要说明的是，本实施例网格数据状态帧的结构不限于表3所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据状态帧的结构而定。82.进一步地，本实施例在第一数据端接收网格数据状态帧后，判断网格数据状态帧中的状态信息，若状态信息为第一状态，则发送网格数据状态应答帧于第二数据端，若状态信息为第二状态，则不作操作。83.具体而言，本实施例第一数据端通过判断表4网格数据状态帧中状态字段的情况，决定第一数据端是否要求第二数据端发送网格数据应答帧，具体地，当网格数据状态帧中状态字段的状态信息为第一状态时，向第二数据端发送网格数据状态应答帧，此时说明第一数据端和第二数据端是继续后续数据交互的过程，当网格数据状态帧中状态字段的状态信息为第二状态时，第一数据端不作操作，此时说明第一数据端和第二数据端是不需要后续数据交互的过程。其中，网格数据状态应答帧结构具体如表4所示。84.表4网格数据状态响应帧结构85.帧类型命令字校验字86.需要说明的是，本实施例网格数据状态应答帧的结构不限于表4所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据状态应答帧的结构而定。87.本实施例将遥感数据的地面网格化处理计算需求上移到卫星端，利用卫星等存储系统丰富的计算与存储资源，在数据采集端就完成遥感数据的时空网格存储，利用空间网格编码、时间编码作为数据交互的统一形式，实现各数据端之间的交互。88.实施例二89.在上述实施例一的基础上，请参见图3，图3为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图，本发明实施例提供了一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于第二数据端，在第二数据端进行星载数据交互方法时包括以下步骤：90.步骤1、接收由第一数据端发送的网格数据请求帧，网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码；91.步骤2、发送网格数据应答帧于第一数据端，网格数据应答帧包括时空网格化数据。92.具体而言，上述实施例一是第一数据端与第二数据端之间进行交互时，第一数据端的具体交互过程，本实施例是第一数据端与第二数据端之间进行交互时，第二数据端的具体交互过程。具体地，第二数据端接收第一数据端发送的网格数据请求帧，具体网格数据请求帧的结构如实施例一中表1所示，根据网格数据请求帧中的空间网格编码字段和时间编码字段，从第二数据端存储的时空网格化数据中查找到对应的遥感数据，并将该遥感数据封装于网格数据应答帧中发送于第一数据端，具体网格数据应答帧的结构如实施例一中表2所示。93.需要说明的是，本实施例网格数据请求帧不限于实施例一中表1所示，网格数据应答帧的结构不限于实施例一中表2所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据请求帧、网格数据应答帧的结构而定。94.本实施例提供的时空网格化星载数据交互方法，适用于多个卫星的交互处理，且在交互过程的时空网格化数据是预先存储在卫星上，利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于地面计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的处理过程，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求。95.进一步地，本实施例时空网格化星载数据交互方法在发送网格数据应答帧于第一数据端之前，还包括：96.请参见图4，图4为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图。其中，判断时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧匹配的空间网格编码和时间编码，若存在，则将网格数据状态帧中的状态信息设置为第一状态，若不存在，则将网格数据状态帧中状态信息设置为第二状态。97.具体而言，本实施例第二数据端接收到网格数据请求数据后，判断存储在第二数据端的时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧中匹配的空间网格编码字段和时间编码字段，若存在与网格数据请求帧中匹配的空间网格编码字段和时间编码字段，则说明时空网格化数据中存在第一数据端请求的数据，则将网格数据状态帧中的状态信息字段设置为第一状态，若不存在与网格数据请求帧中匹配的空间网格编码字段和时间编码字段，则说明时空网格化数据中不存在第一数据端请求的数据，则将网格数据状态帧中的状态信息字段设置为第二状态，从而通过网格数据状态帧保证数据处理的安全性、有效性。其中，具体网格数据状态帧的结构如实施例一中表3所示。98.进一步地，第二数据端发送网格数据状态帧于第一数据端。99.具体而言，本实施例将上述根据网格数据请求帧更新的网格数据状态帧发送于第一数据端。100.进一步地，第二数据端接收由第一数据端发送的网格数据状态应答帧。101.具体而言，本实施例第一数据端通过网格数据状态应答帧中的状态信息字段，决定第一数据端是否需要接收第二数据端的网格数据应答帧，从而减少第一数据端与第二数据端不必要的交互次数。其中，具体网格数据状态应答帧的结构如实施例一中表4所示。102.需要说明的是，本实施例网格数据状态帧不限于实施例一中表3所示，网格数据状态应答帧的结构不限于实施例一中表4所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据状态帧、网格状态数据应答帧的结构而定。103.本实施例将遥感数据的地面网格化处理计算需求上移到卫星端，利用卫星等存储系统丰富的计算与存储资源，在数据采集端就完成遥感数据的时空网格存储，利用空间网格编码、时间编码作为数据交互的统一形式，实现各数据端之间的交互。104.实施例三105.在上述实施例一和实施例二的基础上，在星载数据交互过程中，时空网格化数据存储于第二数据端，具体地，请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法的流程示意图，采用空间网格编码和时间编码得到时空网格化数据并存储于第二数据端的过程包括如下步骤：106.步骤1、根据辅助数据对遥感数据进行预处理得到遥感数据的时空数据，时空数据包括时间数据和空间数据。107.具体而言，本实施例进行时空网格化数据存储时需要获取辅助数据，具体地辅助数据包括卫星的姿态、轨道、时间等。需要说明的是，不同场景辅助数据不同，具体根据场景实际情况而定。108.本实施例对遥感数据进行预处理目的是获得遥感数据覆盖的区域范围坐标，具体地根据卫星的轨道、姿态、时间等辅助数据，结合光学成像分系统中传感器的光路设计，完成对遥感数据的定位处理，形成遥感数据坐标位置等时空信息，具体地步骤1包括获取遥感数据的边界范围信息和预设像素点集的范围信息，根据辅助数据对遥感数据的边界范围信息进行计算得到第一位置信息，根据辅助数据对预设像素点集的范围信息进行计算得到第二位置信息，根据第一位置信息和第二位置信息得到遥感数据的空间数据：109.在遥感卫星数据空间数据定位中，坐标系统及其转换是空间定位算法的基础，整个定位过程中，主要是矩阵计算和浮点运算，基本没有循环计算，本实施例考虑到星上数据存储的效率，提出只计算遥感数据的覆盖范围信息，而不需要对遥感数据逐像素点进行计算，所以对于目前的星上存储处理而言，比较容易实现，且运算效率极高。但由于遥感数据幅面的不同，对于部分幅面较大的遥感数据，内部数据形变较大，仅根据数据覆盖范围的边界进行计算，而内部采用均匀内插容的方法会带来较大的定位误差，因此本实施例在通过对遥感数据的边界范围信息进行计算得到第一位置信息，同时对遥感数据中一些规则排列的像素点范围信息进行计算得到第二位置信息，即对遥感数据中预设像素点集的范围信息进行计算得到第二位置信息，由第一位置信息和第二位置信息共同定位遥感数据的空间数据，这样可以为后续遥感数据的空间网格化提供更加精确地位置参考。110.在遥感卫星数据时间数据定位中，时间系统及其转换是时间定位算法的基础，结合辅助数据中的时间信息得到遥感数据的时间数据。111.本实施例采用时空数据对遥感数据进行存储的方式，从而加强遥感数据时空的关联与多个卫星源数据的综合应用。112.步骤2、对遥感数据的空间数据进行第一编码处理得到第一空间网格编码。113.具体而言，本实施例首先对遥感数据的空间数据进行编码处理，具体地步骤2包括步骤2.1、步骤2.2、步骤2.3：114.步骤2.1、根据预设网格剖分方式对地球空间进行网格划分得到若干网格。115.具体而言，本实施例在空间网格编码中，首先按照预设网格剖分方式对地球的经纬度空间进行剖分得到若干网格。预设网格剖分方式包括预设剖分网格的层级，优选地预设剖分网格的层级为32级。在空间网格的编码过程中，采用不同长度的编码来表达不同层级的空间网格，编码越长表示网格越小，编码越短表示网格越大，编码的长度表示了空间网格的层级。其中，地球的经度方向和纬度方向上分别对应的网格数相同。116.本实施例预设网格剖分方式为地球表面空间网格与编码标准jb8896-2017，也可以为其他类型地球网格系统。117.步骤2.2、根据预设空间网格编码方式对若干网格进行第一编码处理得到每个网格对应的第二空间网格编码。118.具体而言，本实施例考虑到遥感星上硬件存储与处理的过程中，由于硬件处理往往都采用定长数据的特点，特别是针对遥感数据而言，不同分辨率、不同覆盖范围的遥感数据非常常见，必须使用不同尺度的网格来应对遥感数据的星上组织与存储，因此需要对变长的多尺度网格编码进行定长化。119.利用定长的整数编码表示多尺度信息的编码方式称为多尺度整数编码，即预设空间网格编码方式。多尺度整数编码的建立是以单尺度整数编码为基础，比如gjb8896-2017中的二进制一维编码，采用行列编码进行莫顿交叉得到单尺度整数编码，将单尺度整数编码值向左移一位，即可获得多尺度整数编码中的最大层级(第31层级)的编码值。其中，若网格的x、y坐标各取32bit，然后再转换成单尺度整数编码值，该值无法左移一位得到多尺度整数编码值，所以在单尺度整数编码方法中，网格的x、y坐标各取31bit，目的是为了留出2bit来记录尺度信息。120.请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中的多尺度网格编码方法的示意图。可见，本实施例第31层级中的整数编码值均为偶数，其它层级的编码值都是以此层级为基础而产生的，将第31层级中每相邻的4个整数编码值取平均值，即可得到第30层级的整数编码值，且为奇数，依次类推，如图6所示，即可得到共31级的整数编码值，形成一倒立的四叉树。121.