Система управления и аналитики данных изображений (Windows/Linux)

Шаблон системы управления и аналитики данных изображений обычно развертывается в Windows и Linux с помощью программного обеспечения ArcGIS Enterprise на Windows и Linux.

ArcGIS Enterprise для Windows и Linux включает в себя несколько компонентов, которые охватывают уровни данных, сервисов/логики и представления и работают вместе, чтобы обеспечить целостную систему. ArcGIS Enterprise на Windows и Linux полностью поддерживается виртуальными средами (под управлением поддерживаемой операционной системы), а также облачными провайдерами, использующими виртуальные компьютеры, отвечающие системным требованиям. Esri также предоставляет инструменты развертывания для облачных платформ, включая Amazon Web Services (AWS) и Microsoft Azure.

Сопутствующие ресурсы:

• ArcGIS Enterprise на Windows и Linux (Ресурсы)
• Системные требования ArcGIS Enterprise для Windows
• Системные требования ArcGIS Enterprise на Linux
• Веб-сайт рабочих процессов изображений ArcGIS, предоставляющий подробные пошаговые руководства по ключевым рабочим процессам обработки изображений в продуктах ArcGIS

Базовая архитектура

Ниже приведена типичная базовая архитектура для системы редактирования и управления данными изображений, построенной на Windows и Linux. Эта схема основана на концептуальной обзорной диаграмме, приведенной в разделе Обзор данного системного шаблона.

Эту схему не следует принимать как она есть и использовать в качестве прототипа для вашей системы. Есть множество важных факторов и вариантов дизайна, которые следует учитывать при проектировании системы. Дополнительные сведения см. в разделе Использование системных шаблонов. Кроме того, на приведенной ниже схеме представлены только базовые возможности системы; при предоставлении расширенных возможностей могут потребоваться дополнительные компоненты системы.

Представленные выше возможности отражают те, которые доступны на июль 2025 года.

Вот ключевые компоненты этой архитектуры:

• Данные изображений (различных типов), хранящиеся в хранилище объектов, на файловых серверах и в других источниках. Определение данных изображений в этом шаблоне широкое и включает традиционные растровые изображения, собранные с воздушных, беспилотных и спутниковых платформ, лидарные и другие типы трехмерных данных, ориентированные изображения, а также многомерные и научные наборы данных. Хранилище объектов особенно актуально для этой системы, поскольку оно часто используется в качестве экономичной системы хранения для очень больших объемов изображений, которые могут хорошо работать при оптимизации для этого типа хранения.
• Базовое развертывание ArcGIS Enterprise, включая ArcGIS Data Store, ArcGIS Server и Portal for ArcGIS. Компонент ArcGIS Web Adaptor в ArcGIS Enterprise также рекомендуется использовать, а в некоторых ситуациях он может оказаться обязательным. Это базовое развертывание предоставляет ключевые возможности, связанные с публикацией, совместным использованием и созданием настраиваемых веб-приложений для пользователей этой системы.
• Несколько интегрированных сайтов ArcGIS Server с ролью ArcGIS Image Server. Эти сайты Image Server выступают в качестве сервера размещения изображений и сервера аналитики растров, предоставляя возможности, связанные с размещением изображений и аналитикой. Серверы изображений, предоставляющие эти сервисы, представлены как компонент этой системы, логически отличный от ArcGIS Server, который предоставляет размещенные и служебные сервисы (и завершает базовое развертывание, описанное выше). Это связано с тем, что они играют разные роли в системе и часто разрабатываются и развертываются отдельно на физическом уровне. Узнайте больше о настройке ArcGIS Image Server с базовым развертыванием ArcGIS Enterprise.
• Есть несколько приложений, обычно используемых в этом шаблоне для различных целей. К ним относятся ArcGIS Pro (настольная версия), ArcGIS Experience Builder (веб-версия) и ArcGIS Field Maps (нативное). Веб-сайт ArcGIS Portal, Map Viewer и Scene Viewer используются для взаимодействия с данными изображений, их настройки и анализа. Python Notebooks, которые запускаются в пользовательской среде, ArcGIS Notebook Server или ArcGIS Pro, используются для работы с данными изображений, их визуализации и анализа, а ArcGIS Reality предоставляет полный набор инструментов для обработки данных в реальном времени. Узнайте больше о приложениях, используемых в системе управления и аналитики данных изображений.

