合作在线计算与结果交付

面向跨机构协作场景的在线计算:统一接入、并行执行、与可下载交付

一条链路完成“请求 → 计算 → 汇聚 → 交付”

用户提交包含地理范围、时间窗口与指标需求的计算请求后,系统会将请求统一接入并进行缓冲排队, 再由弹性并行算力执行任务。计算过程中按需读取多类栅格数据产品,定期进行阶段性汇聚与质量检查, 任务完成后自动生成结果包与下载交付链接,形成可追溯的科研交付闭环。

在线接入
统一提交与校验
并行计算
弹性调度与扩展
结果交付
自动汇聚与下载

技术路径

以“在线接入—缓冲排队—并行执行—阶段汇聚—结果交付”为主线,形成可扩展的跨机构在线计算闭环。

跨机构在线计算与结果交付技术路径

面向地理信息计算请求,通过“接入层与计算层解耦 + 统一数据访问 + 弹性并行执行”的链路, 支持连续栅格统计与分类栅格占比统计,并在任务完成后自动生成结果包与可下载交付链接。

Request → Compute → Deliver
  1. 请求接入
    Step 01
    提交范围/时间/指标/参数
  2. 缓冲排队
    Step 02
    统一排队与节奏控制
  3. 并行执行
    Step 03
    分片处理与弹性扩展
  4. 统一数据访问
    Step 04
    按需加载多类数据产品
  5. 阶段汇聚
    Step 05
    定时汇聚与质量检查
  6. 结果交付
    Step 06
    自动打包产物与生成下载链接
连续栅格
支持均值、汇总等统计计算,产出空间聚合结果与对比分析指标。
MeanSumMin/MaxStd
分类栅格
支持类别占比/面积统计与主题提取,适配土地覆盖、建成区等分类产品。
Class%AreaTheme
设计要点
接入层与计算层解耦、数据访问统一抽象、任务分片并行与阶段性汇聚,使服务可扩展、可控且易于跨机构协作。

数据产品底座

统一的数据产品目录与访问方式,支撑“数据产品—指标计算—结果交付”的一体化闭环。

数据产品与指标计算能力

计算任务可按需加载不同数据产品进行统计与分析;针对连续栅格与分类栅格提供不同统计口径, 并将结果以结构化产物 + 下载链接方式交付。

6 个产品
地形高程 示例图
地形高程
ASTER GDEM v2 (ASTGTM V002)
均值统计(Mean)

全球 30m 级数字高程模型,适用于坡度/流域地形/城市扩张与环境约束分析。

覆盖83°N–83°S(陆地)分辨率≈30m格式GeoTIFF 瓦片
数据来源 / 引用
1
展开详情
本数据集为 ASTER 全球数字高程模型第二版(ASTGTM V002),由 NASA 与日本经济产业省(METI)联合研制。数据基于 ASTER 立体影像生成,覆盖北纬 83° 至南纬 83° 的全球陆地区域,以 1 角秒(约 30 米)分辨率提供 1°×1° 瓦片化 GeoTIFF 高程数据,采用 WGS84 坐标系并参考 EGM96 大地水准面。
地表覆盖 示例图
地表覆盖
ESA WorldCover 10m 2021 v200
分类统计(Class)

10m 全球土地覆盖分类图,适合做类别占比、空间分布与对比分析。

年份2021分辨率10m类别11
水体农田林地草地建成区冰雪
数据来源 / 引用
2
  • 网页ESA WorldCover 2021 官方页面
  • 论文Zanaga, D., Van De Kerchove, R., Daems, D., De Keersmaecker, W., Brockmann, C., Kirches, G., Wevers, J., Cartus, O., Santoro, M., Fritz, S., Lesiv, M., Herold, M., Tsendbazar, N.E., Xu, P., Ramoino, F., Arino, O., 2022. ESA WorldCover 10 m 2021 v200.
展开详情
欧洲空间局 (ESA) WorldCover 10 m 2021 产品基于 Sentinel-1 和 Sentinel-2 数据,提供 2021 年全球土地覆盖地图,分辨率为 10 米。产品包含 11 个地表覆盖类别,在 ESA EOEP-5 框架内生成。
土壤湿度 示例图
土壤湿度
Surface Soil Moisture (1km, 2000–2020)
均值统计(Mean)

日尺度长序列 1km 表层土壤湿度,可用于干旱/水文/农业水分管理。

时间2000–2020(日)分辨率1km方法RF 下分
数据来源 / 引用
1
  • 论文Zheng C, Jia L, Zhao T. A 21-year dataset (2000–2020) of gap-free global daily surface soil moisture at 1-km grid resolution[J]. Scientific Data, 2023, 10(1): 139.
展开详情
该全球1-km表层土壤湿度(SSM)数据集提供 2000–2020 年日尺度土壤湿度信息。基于 ESA-CCI 0.25° 合成产品,通过缺失填补与随机森林下分生成,并结合 ERA5、ISMN 观测等辅助数据提高连续性与精度。
夜间灯光 示例图
夜间灯光
VIIRS Nighttime Light (Annual)
汇总统计(Sum)