根据上述多尺度网格整数编码的特点，以及地球空间的特性，可按照如下方式剖分地球网格：首先，对纬度空间进行扩展，以使纬度空间的空间范围与经度空间的空间范围一致，得到扩展后的经纬度空间；其次，按照上述倒立的四叉树方式，将扩展后的经纬度空间划分为预设网格剖分方式剖分的层级网格，得到多个网格；确定每个网格的坐标原点，对每个网格对应的坐标原点进行多尺度整数编码，得到各网格分别对应的第二空间网格编码。122.需要说明的是，实施例一和实施例二中，第一数据端的网格数据请求帧中的空间网格编码均也采用上述方法得到，保证与存储于第二数据端时空网格数据的空间网格编码的一致性。123.步骤2.3、从第二空间网格编码中获取遥感数据的空间数据对应的第一空间网格编码。124.具体而言，请参见图7、图8，图7为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中数据与网格之间的对应关系的示意图，图8为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中网格与遥感数据覆盖区域之间的空间关系的示意图。本实施例通过使用少量且最接近遥感数据范围的网格及其第二空间网格编码与该遥感数据进行关联，使得遥感数据的存储工作变成根据第二空间网格编码的存储。由于多源遥感数据(不同类型、不同等级)具有不同的尺度、位置与覆盖范围，而地球剖分网格是刚性的多尺度(定多尺度)网格框架，因此存在两者之间不能完整的对应的情况，如图7中a～f代表的遥感数据，分别与各个层级的地球剖分网格之间对应的情况。多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域的空间关系如图8所示，由图8可看出，遥感数据覆盖区域70被最低层级的地球剖分网格71包含，遥感数据覆盖区域70包含地球剖分网格a，遥感数据覆盖区域70与地球剖分网格b相交，遥感数据覆盖区域70与地球剖分网格c相离，可见，地球剖分网格与遥感数据覆盖区域之间的空间关系可包括以下四种：地球剖分网格包含遥感数据、地球剖分网格被遥感数据包含、地球剖分网格与遥感数据相交、地球剖分网格与遥感数据相离，分别简称为包含、被包含、相交、相离。依据上述分析，本实施例采用自顶向下逐级判断地球剖分网格与遥感数据覆盖区域的空间关系，来实现遥感数据的网格化关联，即遥感数据与第二空间网格编码的关联，且其关联编码结果需满足以下三个限定条件：网格化后编码层级下限nmin、网格化后编码层级上限nmax、网格化后编码数量上限smax，通过上述三个限定条件，用户可根据遥感数据具体情况来调节网格化关联结果，以得最优结果，即找到遥感数据与第二空间网格编码的关联结果，记为第一空间网格编码。125.步骤3、对遥感数据的时间数据进行第二编码处理得到时间编码。126.具体而言，为了统一规范遥感数据时间格式，以及提高存储效率，本实施例根据预设时间网格编码方式对遥感数据的时间数据进行第二编码处理得到时间编码。目前在遥感数据的存储过程中，时间信息通常以时间戳和字符串的形式被存储，且形式繁多。本实施例将各类形式的遥感数据的时间信息转换为多尺度时间编码(编码层级为第63级，足够精确表达遥感数据的时间信息)。本实施例时间信息的转换过程具体包括：将时间戳/字符串time分解为常见时间尺度的整数计数，分别为年(a)、月(b)、日(c)、时(d)、分(e)、秒(f)、毫秒(g)、微秒(h)，将a转换为17bit二进制数，b转换为4bit二进制数，c和d转换为5bit二进制数，e和f转换为6bit二进制数，g和h转换为10bit二进制数，每个二进制数高位用0补齐，将a～h对应的二进制数在位域上进行连接，即可得到time对应的单尺度时间编码，将该单尺度时间编码值向左移一位，即可求得第63层级多尺度时间编码，该多尺度时间编码即为本实施例最终的时间编码。127.请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中时间编码转换方法的示意图，例如遥感数据的时间信息为：年(a)：2018、月(b):10、日(c):1、小时(d)：13、分(e):30、秒(f):29、毫秒(g)：300、微秒(h):0；对该时间信息进行上述规则进行二进制转换后得到：年(a)：00000011111100010、月(b):1010、日(c):0001、小时(d)：01101、分(e):011110、秒(f):011101、毫秒(g)：0100101100、微秒(h):0000000000；将上述二进制码值进行拼接后，得到遥感数据的时间信息所对应的单尺度时间编码值为：71024248425328640；再将所得到的单尺度时间编码值左移一位，即可得到第63层级的多尺度时间编码值为：142048496850657280，即该遥感数据的时间编码为：142048496850657280。128.需要说明的是，实施例一和实施例二中，第一数据端的网格数据请求帧中的时间编码均也采用上述方法得到，保证与存储于第二数据端时空网格数据的时间编码的一致性。129.步骤4、根据第一空间网格编码和时间编码对遥感数据进行索引处理得到时空网格化遥感数据。130.具体而言，本实施例摒弃了传统的单一数据索引表方式，而采用数据索引表结合网格编码索引表的方式，建立遥感数据的星上存储，具体步骤4包括步骤4.1、步骤4.2、步骤4.3：131.步骤4.1、根据第一空间网格编码、时间编码构建遥感数据的数据索引表。132.具体而言，本实施例数据索引表(dataindextable，简称dit)用于对遥感数据的索引，数据索引表包括遥感数据的标识imageid、遥感数据的时间编码timecode、遥感数据的关联第一空间网格编码集合gridcodeset、遥感数据的物理存储空间imageaddress，具体地：133.遥感数据的标识imageid：数据类型为整数，作为数据索引表dit的主键，并设置为自增，用于遥感数据的标识，目的是为了统一标识遥感数据，提高遥感数据标识的存储效率；134.遥感数据的时间编码timecode：数据类型为64位无符号整数，用于记录遥感数据的获取时间，用于建立时间索引，目的是为了统一时间格式和提高存储效率；135.遥感数据的关联第一空间网格编码集合gridcodeset：数据类型为64位无符号整数数组，用于记录遥感数据对应的关联第一空间网格编码集合；136.遥感数据的物理存储空间imageaddress：表示遥感数据物理存储空间的地址。137.需要说明的是，在实际应用中，数据索引表dit中的字段还可根据需要增加其他相关字段，本实施例增加了遥感数据的物理存储空间imageaddress字段。138.步骤4.2、根据第二空间网格编码构建遥感数据的网格编码索引表。139.具体而言，本实施例建立遥感数据的网格化索引表(gridcodeindextable，简称gcit)，用于遥感数据的空间网格索引，目的是为了将二维的遥感数据空间索引转换为一维网格编码索引，表示由第二空间网格编码形成一维编码索引表，从而提高遥感数据索引的构建，实现快速的遥感数据存储。其中，网格编码索引表包括第二空间网格编码codeindex、遥感数据的标识集imageidset、遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset，具体地：140.第二空间网格编码codeindex：地球剖分网格编码，是网格化索引表gcit的主键，可建立一维网格编码索引，地球剖分网格编码是对地球的经纬度空间进行剖分后得到的各网格所对应的编码值；141.遥感数据的标识集imageidset：遥感数据的标识imageid组成的集合，表示对应网格所覆盖遥感数据的整型标识集合，该字段以二进制形式存储，使得遥感数据的标识imageid的拼接与拆分具有高效性，以保证存储的效率；142.遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset：网格节点对应遥感数据像素点坐标逻辑映射集合，表示第二空间网格编码codeindex对应网格的四个角点，在遥感数据的标识集imageidset中每一幅遥感数据中的像素点坐标，当在遥感数据内部时为正，在遥感数据外部时为负，每一幅遥感图像采用128bit存储(16bit×2×4)，该字段以二进制形式存储，使得遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset的拼接与拆分具有高效性，以保证存储的效率。143.实际情况中，由于遥感数据几何精度不够，可能带来无法与空间网格框架之间无缝对接，因此，请参见图10，图10为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中冗余存储方法的示意图，本实施例使用冗余存储方法，即空间网格中存储内容包括：确定性的数据 冗余部分数据(数据精度的不确定性部分)，在网格角点与遥感数据像素点坐标对应的时候，上下左右四个网格角点在像素坐标的基础上分别外扩δ，δ＝遥感数据几何定位精度(数据冗余)，以此保证遥感数据不会发生信息的遗漏。144.需要说明的是，在实际应用中，网格化索引表gcit中的字段还可根据需要增加其他相关字段，本实施例增加了遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset字段。145.步骤4.3、根据数据索引表和网格编码索引表对遥感数据进行索引处理得到时空网格化遥感数据。146.具体而言，本实施例首先通过上述步骤2、步骤3获取了遥感数据的第一空间网格编码和时间编码，然后通过步骤4.1、步骤4.2构建数据索引表和网格编码索引表，对遥感数据进行索引管理。请参见图11，图11为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中构建网格化索引表gcit的流程示意图，具体构建网格化索引表gcit包括：依据数据索引表dit确定每条遥感数据在网格化关联中的限制条件，逐条计算数据索引表dit中遥感数据对应的第二空间网格编码girdecodeset，然后依据第二空间网格编码girdecodeset在网格编码索引表gcit中插入该遥感数据，对网格编码索引表gcit中的第二空间网格编码codeindex字段进行排序，建立该遥感数据的一维网格编码索引，得到时空网格化遥感数据，该时空网格化遥感数据表示关联到某一具体的第一空间网格编码网格和某一具体时段的遥感数据。147.网格编码索引表gcit创建完成后，还可对其进行更新，具体地网格编码索引表gcit的更新与否，取决于数据索引表dit中遥感数据是否变动。当数据索引表dit中插入遥感数据时，若插入的遥感数据量较大，则重新构建一次网格编码索引表gcit，否则按照构建网格编码索引表gcit的方法，将新的遥感数据插入网格编码索引表gcit即可；当数据索引表dit删除数据，若删除的遥感数据量较大则重新构建一次网格编码索引表gcit，否则按照构建网格编码索引表gcit的方法，将遥感数据从网格编码索引表gcit中删除即可。采取上述策略的原因在于：当有较大规模遥感数据插入和删除时，其效率低于重新构建网格编码索引表gcit的效率。148.