Вот ключевые взаимодействия в этой архитектуре:

1. Клиентские приложения взаимодействуют с сервисами изображений, 3D-сервисами, векторными данными и ориентированными изображениями через веб-сервисы на основе HTTPS, обычно через REST API без отслеживания состояния. Этот шаблон в первую очередь позволяет считывать и просматривать данные, но также позволяет выполнять аналитические функции через веб-сервисы и операции на стороне клиента.
2. Сервисы изображений публикуются динамически на основе данных изображений, хранящихся в хранилище объектов или файловых системах. Шаблон публикации данных изображений оставляет данные в состоянии покоя, без копирования или перемещения данных на сервер для отображения.
3. Аналитика также оперирует исходными данными, не перемещая их в новое место. Аналитические результаты могут быть сессионными и кратковременными или сохраняться обратно в хранилище объектов, зарегистрированное как облачное хранилище.
4. 3D-сервисы обычно подготавливаются в ArcGIS Pro, а затем публикуются на сайте ArcGIS GIS Server в роли хост-сервера. Эти сервисы используют роль хранилища данных кэша 3d листов ArcGIS Data Store.
5. ArcGIS Monitor, рекомендуемый для мониторинга и оптимизации компонентов ГИС-системы, взаимодействует с различными компонентами ArcGIS и IT (например, СУБД) с помощью различных механизмов. Для получения дополнительной информации см. документацию к ArcGIS Monitor.

Дополнительную информацию о взаимодействии между компонентами ArcGIS Enterprise можно найти в документации по продуктам ArcGIS Enterprise для Windows и Linux, включая схему портов, используемых при развертывании ArcGIS Enterprise на Windows и Linux.

Функциональные возможности

Возможности системы управления и аналитики данных изображений на Windows и Linux описаны ниже. Дополнительные сведения см. в обзоре возможностей и сравнении поддержки возможностей в шаблонах развертывания.

Возможности, используемые в системе управления и аналитики данных изображений, но обычно предоставляемые другими системами, такими как базовые карты, геокодирование и другие сервисы определения местоположения, предоставляемые системой сервисов местоположений, ниже не перечислены. Узнайте больше о связанных системных шаблонах.

Базовые возможности

Базовые возможности представляют собой наиболее распространенные возможности, предоставляемые системами управления и аналитики данных изображений и обеспечиваемые базовой архитектурой, представленной выше.