反映夜间人类活动与城市化强度的典型 proxy,适合经济活跃度与发展强度分析。

类型年度合成用途活动强度 proxy
数据来源 / 引用
4
  • 网页EOG VIIRS Nighttime Lights 产品页
  • 论文Elvidge, C. D., Baugh, K. E., Zhizhin, M., & Hsu, F.-C. “Why VIIRS data are superior to DMSP for mapping nighttime lights,” Asia-Pacific Advanced Network 35, 62, 2013.
  • 论文Elvidge, C. D., Baugh, K., Zhizhin, M., Hsu, F.-C., & Ghosh, T. “VIIRS night-time lights,” International Journal of Remote Sensing, 38, 5860–5879, 2017.
  • 论文Elvidge, C. D., Zhizhin, M., Ghosh, T., Hsu, F.-C. “Annual time series of global VIIRS nighttime lights derived from monthly averages: 2012 to 2019,” Remote Sensing, 13(5), 922, 2021.
展开详情
年度全球 VIIRS 夜间灯光数据基于逐月无云平均辐射数据生成,剔除太阳/月光及多云像素,并通过多月中值与阈值策略抑制异常值与火点干扰,提取稳定夜光信号。
聚居/建成区 示例图
聚居/建成区
World Settlement Footprint (10m, 2019)
分类统计(Class)

10m 人类定居区二值掩膜,适合城市边界刻画、建成区识别与扩张分析。

年份2019分辨率10m
建成区掩膜
数据来源 / 引用
1
展开详情
WSF 2019 是全球 10m 分辨率人类定居区二值掩膜数据集,基于 2019 年多时相 Sentinel-1/2 影像生成,结合时序指标与随机森林分类,并通过辅助数据后处理降低误差。
人口分布 示例图
人口分布
WorldPop (≈100m)
均值统计(Mean)

高分辨率人口栅格估计,适合暴露度评估、资源配置与人口变化监测。

分辨率≈100m方法普查 + ML 栅格化
数据来源 / 引用
1
展开详情
WorldPop 提供全球高分辨率(约 100×100 米)人口分布估计,基于人口普查信息与随机森林等方法将人口分配到网格,并可提供按年龄/性别细分的栅格产品。
典型输入
Geometry + Time + Metrics
地理范围:多边形/行政区/网格时间窗口:起止日期/年度指标选择:Mean/Sum/Class%统计方式:分辨率/投影/掩膜输出:表格/GeoTIFF/矢量统计

输入被标准化后进入统一排队与并行执行流程,结果在阶段性汇聚完成后自动打包并生成可下载交付链接。

示范应用创新点

01

跨区域的在线计算服务功能

支持跨机构、跨区域的在线计算协作模式:通过统一接口提交请求、统一排队与统一调度, 在弹性并行算力上完成分布式计算,并以可下载交付的方式输出结果,实现协作计算的“端到端闭环”。

统一接入
标准化请求格式与校验
弹性并行
按负载自动扩展与分片
可追溯交付
过程记录与结果可复现
02

将地理数据产品与定制计算进行连接

将数据产品目录、计算指标与交付模板打通:用户可围绕研究问题选择数据产品与统计方式, 系统自动完成数据读取、计算与汇聚,最终产出结构化结果与下载交付链接,让数据产品真正“可算、可用、可交付”。

产品驱动
按需选择多类数据产品参与计算。
计算即服务
以在线服务方式输出可复用结果。

示范应用成效

示例落地:广州实验室协作在线计算与结果交付

6
数据产品
0
计算任务
0
结果子项

通过示范应用场景验证了跨机构在线计算的可用性与可扩展性:请求可统一接入并排队处理, 计算可并行执行并持续汇聚,最终以下载链接形式交付结构化结果包,为协作研究与决策分析提供可复用的计算服务能力。

交付内容
结果数据包(按请求范围与指标生成)
关键统计摘要(便于快速判读)
元数据与参数记录(便于复现与审计)
下载交付链接(统一交付入口)
适用场景
跨区域指标统计与对比分析
地表覆盖/聚居等主题分布统计
环境与人类活动相关性研究
模型输入栅格的批量生成与交付

合作交流

需求共建与流程联调

围绕协作计算场景,支持对接方从需求定义、参数规范到结果格式的端到端联调, 形成可复用的请求模板与交付规范,降低多方协作成本。

典型协作内容:

请求参数规范与校验规则
指标/产品选择与结果口径
交付格式与元数据标准
结果复现与审计记录

成果共享与能力复用

将高频计算指标、主题统计与交付模板沉淀为可复用能力, 支持在不同区域与不同研究方向快速复用,提升协作效率与成果产出速度。

能力沉淀方向:

指标模板化(可配置、可组合)
结果产品化(可下载、可引用)
流程标准化(可追溯、可复现)
资源弹性化(可扩展、可保障)

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