本实施例通过将所有对地观测数据按照时空网格方式进行组织和存储，通过上述数据索引表和网格编码索引表将所有的对地观测数据都关联到某一具体的网格和某一具体时段，因此，利用全球网格的规则一致性、标识唯一性、编码整型性和尺度多样性来实现对遥感数据的快速储存处理与应用。149.步骤5、对时空网格化遥感数据进行星上映射存储处理，以实现遥感数据在星上的存储。150.具体而言，请参见图12，图12为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中遥感数据与网格编码与星上存储空间的映射关系示意图。本实施例根据上述步骤4得到遥感数据与第一空间网格编码和时间编码对应的时空网格化遥感数据。而对于时空网格化遥感数据在卫星上存储空间采用“簇”作为单元管理整个存储空间，并且“簇”的分配并非预先固定分配方式，而是动态按需分配与回收。遥感数据覆盖的网格范围可得到对应的第一空间网格编码集合，对于不同的第一空间网格编码的遥感数据可以被映射到一系列不同的“簇”单元中，从而建立第一空间网格编码与卫星上存储空间的关联，比如第一空间网格编码1，其在星上对应的“簇”单元包括存储空间簇0、存储空间簇1、……、存储空间簇l，第一空间网格编码2，其在星上对应的“簇”单元包括存储空间簇l 1、存储空间簇l 2、……、存储空间簇，依次类推，直到最后第一空间网格编码，其包括星上对应最大的存储空间簇max。其中，n为遥感数据的第一空间网格编码数目，n为大于0的整数，l、n、m分别为不同第一空间网格编码在星上的空间存储簇情况，本实施例n大于m，m为大于0的整数，动态按需分配与回收“簇”的大小与遥感数据写入存储空间簇的速度、存储空间缓冲区大小，以及存储单元的组织有关，具体根据实际场景而决定。151.进一步地，本实施例在步骤1之前，对遥感数据和辅助数据进行同步处理得到同步后的遥感数据和辅助数据。152.具体而言，由于网格信息计算依赖于卫星的辅助数据(姿态、轨道、时间等)，而目前大部分卫星的辅助数据和遥感数据是分别被传输到地面进行相关处理的。而本技术采用星上进行网格信息处理，则需要在卫星上当收到卫星的星载传感器数据采集指令后，存储系统按照如下步骤响应指令，实现卫星的辅助数据和遥感数据同步，请参见图13，图13为本发明实施例提供的遥感数据与辅助数据进行信号同步的流程示意图，具体地本实施例以遥感卫星光学载荷应用为例：假设在t1时刻存储板收到启动相机进行记录的指令，存储主控板板会等到下一次秒脉冲到来时在启动相机，也就是图13中的t2时刻，这里会产生一个延迟t′；当在t2时刻配置完相机后，相机数据到达存储板还会有一个延迟t〞，也就是在t3时刻存储板才会看到相机数据，并且将t2时刻收到的卫星姿态轨道等辅助信息与相机数据一起按照约定好的帧格式存储起来；每次拍照得到的卫星姿态轨道等辅助数据与相机数据会有一个固定的延迟t〞，但是由于相机的成像时延是已知的，所以卫星姿态轨道等辅助数据每次仅会和相机数据相差一个固定时延t〞，从而通过这样一个固定时延t〞的同步处理得到同步后的遥感数据(相机数据)和卫星姿态轨道等辅助数据，从而保证通过卫星姿态轨道等辅助数据计算的网格数据与遥感数据具有相关性。153.综上所述，本实施例提供的时空网格化数据生成方法，适用于多个卫星的存储处理，一方面多个卫星具备一致性的存储模型，另一方面能在卫星上直接快速的进行存储处理，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求；本实施例在遥感数据采集端引入了统一的存储系统，将遥感数据的存储处理推到了最前端，让计算更接近数据的源头，一定程度上释放了目前遥感数据需要先收集到地面再处理对地面数据中心资源的压力，同时使天地间、卫星与卫星间数据的交互具有了统一的接口，打破了旧的烟囱式信息孤岛局面，形成了与用户独立的遥感网格化存储池，使得数据不是直接为用户服务，而是先进行网格化组织与存储，网格化的存储池作为面向用户的服务源头，将遥感数据的服务虚拟化，用户不再关心数据的来源与种类，虚拟池只需要提供给用户他满意的数据服务即可，彻底从传统的产品服务的方式向数据服务的方式进行转变；通过充分利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的存储处理过程；本实施例提供的时空网格化编码代数库的硬件模块，用户可以直接通过二次开发的方式定制时空网格化的应用，且基于网格化的存储，可以实现直接在硬件层面构建存储设备，脱离操作系统和数据库，为形成定制化、轻小型、快速高效的数据方仓提供了技术储备。154.实施例四155.在上述实施例三的基础上，请参见图14a～c为本发明实施例提供的三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图，图15a～c为本发明实施例提供的另一种三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图，本实施例在上述实施例的基础上以三种具体场景说明本实施例时空网格化星载数据交互：156.图14a、图15a为本实施例提供的卫星与地面的时空网格化星载数据交互，以图14a、图15a为例，可见，本实施例地面为第一数据端，卫星为第二数据端，时空网格化数据预先存储于卫星(第二数据端)上，具体卫星上的时空网格数据的具体存储过程如实施例三所述，地面发送网格数据请求帧，该网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码，卫星接收该网格数据请求帧，并从中解析出空间网格编码和时间编码，并与时空网格化数据进行匹配找出与该空间网格编码和时间编码匹配的时空网格化子数据(遥感数据)，若存在匹配的时空网格化子数据，则发送网格数据状态帧于地面，地面根据该网格数据状态帧中的状态信息决定是否需要接收卫星发送的网格数据应答帧，若地面同意接收网格数据应答帧，则发送网格数据状态应答帧于卫星，卫星接收到该网格数据状态应答帧后发送网格数据应答帧于地面，地面从网格数据应答帧中解析出时空网格化子数据，以完成一次时空网格化子数据交互，依次进行上述步骤，完成整个时空格化数据的交互。其中，地面的空间网格编码和时间编码采用与卫星时空网格化数据存储过程中的空间网格编码和时间编码一致的编码方式，具体编码如实施例三步骤2和步骤3所述。157.其中，请参见图16，图16为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法中时空网格数据查找示意图，对于找出与空间网格编码和时间编码匹配的时空网格化子数据(遥感数据)包括：158.(1)输入查找参数：输入查找区域和时间范围(起始、终止时间)。159.(2)空间查找：根据(1)输入的查找区域，利用空间查找方法(如下所述)，计算空间查找结果result1。160.(3)时间编码转换：根据(1)输入的起始、终止时间，利用多尺度时间段的整数编码方法，计算对应时间编码timecodestart、timecodeend。161.(4)时间编码查找：若在数据索引表dit表中result1(i)对应时间编码为timecode(i)，result1中满足条件(timecode(i)∈[timecodestart,timecodeend])的所有元素构成的集合，即为时空查找结果。[0162](5)输出查找结果：输出(4)中时空查找结果对应的时空网格数据，即找出了本实施例与空间网格编码和时间编码匹配的时空网格化子数据(遥感数据)。[0163]本实施例遥感数据的时空查找是在空间查找方法的基础上完成，根据用户查找区域和时间范围，计算相对应的空间网格编码范围和时间编码范围，遍历网格编码范围内每一个网格编码的索引列表的遥感数据子单元信息，获取遥感数据的时空查询结果，从而确定交互过程中的时空网格数据(遥感数据)。[0164]请参见图17，图17为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法中空间网格数据查找示意图，通过上述实施例三可知，多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域的空间关系包括：多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域既不相交也不相互包含、多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域相交、多尺度地球剖分网格包含遥感数据覆盖区域、遥感数据覆盖区域包含多尺度地球剖分网格。因此，本实施例多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域网格化后存在三种关系：二者网格相离、多尺度地球剖分网格是遥感数据覆盖区域的父单元、遥感数据覆盖区域是多尺度地球剖分网格的子单元，则本实施例提出了一种空间查找方法如下所述：[0165](1)输入查找区域(遥感数据覆盖区域)：输入查找区域的边界矢量坐标数据，查找区域可以为任意多边形，或输入目标点坐标数据，坐标数据类型为经纬度坐标。[0166](2)查找区域第一次网格化：根据(1)输入的坐标数据，利用多边形区域网格化方法，计算查找区域的第一次网格化编码结果s1。[0167](3)网格化索引表gcit第一次查找：根据(2)计算得到的s1，利用编码子单元计算方法，计算s1(i)对应的子区间范围，然后在网格化索引表gcit(codeindex字段)中查找属于该子区间范围的编码集合o1(i)；重复上述操作直至遍历s1，得到网格化索引表gcit第一次查找编码集合结果o1。[0168](4)查找区域第二次网格化(其编码集合为s2)：根据(2)计算得到的s1，利用编码父单元计算方法，计算s1中所有编码的父单元(所在层级为遥感数据网格化时的最小层级)编码，删除重复编码，即可求得查找遥感数据覆盖区域的第二次网格化编码结果s2。[0169](5)网格化索引表gcit第二次查找：采用(2)相同方法，遍历s2得到编码集合再利用子/父单元计算方法，将编码集合中满足条件(s1中至少有一个属于编码集合的子单元)存入编码集合o2，即为网格化索引表gcit的第二次查找结果。[0170](6)查找遥感数据的标识imageid：依据编码集合o1和编码集合o2中编码值，在(遥感数据的标识集imageidset字段)中提取对应的二进制数据，然后拆解成遥感数据的标识imageid集合(该过程可以采用多线程以提高效率)，删除重复值即可得到符合查找条件的遥感数据的标识imageid集合。[0171](7)输出查找结果：输出符合查找条件的遥感数据的标识imageid集合即为上述空间查找结果result1。[0172]本实施例网格化索引表gcit中归属同一网格编码单元的遥感数据子单元含有遥感数据归属的标识imageid信息，遍历所有网格编码的所有遥感数据子单元，就可以查找属于该遥感数据的标识imageid集合，实现简单。[0173]本实施例网格化索引表gcit基于网格创建，具有天然优势，可以根据用户请求的空间网格编码、时间编码快速查找该网格点不同时刻的遥感数据子单元信息。