• Визуализация и анализ изображений позволяют взаимодействовать с данными изображений в качестве базовой карты в приложении, с помощью динамических наложений изображений и навигации по коллекциям исторических изображений. Эти базовые возможности также позволяют собирать наблюдения на основе недавнего пролета БПЛА. Улучшайте качество изображения за счет динамической корректировки, растяжения и изменения комбинаций каналов. Визуализация изображений оптимизирована для отображения запрошенной области интереса и повторного применения правил отображения при каждом перемещении и масштабировании. Используйте инструменты, алгоритмы и функции геообработки для анализа данных изображений, оценки землепользования, мониторинга активности и изменений, измерения ущерба и оценки факторов окружающей среды.
• Моделирование и структурирование данных создает стандартизированные подходы к добавлению больших наборов данных в общие модели данных, такие как наборы данных мозаики и LAS, растровые продукты и модели сенсоров, каталоги ориентированных изображений или другие отраслевые модели или модели, специфичные для конкретного случая использования, такие как данные траекторий. Создавайте наборы данных каталога и взаимодействуйте со слоями каталога ресурсов в локальном или сетевом хранилище, или добавляйте элементы и сервисы из организации ArcGIS Online или ArcGIS Enterprise. Эти модели помогают упорядочить, предоставить метаданные и обеспечить использование этих подробных наборов данных.
• Публикация данных изображений позволяет пользователям всех типов создавать и размещать коллекции изображений и других источников данных дистанционного зондирования. Публикуйте коллекции изображений и продукты в виде динамических или мозаичных сервисов в локальном или глобальном масштабе, которые можно визуализировать и взаимодействовать с ними с помощью веб-приложений, мобильных устройств и настольных приложений.
• Анализ растров на лету основан на использовании растровых функций и объединении набора этих функций в шаблоны растровых функций для быстрого объединения каналов, сравнения изображений и анализа значений по коллекциям изображений для создания динамического выходного изображения. Растровые функции применяются во время запроса, применяются только к запрошенной области пикселов и представляют собой эффективный способ динамической отрисовки изображений без повторной обработки всего набора данных.
• Анализ рельефа предоставляет возможности для создания изолиний, запуска гидрологических моделей, просмотра и очерчивания водосборов, а также просмотра рельефа, уклонов и экстерьеров подробных наборов данных. Выполняйте объемный анализ насыпей и выемок или сравнения 3D-поверхностей и наборов данных. Объедините высоты рельефа из разных источников, с разным разрешением, и подготовьте бесшовный сервис рельефа, который можно использовать для прямого отображения или в качестве основы для 3D-визуализации города или региона. Esri также предоставляет готовые к использованию сервисы высот для запросов на визуализацию и анализ.
• Возможности извлечения изображений позволяют динамически и программно экспортировать и загружать исходные и мозаичные данные изображений для использования в других приложениях или в качестве чипов изображений в рабочих процессах глубокого обучения. Извлечение может обеспечить прямой доступ к исходным пикселям или создать новое, пересчитанное изображение с определенным разрешением для затребованного экстента. ArcGIS также поддерживает извлечение областей базовой карты World Imagery для использования в автономном режиме в автономных рабочих процессах доступа к данным и редактирования.
• Глубокое обучение и ИИ встроены в ArcGIS и системы управления и аналитики данных изображений. Пользователи могут обучать и выполнять вывод на моделях глубокого обучения с использованием ресурсов изображений и локальных вычислительных ресурсов или масштабировать их в больших системах, включая облачные ресурсы и сервисы. ArcGIS Living Atlas также содержит галерею предварительно обученных моделей, которые доступны для непосредственного использования или могут быть адаптированы к конкретным рабочим процессам, данным или географии организации.
• Многомерные данные могут быть изучены с помощью стандартных научных форматов, таких как NetCDF, GRIB, HDF и Zarr. Эти данные отображают такие переменные, как изменения с течением времени или измерения на разных высотах атмосферы или глубинах. В состав ArcGIS входят специальные пользовательские интерфейсы в ArcGIS Pro и ArcGIS Map Viewer для быстрого отображения временных срезов, построения и отображения сложных многомерных символов или определения доступных переменных, создания собственных вычислений или прогнозирования переменных за пределами временного экстента набора данных.
• Работайте в пространстве изображений и выполняйте задачи по измерению изображений, а также визуализируйте изображения в том виде, в котором они были получены с датчика, наряду с традиционными орто и стерео представлениями. Анализ пространства изображений также можно использовать для сбора объектов, просмотра деталей без повторной выборки и предотвращения искажений.
• Используйте возможности стереопросмотра для визуализации изображений в 2.5D, выполнения задач по измерению изображений, ручной оцифровки и извлечения объектов с высокой точностью и потенциалом 3D-объекта. Стереоредактирование, часто используемое в рабочих процессах фотограмметрии, в основном доступно в ArcGIS Pro.

Расширенные возможности

Расширенные возможности обычно добавляются для удовлетворения конкретных потребностей или поддержки отраслевых моделей данных и решений, а также могут потребовать дополнительных программных компонентов или соображений по архитектуре.

• Задания распределенной растровой аналитики могут быть созданы для выполнения вычислений растровых функций на больших массивах изображений в модели распределенных вычислений. К этим операциям также относится вывод с использованием моделей глубокого обучения или создание новых продуктов выходных данных на основе предварительно заданных способов отрисовки или вычислений. Данные из заданий аналитики растров сохраняются с помощью возможности размещения изображений ArcGIS Enterprise.
• Работайте с ориентированными изображениями различных типов, включая наклонные, сферические или пузырьковые изображения, 360-градусные панорамы, изображения со стороны улицы и изображения при инспекциях. Эти наборы данных не являются традиционными изображениями в надире, но могут иметь значительную ценность для организаций в таких рабочих процессах, как расследование безопасности, проверка активов или сбор данных. Возможности работы с ориентированными изображениями в ArcGIS включают структурированную модель данных, специальное приложение для просмотра и поддержку обслуживания и работы с ориентированными изображениями в различных приложениях.
• Поддерживайте операции с беспилотниками, от управления парком до планирования конкретных миссий и обработки наземных данных с помощью множества веб-приложений, настольных и мобильных приложений и инструментов. ArcGIS Dashboards можно использовать для мониторинга хода сбора, выявления эксплуатационных проблем и управления отчетами для команд по обработке данных и качеству.
• Картографирование реальности Reality mapping включает в себя широкие возможности ортокартирования для создания продуктов с высокой точностью. Используйте изображения с дронов и другие аэрофотоснимки для создания цифровых моделей поверхностей с полным разрешением, истинных орто, каталогов ориентированных изображений, 2D-моделей mesh поверхностей, плотных облаков 3D-точек и фотореалистичных 3D-моделей mesh. Возможности картографирования Reality mapping доступны в веб-, настольных и серверных шаблонах обработки.
• ArcGIS поддерживает индексирование, поиск, публикацию и потоковую передачу видео как сервиса с геопространственным и временным контекстом. Делитесь ресурсами видео из таких источников, как беспилотники, камеры видеонаблюдения, датчики, портативные устройства или другие источники изображений движения и легко интегрируйте видео в качестве еще одного источника пространственных данных в существующие рабочие процессы ГИС, информационные продукты и брифинги для заинтересованных сторон.
• Управляйте, визуализируйте и анализируйте наборы данных лидаров, включая различные форматы данных, чтобы понимать состояние поверхности, определять различные уровни интенсивности, слои точек возврата, извлекать объекты, классифицировать облака точек, работать с фотореалистичным раскрашиванием и создавать производные продукты. Управляйте большими наборами файлов лидарных данных как одним непрерывным слоем с помощью набора данных LAS.
• Работайте с данными радара с синтезированной апертурой, получая доступ к коллекциям изображений с датчиков и платформ SAR. ArcGIS включает в себя специфичные для SAR типы растров, растровые функции и подходы к визуализации, которые поддерживают этот уникальный и мощный тип данных.
• Работайте с пространственно-временными каталогами активов (STAC) для подключения к существующим каталогам изображений, а также для поиска, фильтрации и анализа записей для определения правильных данных для проекта. Используйте подключение и поиск STAC в ArcGIS Pro, модуль arcpy Python и ArcGIS API for Python для запроса общедоступных и частных каталогов STAC и прямого доступа к ресурсам через облачные подключения к данным.

Рекомендации

Приведенные ниже соображения применяют основные принципы ArcGIS Well-Architected Framework к шаблону системы управления и аналитики данных изображений в Windows или Linux. Представленная здесь информация не претендует на исчерпывающий характер, а скорее подчеркивает ключевые соображения по проектированию и/или реализации этой конкретной комбинации системы и шаблона развертывания. Подробнее об основах ArcGIS Well-Architected Framework см. в разделе Практики в приложении к архитектуре.

Надёжность

Надежность гарантирует, что ваша система обеспечивает уровень обслуживания, необходимый для бизнеса, а также ваших клиентов и заинтересованных сторон. Подробнее см. в разделе Общие сведения о компонентах надежности.

• Соглашения SLA об уровне обслуживания, требующие высокого уровня отказоустойчивости, являются распространенными.
  • Высокая доступность и отказоустойчивость достигается за счет резервирования инфраструктуры на всех уровнях системы.
  • Стратегии и реализации аварийного восстановления с помощью ArcGIS или сторонних инструментов являются распространенными.
  • См. подробнее о минимизации потерь данных и времени простоя в ArcGIS Enterprise.

Безопасность

Безопасность защищает ваши системы и информацию. Дополнительные сведения см. в обзоре компонента безопасности.

• Для управления изображениями требуется аутентификация и авторизация. Кроме того, обычно выходные данные изображений защищены и требуют аутентификации и авторизации для доступа.
  • Доступ пользователей и совместная работа с данными регулируются ролевыми элементами управления доступом и современными моделями авторизации и аутентификации, включая OAuth, SAML и многофакторную аутентификацию.
  • Права доступа тщательно управляются, чтобы гарантировать, что только должным образом обученные и подготовленные пользователи получат возможности размещения изображений (возможность создания сервисов). Эти права доступа можно включить или отключить, назначив пользовательскую роль или изменив эту роль на другую.
  • Доступ к данным изображений в облачном хранилище можно получить с помощью концепций облачной безопасности, таких как AWS IAM и Azure Managed Identities.

Ознакомьтесь с Руководством по усилению защиты ArcGIS Enterprise, чтобы узнать о стратегиях и связанных с ними настройках, которые могут быть реализованы для повышения уровня безопасности развертываний ArcGIS Enterprise.

Производительность и масштабируемость

Производительность и масштабируемость направлены на оптимизацию общего взаимодействия пользователей с системой, а также на обеспечение масштабирования системы в соответствии с растущими требованиями к рабочим нагрузкам. Дополнительные сведения см. в обзоре основных компонентов производительности и масштабируемости.