[0174]同理，图14b、图15b为本实施例提供的无人机与地面的时空网格化星载数据交互，可见，本实施例地面为第一数据端，无人机为第二数据端，具体如上卫星与地面的交互过程，在此不再进行重复描述。[0175]同理，图14c、图15c为本实施例提供的无人机与地面的时空网格化星载数据交互，可见，本实施例无人机为第一数据端，卫星为第二数据端，具体如上述卫星与地面、无人机与地面的交互过程，在此不再进行重复描述。[0176]本实施例提供的三种场景下的时空网格化星载数据交互，可以执行上述实施例一、实施例二、实施例三，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。[0177]需要说明的是，本实施例卫星与地面、无人机与地面、无人机与卫星的交互，只是作为一实施例加以说明，本实施例时空网格化星载数据交互并不局限于这三种场景，既可以实现一对一的上述交互过程，也可以实现一对多的上述交互，任何满足上述交互过程的场景均属于本技术保护的范围。[0178]实施例五[0179]在上述实施例四的基础上，请参见图18、图19，图18为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图，图19为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图。本实施例提供了一种时空网格化星载数据交互装置，该装置包括：[0180]第一数据发送模块，用于发送网格数据请求帧于第二数据端，网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码。[0181]第一数据接收模块，用于接收由第二数据端发送的网格数据应答帧，从网格数据应答帧中解析出时空网格化数据。[0182]进一步地，本实施例提供的时空网格化星载数据交互装置还包括：[0183]第二数据接收模块，用于接收由第二数据端发送的网格数据状态帧。[0184]第一数据处理模块，用于判断网格数据状态帧中的状态信息，若状态信息为第一状态，则发送网格数据状态应答帧于第二数据端，若状态信息为第二状态，则不作操作。[0185]本实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置，可以执行上述实施例一、实施例二、实施例三、实施例四，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。[0186]实施例六[0187]在上述实施例五的基础上，请参见图20、图21，图20为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图，图21为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图。本实施例提供了一种时空网格化星载数据交互装置，该装置包括：[0188]第三数据接收模块，用于接收由第一数据端发送的网格数据请求帧，网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码。[0189]第二数据发送模块，用于发送网格数据应答帧于第一数据端，网格数据应答帧包括时空网格化数据。[0190]进一步地，本实施例提供的时空网格化星载数据交互装置还包括：[0191]第二数据处理模块，用于判断时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧匹配的空间网格编码和时间编码，若存在，则将网格数据状态帧中状态信息字段设置为第一状态，若不存在，则将网格数据状态帧中状态信息字段设置为第二状态。[0192]第三数据发送模块，用于发送网格数据状态帧于第一数据端。[0193]第四数据接收模块，用于接收由第一数据端发送的网格数据状态应答帧。[0194]本实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置，可以执行上述实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。[0195]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术邻域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：，具体涉及一种时空网格化星载数据交互方法及其装置。
背景技术：
：：2.经过60余年发展，全球对地观测体系和能力日趋完备，形成了多手段、多平台的立体观测体系，且近年微小卫星处于迅猛发展阶段，这些对地观测卫星星座组网，可极大缩短重访周期，提升数据时效性和应用价值，进一步拓宽对地观测应用领域，是当前和未来对地观测平台建设的主流方向。3.天上卫星资源很多，但是地面却无法快速响应用户的高频度数据请求，其原因较多且复杂，其深层次的技术瓶颈体现在以下两方面：(1)描述模型和描述规格不一、资源分散。卫星观测地面覆盖能力，普遍采用“星下点轨迹 幅宽缓冲区 时间点串”或“path row 时间点串”的描述模式，描述模型复杂，每颗卫星的描述规格都不统一、同颗卫星不同传感器的描述规格也不统一；各颗卫星的观测任务规划各自为政、互不协同，没有充分发挥卫星的观测潜能，造成资源浪费；(2)对地观测卫星数据的处理都采用地面的方式进行，卫星数据通过通讯传输方式被地面站定点接收，经过数据预处理、产品处理等一系列流程，以产品的方式存储并提供给用户。4.但是，目前对地观测卫星数据的处理都采用地面的方式进行，卫星数据通过通讯传输方式被地面站定点接收，经过数据预处理、产品处理等一系列流程，以产品的方式存储并提供给用户，这样的地面处理存储方式适合单一卫星数据常态化业务处理，但是对于高时效性、高动态的任务需求，就显得力不存心。技术实现要素：5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种时空网格化星载数据交互方法及其装置。6.本发明实施例提供了一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于所述第二数据端，在所述第一数据端进行星载数据交互方法包括以下步骤：7.发送网格数据请求帧于所述第二数据端；8.接收由所述第二数据端发送的网格数据应答帧，从所述网格数据应答帧中解析出所述时空网格化数据。9.在本发明的一个实施例中，接收由所述第二数据端发送的网格数据应答帧之前，还包括：10.接收由所述第二数据端发送的网格数据状态帧；11.判断所述网格数据状态帧中的状态信息，若所述状态信息为第一状态，则发送网格数据状态应答帧于所述第二数据端，若所述状态信息为第二状态，则不作操作。12.在本发明的一个实施例中，所述网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码。13.在本发明的一个实施例中，时空网格化数据存储于所述第二数据端，包括：14.采用所述空间网格编码和所述时间编码得到所述时空网格化数据并存储于所述第二数据端。15.本发明实施例提供了另一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于所述第二数据端，在所述第二数据端进行星载数据交互方法时包括以下步骤：16.接收由所述第一数据端发送的网格数据请求帧，所述网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码；17.发送网格数据应答帧于所述第一数据端，所述网格数据应答帧包括时空网格化数据。18.在本发明的一个实施例中，发送网格数据应答帧于所述第一数据端之前，还包括：19.判断所述时空网格化数据是否存在与所述网格数据请求帧匹配的空间网格编码和时间编码，若存在，则将所述网格数据状态帧中的状态信息设置为第一状态，若不存在，则将所述网格数据状态帧中状态信息设置为第二状态；20.发送所述网格数据状态帧于所述第一数据端；21.接收由所述第一数据端发送的网格数据状态应答帧。22.本发明实施例提供了再一种时空网格化星载数据交互装置，包括：23.第一数据发送模块，用于发送所述网格数据请求帧于所述第二数据端；24.第一数据接收模块，用于接收由所述第二数据端发送的所述网格数据应答帧，从所述网格数据应答帧中解析出所述时空网格化数据。25.在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：26.第二数据接收模块，用于接收由所述第二数据端发送的所述网格数据状态帧；27.第一数据处理模块，用于判断所述网格数据状态帧中的状态信息，若所述状态信息为所述第一状态，则发送所述网格数据状态应答帧于所述第二数据端，若所述状态信息为所述第二状态，则不作操作。28.本发明实施例提供了又一种时空网格化星载数据交互装置，包括：29.第三数据接收模块，用于接收由所述第一数据端发送的所述网格数据请求帧，所述网格数据请求帧包括所述空间网格编码和所述时间编码；30.第二数据发送模块，用于发送所述网格数据应答帧于所述第一数据端，所述网格数据应答帧包括所述时空网格化数据。31.在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：32.第二数据处理模块，用于判断所述时空网格化数据是否存在与所述网格数据请求帧匹配的所述空间网格编码和所述时间编码，若存在，则将所述网格数据状态帧中状态信息字段设置为所述第一状态，若不存在，则将所述网格数据状态帧中状态信息字段设置为所述第二状态；33.第三数据发送模块，用于发送所述网格数据状态帧于所述第一数据端；34.第四数据接收模块，用于接收由所述第一数据端发送的所述网格数据状态应答帧。35.与现有技术相比，本发明的有益效果：36.本发明提供的时空网格化星载数据交互方法，适用于多个卫星的交互处理，且在交互过程的时空网格化数据是预先存储在卫星等上，利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于地面计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的处理过程，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求。37.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。附图说明38.图1为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；39.图2为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；40.图3为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；41.图4为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图；42.