• Определение источника и структура изображений должны быть тщательно продуманы в этом системном шаблоне, поскольку сервисы изображений напрямую подключаются к исходным изображениям. Неэффективный тип файла или шаблон хранилища может повлиять на производительность сервиса.
• Масштабируемость является важным фактором при проектировании, особенно когда приложения предоставляются всей организации или широкой аудитории.
• Масштабирование сайта размещения изображений обычно не требуется, так как запросы к мозаичным изображениям по своей природе легкие. Масштабирование сайтов растровой аналитики зависит от доступных вычислительных ресурсов, а также от типа и частоты необходимого анализа.
• Масштабирование может выполняться автоматически в соответствии с ростом потребностей в определенных облачных средах.

Автоматизация

Автоматизация направлена на сокращение усилий, затрачиваемых на ручное развертывание и выполнение операционных задач, что приводит к повышению операционной эффективности, а также к уменьшению системных аномалий, связанных с человеческим фактором. Дополнительные сведения см. в обзоре компонента автоматизации.

• Управление данными изображений часто включает в себя автоматизацию, обычно с использованием Python. Чаще всего это настраивается с помощью ArcGIS API для Python, а также ArcGIS Notebooks, поставляемых как часть этой системы. Оба эти инструмента могут работать с сервисами изображений и данными, а также могут использоваться для автоматизации обновлений, изменений изображений или других рабочих процессов.
• Также широко используется автоматизация системного администрирования, включая автоматизацию развертывания программного обеспечения, инфраструктуру как код и DevOps.

Интеграция

Интеграция связывает эту систему с другими системами для предоставления корпоративных сервисов и повышения производительности организации. Дополнительные сведения см. в обзоре компонента интеграции.

• Системы управления и аналитики данных изображений на основе ArcGIS Enterprise часто интегрируются с другими системами управления изображениями, включая поставщиков ресурсов, публикующих сервисы изображений, которые могут быть зарегистрированы в ArcGIS Enterprise.
• Выходные данные сервиса изображений из систем управления и аналитики данных изображений также обычно интегрируются в другие системы на предприятии организации и, следовательно, могут также поддерживать бизнес-операции, которые неизвестны или недоступны системным администраторам.

Наблюдаемость

Наблюдаемость обеспечивает видимость системы, позволяя эксплуатационному персоналу и другим техническим специалистам поддерживать работу системы в исправном и стабильном состоянии. Дополнительные сведения см. в обзоре компонента наблюдаемости.

• Компоненты ArcGIS Enterprise в Windows/Linux, включая ArcGIS Image Server, можно наблюдать различными способами, включая журналы сервера и статистику сервера. Мониторинг доступности, производительности и использования системы наиболее важен для этого системного шаблона. В дополнение к мониторингу программного обеспечения ArcGIS Enterprise, важно отслеживать все вспомогательные компоненты и инфраструктуру, в частности, операционную систему Windows или Linux, базы данных и другие хранилища данных, а также вычислительную, сетевую, защитную и другую инфраструктуру. Узнайте больше о мониторинге работоспособности и надежности системы.
• Предоставление сервисов изображений для всей организации (и, возможно, за ее пределами) может привести к моделям использования и росту, которые не ожидались разработчиками или операторами системы. Мониторинг помогает принимать решения о том, когда и как следует масштабироваться и развиваться, чтобы удовлетворить спрос, продолжая при этом работать должным образом (и в соответствии с соглашениями SLA).
• Дополнительное наблюдение за входом пользователей и изменениями учетных записей может быть возможно с помощью настроенного провайдера идентификации при использовании учетных записей SAML и/или OpenID Connect.

Прочее

Дополнительные соображения по проектированию и внедрению систем управления и аналитики данных изображений включают:

• Успешная работа требует глубокого понимания концепций ГИС, информационных технологий, а также концепций и технологий баз данных. Это включает в себя знания и навыки, характерные для выбранной системы хранения данных, а также типы и форматы данных изображений.
• При реализации этого системного шаблона следует уделять особое внимание управлению данными и согласованию с ИТ-политиками и ролями, такими как распорядитель данных и администратор базы данных.

Сопутствующие ресурсы:

• ArcGIS Trust Center
• Жизненный цикл безопасной разработки от Esri
• Приверженность Esri доступности