图5为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法的流程示意图；43.图6为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中的多尺度网格编码方法的示意图；44.图7为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中数据与网格之间的对应关系的示意图；45.图8为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中网格与遥感数据覆盖区域之间的空间关系的示意图；46.图9为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中时间编码转换方法的示意图；47.图10为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中冗余存储方法的示意图；48.图11为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中构建网格化索引表gcit的流程示意图；49.图12为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中遥感数据与网格编码与星上存储空间的映射关系示意图；50.图13为本发明实施例提供的遥感数据与辅助数据进行信号同步的流程示意图；51.图14a～14c为本发明实施例提供的三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图；52.图15a～15c为本发明实施例提供的另一种三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图；53.图16为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法中时空网格数据查找示意图；54.图17为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法中空间网格数据查找示意图；55.图18为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图；56.图19为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图；57.图20为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图；58.图21为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图。具体实施方式59.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。60.实施例一61.请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图。本发明实施例提供了一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于第二数据端，在第一数据端进行星载数据交互方法时包括以下步骤：62.步骤1、发送网格数据请求帧于第二数据端；63.步骤2、接收由第二数据端发送的网格数据应答帧，从网格数据应答帧中解析出时空网格化数据。64.具体而言，传统星载数据交互需要将获取的遥感数据先收集到地面，在地面实现对遥感数据的存储，并由地面实现与卫星等的交互，该交互方式适合单一卫星数据常态化业务处理，但是对于高时效性、高动态的任务需求，就显得力不存心。基于上述存在的问题，本实施例提出了时空网格化星载数据交互方法，第一数据端和第二数据端预先进行了网格划分和空间网格编码处理，以及遥感数据时间编码处理，将遥感数据以空间网格编码和时间编码的索引方式形式存储于第二数据端的时空网格化数据。其中，第一数据端包括地面、无人机、卫星等，第二数据端包括卫星、无人机、摄像头等数据采集端，比如无人机与地面、卫星与地面、摄像头与地面、卫星与卫星、卫星与无人机、无人机与无人机等之间，均可进行时空网格化星载数据交互。具体地，本实施例第一数据端向第二数据端发送网格数据请求帧，当第二数据端接收到网格数据请求帧后，将网格数据请求帧请求的遥感数据组成网格数据应答帧发送回给第一数据端，第一数据端从网格数据应答帧中解析出遥感数据，对该遥感数据进行相应处理。65.本实施例提供的时空网格化星载数据交互方法，适用于多个卫星的交互处理，且在交互过程的时空网格化数据是预先存储在卫星上，利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于地面计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的处理过程，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求。66.进一步地，本实施例步骤1第一数据端发送网格数据请求帧于第二数据端。67.具体而言，传统遥感数据存储以文件形成存储，本实施例采用空间网格编码和时间编码的方式形成时空网格化数据，并存储于第二数据端，在交互过程中，针对时空网格化数据进行交互。具体地，第一数据端发送网格数据请求帧于第二数据端，其中，网格数据请求帧结构具体如表1所示。68.表1网格数据请求帧结构69.帧类型命令字空间网格编码时间编码校验字70.需要说明的是，本实施例网格数据请求帧的结构不限于表1所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据请求帧的结构而定，只需数据请求帧中包括空间网格编码和时间网格编码字段。71.进一步地，本实施例第一数据端接收由第二数据端发送的网格数据应答帧，从网格数据应答帧中解析出时空网格化数据。72.具体而言，本实施例第二数据端发送的网格数据响应帧结构具体如表2所示，该网格数据响应帧包括遥感数据字段，该遥感数据即为从网格数据应答帧中解析出的时空网格化数据。73.表2网格数据应答帧结构74.帧类型命令字遥感数据帧序号校验字75.需要说明的是，本实施例网格数据应答帧的结构不限于表2所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据应答帧的结构而定。76.进一步地，本实施例时空网格化星载数据交互方法在接收由第二数据端发送的网格数据应答帧之前，还包括：77.请参见图2，图2为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图。其中，第一数据端接收由第二数据端发送的网格数据状态帧。78.具体而言，为了保证数据处理的安全性、有效性，本实施例首先在第二数据端先根据网格数据请求帧判断时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧对应的遥感数据，并将判断结果存储于网格数据状态帧的状态字段，将网格数据状态帧发送于第一数据端。其中，网格数据状态帧结构具体如表3所示。79.表3网格数据状态帧结构80.帧类型命令字状态字校验字81.需要说明的是，本实施例网格数据状态帧的结构不限于表3所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据状态帧的结构而定。82.进一步地，本实施例在第一数据端接收网格数据状态帧后，判断网格数据状态帧中的状态信息，若状态信息为第一状态，则发送网格数据状态应答帧于第二数据端，若状态信息为第二状态，则不作操作。83.具体而言，本实施例第一数据端通过判断表4网格数据状态帧中状态字段的情况，决定第一数据端是否要求第二数据端发送网格数据应答帧，具体地，当网格数据状态帧中状态字段的状态信息为第一状态时，向第二数据端发送网格数据状态应答帧，此时说明第一数据端和第二数据端是继续后续数据交互的过程，当网格数据状态帧中状态字段的状态信息为第二状态时，第一数据端不作操作，此时说明第一数据端和第二数据端是不需要后续数据交互的过程。其中，网格数据状态应答帧结构具体如表4所示。84.表4网格数据状态响应帧结构85.帧类型命令字校验字86.需要说明的是，本实施例网格数据状态应答帧的结构不限于表4所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据状态应答帧的结构而定。87.本实施例将遥感数据的地面网格化处理计算需求上移到卫星端，利用卫星等存储系统丰富的计算与存储资源，在数据采集端就完成遥感数据的时空网格存储，利用空间网格编码、时间编码作为数据交互的统一形式，实现各数据端之间的交互。88.实施例二89.在上述实施例一的基础上，请参见图3，图3为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图，本发明实施例提供了一种时空网格化星载数据交互方法，应用于相互通信的第一数据端和第二数据端，时空网格化数据存储于第二数据端，在第二数据端进行星载数据交互方法时包括以下步骤：90.步骤1、接收由第一数据端发送的网格数据请求帧，网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码；91.步骤2、发送网格数据应答帧于第一数据端，网格数据应答帧包括时空网格化数据。92.具体而言，上述实施例一是第一数据端与第二数据端之间进行交互时，第一数据端的具体交互过程，本实施例是第一数据端与第二数据端之间进行交互时，第二数据端的具体交互过程。具体地，第二数据端接收第一数据端发送的网格数据请求帧，具体网格数据请求帧的结构如实施例一中表1所示，根据网格数据请求帧中的空间网格编码字段和时间编码字段，从第二数据端存储的时空网格化数据中查找到对应的遥感数据，并将该遥感数据封装于网格数据应答帧中发送于第一数据端，具体网格数据应答帧的结构如实施例一中表2所示。93.需要说明的是，本实施例网格数据请求帧不限于实施例一中表1所示，网格数据应答帧的结构不限于实施例一中表2所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据请求帧、网格数据应答帧的结构而定。94.本实施例提供的时空网格化星载数据交互方法，适用于多个卫星的交互处理，且在交互过程的时空网格化数据是预先存储在卫星上，利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于地面计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的处理过程，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求。95.进一步地，本实施例时空网格化星载数据交互方法在发送网格数据应答帧于第一数据端之前，还包括：96.请参见图4，图4为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互方法的流程示意图。其中，判断时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧匹配的空间网格编码和时间编码，若存在，则将网格数据状态帧中的状态信息设置为第一状态，若不存在，则将网格数据状态帧中状态信息设置为第二状态。97.具体而言，本实施例第二数据端接收到网格数据请求数据后，判断存储在第二数据端的时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧中匹配的空间网格编码字段和时间编码字段，若存在与网格数据请求帧中匹配的空间网格编码字段和时间编码字段，则说明时空网格化数据中存在第一数据端请求的数据，则将网格数据状态帧中的状态信息字段设置为第一状态，若不存在与网格数据请求帧中匹配的空间网格编码字段和时间编码字段，则说明时空网格化数据中不存在第一数据端请求的数据，则将网格数据状态帧中的状态信息字段设置为第二状态，从而通过网格数据状态帧保证数据处理的安全性、有效性。其中，具体网格数据状态帧的结构如实施例一中表3所示。98.进一步地，第二数据端发送网格数据状态帧于第一数据端。99.具体而言，本实施例将上述根据网格数据请求帧更新的网格数据状态帧发送于第一数据端。100.进一步地，第二数据端接收由第一数据端发送的网格数据状态应答帧。101.具体而言，本实施例第一数据端通过网格数据状态应答帧中的状态信息字段，决定第一数据端是否需要接收第二数据端的网格数据应答帧，从而减少第一数据端与第二数据端不必要的交互次数。其中，具体网格数据状态应答帧的结构如实施例一中表4所示。102.需要说明的是，本实施例网格数据状态帧不限于实施例一中表3所示，网格数据状态应答帧的结构不限于实施例一中表4所示，具体根据实际数据交互过程中网格数据状态帧、网格状态数据应答帧的结构而定。103.本实施例将遥感数据的地面网格化处理计算需求上移到卫星端，利用卫星等存储系统丰富的计算与存储资源，在数据采集端就完成遥感数据的时空网格存储，利用空间网格编码、时间编码作为数据交互的统一形式，实现各数据端之间的交互。104.实施例三105.在上述实施例一和实施例二的基础上，在星载数据交互过程中，时空网格化数据存储于第二数据端，具体地，请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法的流程示意图，采用空间网格编码和时间编码得到时空网格化数据并存储于第二数据端的过程包括如下步骤：106.步骤1、根据辅助数据对遥感数据进行预处理得到遥感数据的时空数据，时空数据包括时间数据和空间数据。107.具体而言，本实施例进行时空网格化数据存储时需要获取辅助数据，具体地辅助数据包括卫星的姿态、轨道、时间等。需要说明的是，不同场景辅助数据不同，具体根据场景实际情况而定。108.本实施例对遥感数据进行预处理目的是获得遥感数据覆盖的区域范围坐标，具体地根据卫星的轨道、姿态、时间等辅助数据，结合光学成像分系统中传感器的光路设计，完成对遥感数据的定位处理，形成遥感数据坐标位置等时空信息，具体地步骤1包括获取遥感数据的边界范围信息和预设像素点集的范围信息，根据辅助数据对遥感数据的边界范围信息进行计算得到第一位置信息，根据辅助数据对预设像素点集的范围信息进行计算得到第二位置信息，根据第一位置信息和第二位置信息得到遥感数据的空间数据：109.在遥感卫星数据空间数据定位中，坐标系统及其转换是空间定位算法的基础，整个定位过程中，主要是矩阵计算和浮点运算，基本没有循环计算，本实施例考虑到星上数据存储的效率，提出只计算遥感数据的覆盖范围信息，而不需要对遥感数据逐像素点进行计算，所以对于目前的星上存储处理而言，比较容易实现，且运算效率极高。但由于遥感数据幅面的不同，对于部分幅面较大的遥感数据，内部数据形变较大，仅根据数据覆盖范围的边界进行计算，而内部采用均匀内插容的方法会带来较大的定位误差，因此本实施例在通过对遥感数据的边界范围信息进行计算得到第一位置信息，同时对遥感数据中一些规则排列的像素点范围信息进行计算得到第二位置信息，即对遥感数据中预设像素点集的范围信息进行计算得到第二位置信息，由第一位置信息和第二位置信息共同定位遥感数据的空间数据，这样可以为后续遥感数据的空间网格化提供更加精确地位置参考。110.在遥感卫星数据时间数据定位中，时间系统及其转换是时间定位算法的基础，结合辅助数据中的时间信息得到遥感数据的时间数据。111.本实施例采用时空数据对遥感数据进行存储的方式，从而加强遥感数据时空的关联与多个卫星源数据的综合应用。112.步骤2、对遥感数据的空间数据进行第一编码处理得到第一空间网格编码。113.具体而言，本实施例首先对遥感数据的空间数据进行编码处理，具体地步骤2包括步骤2.1、步骤2.2、步骤2.3：114.步骤2.1、根据预设网格剖分方式对地球空间进行网格划分得到若干网格。115.具体而言，本实施例在空间网格编码中，首先按照预设网格剖分方式对地球的经纬度空间进行剖分得到若干网格。预设网格剖分方式包括预设剖分网格的层级，优选地预设剖分网格的层级为32级。在空间网格的编码过程中，采用不同长度的编码来表达不同层级的空间网格，编码越长表示网格越小，编码越短表示网格越大，编码的长度表示了空间网格的层级。其中，地球的经度方向和纬度方向上分别对应的网格数相同。116.本实施例预设网格剖分方式为地球表面空间网格与编码标准jb8896-2017，也可以为其他类型地球网格系统。117.步骤2.2、根据预设空间网格编码方式对若干网格进行第一编码处理得到每个网格对应的第二空间网格编码。118.具体而言，本实施例考虑到遥感星上硬件存储与处理的过程中，由于硬件处理往往都采用定长数据的特点，特别是针对遥感数据而言，不同分辨率、不同覆盖范围的遥感数据非常常见，必须使用不同尺度的网格来应对遥感数据的星上组织与存储，因此需要对变长的多尺度网格编码进行定长化。119.利用定长的整数编码表示多尺度信息的编码方式称为多尺度整数编码，即预设空间网格编码方式。多尺度整数编码的建立是以单尺度整数编码为基础，比如gjb8896-2017中的二进制一维编码，采用行列编码进行莫顿交叉得到单尺度整数编码，将单尺度整数编码值向左移一位，即可获得多尺度整数编码中的最大层级(第31层级)的编码值。其中，若网格的x、y坐标各取32bit，然后再转换成单尺度整数编码值，该值无法左移一位得到多尺度整数编码值，所以在单尺度整数编码方法中，网格的x、y坐标各取31bit，目的是为了留出2bit来记录尺度信息。120.请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中的多尺度网格编码方法的示意图。可见，本实施例第31层级中的整数编码值均为偶数，其它层级的编码值都是以此层级为基础而产生的，将第31层级中每相邻的4个整数编码值取平均值，即可得到第30层级的整数编码值，且为奇数，依次类推，如图6所示，即可得到共31级的整数编码值，形成一倒立的四叉树。121.根据上述多尺度网格整数编码的特点，以及地球空间的特性，可按照如下方式剖分地球网格：首先，对纬度空间进行扩展，以使纬度空间的空间范围与经度空间的空间范围一致，得到扩展后的经纬度空间；其次，按照上述倒立的四叉树方式，将扩展后的经纬度空间划分为预设网格剖分方式剖分的层级网格，得到多个网格；确定每个网格的坐标原点，对每个网格对应的坐标原点进行多尺度整数编码，得到各网格分别对应的第二空间网格编码。122.需要说明的是，实施例一和实施例二中，第一数据端的网格数据请求帧中的空间网格编码均也采用上述方法得到，保证与存储于第二数据端时空网格数据的空间网格编码的一致性。123.步骤2.3、从第二空间网格编码中获取遥感数据的空间数据对应的第一空间网格编码。124.具体而言，请参见图7、图8，图7为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中数据与网格之间的对应关系的示意图，图8为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中网格与遥感数据覆盖区域之间的空间关系的示意图。本实施例通过使用少量且最接近遥感数据范围的网格及其第二空间网格编码与该遥感数据进行关联，使得遥感数据的存储工作变成根据第二空间网格编码的存储。由于多源遥感数据(不同类型、不同等级)具有不同的尺度、位置与覆盖范围，而地球剖分网格是刚性的多尺度(定多尺度)网格框架，因此存在两者之间不能完整的对应的情况，如图7中a～f代表的遥感数据，分别与各个层级的地球剖分网格之间对应的情况。多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域的空间关系如图8所示，由图8可看出，遥感数据覆盖区域70被最低层级的地球剖分网格71包含，遥感数据覆盖区域70包含地球剖分网格a，遥感数据覆盖区域70与地球剖分网格b相交，遥感数据覆盖区域70与地球剖分网格c相离，可见，地球剖分网格与遥感数据覆盖区域之间的空间关系可包括以下四种：地球剖分网格包含遥感数据、地球剖分网格被遥感数据包含、地球剖分网格与遥感数据相交、地球剖分网格与遥感数据相离，分别简称为包含、被包含、相交、相离。依据上述分析，本实施例采用自顶向下逐级判断地球剖分网格与遥感数据覆盖区域的空间关系，来实现遥感数据的网格化关联，即遥感数据与第二空间网格编码的关联，且其关联编码结果需满足以下三个限定条件：网格化后编码层级下限nmin、网格化后编码层级上限nmax、网格化后编码数量上限smax，通过上述三个限定条件，用户可根据遥感数据具体情况来调节网格化关联结果，以得最优结果，即找到遥感数据与第二空间网格编码的关联结果，记为第一空间网格编码。125.步骤3、对遥感数据的时间数据进行第二编码处理得到时间编码。126.具体而言，为了统一规范遥感数据时间格式，以及提高存储效率，本实施例根据预设时间网格编码方式对遥感数据的时间数据进行第二编码处理得到时间编码。目前在遥感数据的存储过程中，时间信息通常以时间戳和字符串的形式被存储，且形式繁多。本实施例将各类形式的遥感数据的时间信息转换为多尺度时间编码(编码层级为第63级，足够精确表达遥感数据的时间信息)。本实施例时间信息的转换过程具体包括：将时间戳/字符串time分解为常见时间尺度的整数计数，分别为年(a)、月(b)、日(c)、时(d)、分(e)、秒(f)、毫秒(g)、微秒(h)，将a转换为17bit二进制数，b转换为4bit二进制数，c和d转换为5bit二进制数，e和f转换为6bit二进制数，g和h转换为10bit二进制数，每个二进制数高位用0补齐，将a～h对应的二进制数在位域上进行连接，即可得到time对应的单尺度时间编码，将该单尺度时间编码值向左移一位，即可求得第63层级多尺度时间编码，该多尺度时间编码即为本实施例最终的时间编码。127.请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中时间编码转换方法的示意图，例如遥感数据的时间信息为：年(a)：2018、月(b):10、日(c):1、小时(d)：13、分(e):30、秒(f):29、毫秒(g)：300、微秒(h):0；对该时间信息进行上述规则进行二进制转换后得到：年(a)：00000011111100010、月(b):1010、日(c):0001、小时(d)：01101、分(e):011110、秒(f):011101、毫秒(g)：0100101100、微秒(h):0000000000；将上述二进制码值进行拼接后，得到遥感数据的时间信息所对应的单尺度时间编码值为：71024248425328640；再将所得到的单尺度时间编码值左移一位，即可得到第63层级的多尺度时间编码值为：142048496850657280，即该遥感数据的时间编码为：142048496850657280。128.需要说明的是，实施例一和实施例二中，第一数据端的网格数据请求帧中的时间编码均也采用上述方法得到，保证与存储于第二数据端时空网格数据的时间编码的一致性。129.步骤4、根据第一空间网格编码和时间编码对遥感数据进行索引处理得到时空网格化遥感数据。130.具体而言，本实施例摒弃了传统的单一数据索引表方式，而采用数据索引表结合网格编码索引表的方式，建立遥感数据的星上存储，具体步骤4包括步骤4.1、步骤4.2、步骤4.3：131.步骤4.1、根据第一空间网格编码、时间编码构建遥感数据的数据索引表。132.具体而言，本实施例数据索引表(dataindextable，简称dit)用于对遥感数据的索引，数据索引表包括遥感数据的标识imageid、遥感数据的时间编码timecode、遥感数据的关联第一空间网格编码集合gridcodeset、遥感数据的物理存储空间imageaddress，具体地：133.遥感数据的标识imageid：数据类型为整数，作为数据索引表dit的主键，并设置为自增，用于遥感数据的标识，目的是为了统一标识遥感数据，提高遥感数据标识的存储效率；134.遥感数据的时间编码timecode：数据类型为64位无符号整数，用于记录遥感数据的获取时间，用于建立时间索引，目的是为了统一时间格式和提高存储效率；135.遥感数据的关联第一空间网格编码集合gridcodeset：数据类型为64位无符号整数数组，用于记录遥感数据对应的关联第一空间网格编码集合；136.遥感数据的物理存储空间imageaddress：表示遥感数据物理存储空间的地址。137.需要说明的是，在实际应用中，数据索引表dit中的字段还可根据需要增加其他相关字段，本实施例增加了遥感数据的物理存储空间imageaddress字段。138.步骤4.2、根据第二空间网格编码构建遥感数据的网格编码索引表。139.具体而言，本实施例建立遥感数据的网格化索引表(gridcodeindextable，简称gcit)，用于遥感数据的空间网格索引，目的是为了将二维的遥感数据空间索引转换为一维网格编码索引，表示由第二空间网格编码形成一维编码索引表，从而提高遥感数据索引的构建，实现快速的遥感数据存储。其中，网格编码索引表包括第二空间网格编码codeindex、遥感数据的标识集imageidset、遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset，具体地：140.第二空间网格编码codeindex：地球剖分网格编码，是网格化索引表gcit的主键，可建立一维网格编码索引，地球剖分网格编码是对地球的经纬度空间进行剖分后得到的各网格所对应的编码值；141.遥感数据的标识集imageidset：遥感数据的标识imageid组成的集合，表示对应网格所覆盖遥感数据的整型标识集合，该字段以二进制形式存储，使得遥感数据的标识imageid的拼接与拆分具有高效性，以保证存储的效率；142.遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset：网格节点对应遥感数据像素点坐标逻辑映射集合，表示第二空间网格编码codeindex对应网格的四个角点，在遥感数据的标识集imageidset中每一幅遥感数据中的像素点坐标，当在遥感数据内部时为正，在遥感数据外部时为负，每一幅遥感图像采用128bit存储(16bit×2×4)，该字段以二进制形式存储，使得遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset的拼接与拆分具有高效性，以保证存储的效率。143.实际情况中，由于遥感数据几何精度不够，可能带来无法与空间网格框架之间无缝对接，因此，请参见图10，图10为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中冗余存储方法的示意图，本实施例使用冗余存储方法，即空间网格中存储内容包括：确定性的数据 冗余部分数据(数据精度的不确定性部分)，在网格角点与遥感数据像素点坐标对应的时候，上下左右四个网格角点在像素坐标的基础上分别外扩δ，δ＝遥感数据几何定位精度(数据冗余)，以此保证遥感数据不会发生信息的遗漏。144.需要说明的是，在实际应用中，网格化索引表gcit中的字段还可根据需要增加其他相关字段，本实施例增加了遥感数据的逻辑映射集合nodecoordset字段。145.步骤4.3、根据数据索引表和网格编码索引表对遥感数据进行索引处理得到时空网格化遥感数据。146.具体而言，本实施例首先通过上述步骤2、步骤3获取了遥感数据的第一空间网格编码和时间编码，然后通过步骤4.1、步骤4.2构建数据索引表和网格编码索引表，对遥感数据进行索引管理。请参见图11，图11为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中构建网格化索引表gcit的流程示意图，具体构建网格化索引表gcit包括：依据数据索引表dit确定每条遥感数据在网格化关联中的限制条件，逐条计算数据索引表dit中遥感数据对应的第二空间网格编码girdecodeset，然后依据第二空间网格编码girdecodeset在网格编码索引表gcit中插入该遥感数据，对网格编码索引表gcit中的第二空间网格编码codeindex字段进行排序，建立该遥感数据的一维网格编码索引，得到时空网格化遥感数据，该时空网格化遥感数据表示关联到某一具体的第一空间网格编码网格和某一具体时段的遥感数据。147.网格编码索引表gcit创建完成后，还可对其进行更新，具体地网格编码索引表gcit的更新与否，取决于数据索引表dit中遥感数据是否变动。当数据索引表dit中插入遥感数据时，若插入的遥感数据量较大，则重新构建一次网格编码索引表gcit，否则按照构建网格编码索引表gcit的方法，将新的遥感数据插入网格编码索引表gcit即可；当数据索引表dit删除数据，若删除的遥感数据量较大则重新构建一次网格编码索引表gcit，否则按照构建网格编码索引表gcit的方法，将遥感数据从网格编码索引表gcit中删除即可。采取上述策略的原因在于：当有较大规模遥感数据插入和删除时，其效率低于重新构建网格编码索引表gcit的效率。148.本实施例通过将所有对地观测数据按照时空网格方式进行组织和存储，通过上述数据索引表和网格编码索引表将所有的对地观测数据都关联到某一具体的网格和某一具体时段，因此，利用全球网格的规则一致性、标识唯一性、编码整型性和尺度多样性来实现对遥感数据的快速储存处理与应用。149.步骤5、对时空网格化遥感数据进行星上映射存储处理，以实现遥感数据在星上的存储。150.具体而言，请参见图12，图12为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据存储方法中遥感数据与网格编码与星上存储空间的映射关系示意图。本实施例根据上述步骤4得到遥感数据与第一空间网格编码和时间编码对应的时空网格化遥感数据。而对于时空网格化遥感数据在卫星上存储空间采用“簇”作为单元管理整个存储空间，并且“簇”的分配并非预先固定分配方式，而是动态按需分配与回收。遥感数据覆盖的网格范围可得到对应的第一空间网格编码集合，对于不同的第一空间网格编码的遥感数据可以被映射到一系列不同的“簇”单元中，从而建立第一空间网格编码与卫星上存储空间的关联，比如第一空间网格编码1，其在星上对应的“簇”单元包括存储空间簇0、存储空间簇1、……、存储空间簇l，第一空间网格编码2，其在星上对应的“簇”单元包括存储空间簇l 1、存储空间簇l 2、……、存储空间簇，依次类推，直到最后第一空间网格编码，其包括星上对应最大的存储空间簇max。其中，n为遥感数据的第一空间网格编码数目，n为大于0的整数，l、n、m分别为不同第一空间网格编码在星上的空间存储簇情况，本实施例n大于m，m为大于0的整数，动态按需分配与回收“簇”的大小与遥感数据写入存储空间簇的速度、存储空间缓冲区大小，以及存储单元的组织有关，具体根据实际场景而决定。151.进一步地，本实施例在步骤1之前，对遥感数据和辅助数据进行同步处理得到同步后的遥感数据和辅助数据。152.具体而言，由于网格信息计算依赖于卫星的辅助数据(姿态、轨道、时间等)，而目前大部分卫星的辅助数据和遥感数据是分别被传输到地面进行相关处理的。而本技术采用星上进行网格信息处理，则需要在卫星上当收到卫星的星载传感器数据采集指令后，存储系统按照如下步骤响应指令，实现卫星的辅助数据和遥感数据同步，请参见图13，图13为本发明实施例提供的遥感数据与辅助数据进行信号同步的流程示意图，具体地本实施例以遥感卫星光学载荷应用为例：假设在t1时刻存储板收到启动相机进行记录的指令，存储主控板板会等到下一次秒脉冲到来时在启动相机，也就是图13中的t2时刻，这里会产生一个延迟t′；当在t2时刻配置完相机后，相机数据到达存储板还会有一个延迟t〞，也就是在t3时刻存储板才会看到相机数据，并且将t2时刻收到的卫星姿态轨道等辅助信息与相机数据一起按照约定好的帧格式存储起来；每次拍照得到的卫星姿态轨道等辅助数据与相机数据会有一个固定的延迟t〞，但是由于相机的成像时延是已知的，所以卫星姿态轨道等辅助数据每次仅会和相机数据相差一个固定时延t〞，从而通过这样一个固定时延t〞的同步处理得到同步后的遥感数据(相机数据)和卫星姿态轨道等辅助数据，从而保证通过卫星姿态轨道等辅助数据计算的网格数据与遥感数据具有相关性。153.综上所述，本实施例提供的时空网格化数据生成方法，适用于多个卫星的存储处理，一方面多个卫星具备一致性的存储模型，另一方面能在卫星上直接快速的进行存储处理，从而满足遥感数据对地观测的实时性要求；本实施例在遥感数据采集端引入了统一的存储系统，将遥感数据的存储处理推到了最前端，让计算更接近数据的源头，一定程度上释放了目前遥感数据需要先收集到地面再处理对地面数据中心资源的压力，同时使天地间、卫星与卫星间数据的交互具有了统一的接口，打破了旧的烟囱式信息孤岛局面，形成了与用户独立的遥感网格化存储池，使得数据不是直接为用户服务，而是先进行网格化组织与存储，网格化的存储池作为面向用户的服务源头，将遥感数据的服务虚拟化，用户不再关心数据的来源与种类，虚拟池只需要提供给用户他满意的数据服务即可，彻底从传统的产品服务的方式向数据服务的方式进行转变；通过充分利用星载存储系统的计算能力和存储资源，可以大幅度减少由于计算产生的数据搬移以及缩短了计算路径，加速了遥感数据的存储处理过程；本实施例提供的时空网格化编码代数库的硬件模块，用户可以直接通过二次开发的方式定制时空网格化的应用，且基于网格化的存储，可以实现直接在硬件层面构建存储设备，脱离操作系统和数据库，为形成定制化、轻小型、快速高效的数据方仓提供了技术储备。154.实施例四155.在上述实施例三的基础上，请参见图14a～c为本发明实施例提供的三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图，图15a～c为本发明实施例提供的另一种三种场景下的时空网格化星载数据交互示意图，本实施例在上述实施例的基础上以三种具体场景说明本实施例时空网格化星载数据交互：156.图14a、图15a为本实施例提供的卫星与地面的时空网格化星载数据交互，以图14a、图15a为例，可见，本实施例地面为第一数据端，卫星为第二数据端，时空网格化数据预先存储于卫星(第二数据端)上，具体卫星上的时空网格数据的具体存储过程如实施例三所述，地面发送网格数据请求帧，该网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码，卫星接收该网格数据请求帧，并从中解析出空间网格编码和时间编码，并与时空网格化数据进行匹配找出与该空间网格编码和时间编码匹配的时空网格化子数据(遥感数据)，若存在匹配的时空网格化子数据，则发送网格数据状态帧于地面，地面根据该网格数据状态帧中的状态信息决定是否需要接收卫星发送的网格数据应答帧，若地面同意接收网格数据应答帧，则发送网格数据状态应答帧于卫星，卫星接收到该网格数据状态应答帧后发送网格数据应答帧于地面，地面从网格数据应答帧中解析出时空网格化子数据，以完成一次时空网格化子数据交互，依次进行上述步骤，完成整个时空格化数据的交互。其中，地面的空间网格编码和时间编码采用与卫星时空网格化数据存储过程中的空间网格编码和时间编码一致的编码方式，具体编码如实施例三步骤2和步骤3所述。157.其中，请参见图16，图16为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互方法中时空网格数据查找示意图，对于找出与空间网格编码和时间编码匹配的时空网格化子数据(遥感数据)包括：158.(1)输入查找参数：输入查找区域和时间范围(起始、终止时间)。159.(2)空间查找：根据(1)输入的查找区域，利用空间查找方法(如下所述)，计算空间查找结果result1。160.(3)时间编码转换：根据(1)输入的起始、终止时间，利用多尺度时间段的整数编码方法，计算对应时间编码timecodestart、timecodeend。161.(4)时间编码查找：若在数据索引表dit表中result1(i)对应时间编码为timecode(i)，result1中满足条件(timecode(i)∈[timecodestart,timecodeend])的所有元素构成的集合，即为时空查找结果。[0162](5)输出查找结果：输出(4)中时空查找结果对应的时空网格数据，即找出了本实施例与空间网格编码和时间编码匹配的时空网格化子数据(遥感数据)。[0163]本实施例遥感数据的时空查找是在空间查找方法的基础上完成，根据用户查找区域和时间范围，计算相对应的空间网格编码范围和时间编码范围，遍历网格编码范围内每一个网格编码的索引列表的遥感数据子单元信息，获取遥感数据的时空查询结果，从而确定交互过程中的时空网格数据(遥感数据)。[0164]请参见图17，图17为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互方法中空间网格数据查找示意图，通过上述实施例三可知，多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域的空间关系包括：多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域既不相交也不相互包含、多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域相交、多尺度地球剖分网格包含遥感数据覆盖区域、遥感数据覆盖区域包含多尺度地球剖分网格。因此，本实施例多尺度地球剖分网格与遥感数据覆盖区域网格化后存在三种关系：二者网格相离、多尺度地球剖分网格是遥感数据覆盖区域的父单元、遥感数据覆盖区域是多尺度地球剖分网格的子单元，则本实施例提出了一种空间查找方法如下所述：[0165](1)输入查找区域(遥感数据覆盖区域)：输入查找区域的边界矢量坐标数据，查找区域可以为任意多边形，或输入目标点坐标数据，坐标数据类型为经纬度坐标。[0166](2)查找区域第一次网格化：根据(1)输入的坐标数据，利用多边形区域网格化方法，计算查找区域的第一次网格化编码结果s1。[0167](3)网格化索引表gcit第一次查找：根据(2)计算得到的s1，利用编码子单元计算方法，计算s1(i)对应的子区间范围，然后在网格化索引表gcit(codeindex字段)中查找属于该子区间范围的编码集合o1(i)；重复上述操作直至遍历s1，得到网格化索引表gcit第一次查找编码集合结果o1。[0168](4)查找区域第二次网格化(其编码集合为s2)：根据(2)计算得到的s1，利用编码父单元计算方法，计算s1中所有编码的父单元(所在层级为遥感数据网格化时的最小层级)编码，删除重复编码，即可求得查找遥感数据覆盖区域的第二次网格化编码结果s2。[0169](5)网格化索引表gcit第二次查找：采用(2)相同方法，遍历s2得到编码集合再利用子/父单元计算方法，将编码集合中满足条件(s1中至少有一个属于编码集合的子单元)存入编码集合o2，即为网格化索引表gcit的第二次查找结果。[0170](6)查找遥感数据的标识imageid：依据编码集合o1和编码集合o2中编码值，在(遥感数据的标识集imageidset字段)中提取对应的二进制数据，然后拆解成遥感数据的标识imageid集合(该过程可以采用多线程以提高效率)，删除重复值即可得到符合查找条件的遥感数据的标识imageid集合。[0171](7)输出查找结果：输出符合查找条件的遥感数据的标识imageid集合即为上述空间查找结果result1。[0172]本实施例网格化索引表gcit中归属同一网格编码单元的遥感数据子单元含有遥感数据归属的标识imageid信息，遍历所有网格编码的所有遥感数据子单元，就可以查找属于该遥感数据的标识imageid集合，实现简单。[0173]本实施例网格化索引表gcit基于网格创建，具有天然优势，可以根据用户请求的空间网格编码、时间编码快速查找该网格点不同时刻的遥感数据子单元信息。[0174]同理，图14b、图15b为本实施例提供的无人机与地面的时空网格化星载数据交互，可见，本实施例地面为第一数据端，无人机为第二数据端，具体如上卫星与地面的交互过程，在此不再进行重复描述。[0175]同理，图14c、图15c为本实施例提供的无人机与地面的时空网格化星载数据交互，可见，本实施例无人机为第一数据端，卫星为第二数据端，具体如上述卫星与地面、无人机与地面的交互过程，在此不再进行重复描述。[0176]本实施例提供的三种场景下的时空网格化星载数据交互，可以执行上述实施例一、实施例二、实施例三，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。[0177]需要说明的是，本实施例卫星与地面、无人机与地面、无人机与卫星的交互，只是作为一实施例加以说明，本实施例时空网格化星载数据交互并不局限于这三种场景，既可以实现一对一的上述交互过程，也可以实现一对多的上述交互，任何满足上述交互过程的场景均属于本技术保护的范围。[0178]实施例五[0179]在上述实施例四的基础上，请参见图18、图19，图18为本发明实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图，图19为本发明实施例提供的另一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图。本实施例提供了一种时空网格化星载数据交互装置，该装置包括：[0180]第一数据发送模块，用于发送网格数据请求帧于第二数据端，网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码。[0181]第一数据接收模块，用于接收由第二数据端发送的网格数据应答帧，从网格数据应答帧中解析出时空网格化数据。[0182]进一步地，本实施例提供的时空网格化星载数据交互装置还包括：[0183]第二数据接收模块，用于接收由第二数据端发送的网格数据状态帧。[0184]第一数据处理模块，用于判断网格数据状态帧中的状态信息，若状态信息为第一状态，则发送网格数据状态应答帧于第二数据端，若状态信息为第二状态，则不作操作。[0185]本实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置，可以执行上述实施例一、实施例二、实施例三、实施例四，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。[0186]实施例六[0187]在上述实施例五的基础上，请参见图20、图21，图20为本发明实施例提供的再一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图，图21为本发明实施例提供的又一种时空网格化星载数据交互装置的结构示意图。本实施例提供了一种时空网格化星载数据交互装置，该装置包括：[0188]第三数据接收模块，用于接收由第一数据端发送的网格数据请求帧，网格数据请求帧包括空间网格编码和时间编码。[0189]第二数据发送模块，用于发送网格数据应答帧于第一数据端，网格数据应答帧包括时空网格化数据。[0190]进一步地，本实施例提供的时空网格化星载数据交互装置还包括：[0191]第二数据处理模块，用于判断时空网格化数据是否存在与网格数据请求帧匹配的空间网格编码和时间编码，若存在，则将网格数据状态帧中状态信息字段设置为第一状态，若不存在，则将网格数据状态帧中状态信息字段设置为第二状态。[0192]第三数据发送模块，用于发送网格数据状态帧于第一数据端。[0193]第四数据接收模块，用于接收由第一数据端发送的网格数据状态应答帧。[0194]本实施例提供的一种时空网格化星载数据交互装置，可以执行上述实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。[0195]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术邻域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
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