基于HPC的多分辨空間信息應(yīng)用基礎(chǔ)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、圍繞如何利用高性能計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算環(huán)境，本文研究“空間信息應(yīng)用基礎(chǔ)平臺”的海量數(shù)據(jù)快速處理問題，并針對特定問題，著重研究如何提高算法并行效率問題。解決了包括二維和三維多分辨數(shù)據(jù)并行化快速生成、管理方法以及空間視界覆蓋等實(shí)際應(yīng)用中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題。主要內(nèi)容如下： 1．提出了一種基于移動agent的空間信息應(yīng)用基礎(chǔ)平臺的并行架構(gòu)，為有效利用分布式計(jì)算資源和信息資源提供統(tǒng)一的支撐。平臺包括管理中心、網(wǎng)絡(luò)資源、高級應(yīng)用等三部分。平臺核

2、心結(jié)構(gòu)是運(yùn)行在HPC上的管理中心部分，其可進(jìn)一步細(xì)分為任務(wù)應(yīng)用響應(yīng)、數(shù)據(jù)管理、負(fù)載均衡、物理結(jié)構(gòu)等四個層次。在數(shù)據(jù)管理層，研究了基于空間信息多級格網(wǎng)的多源、異構(gòu)、異地的數(shù)據(jù)庫的管理辦法；在任務(wù)層，提出了一種描述并行任務(wù)結(jié)構(gòu)的方法；在負(fù)載均衡層提出了并行計(jì)算熵的概念和并行計(jì)算熵最大化準(zhǔn)則。 2．提出了一種基于并行計(jì)算熵最大化準(zhǔn)則的負(fù)載均衡算法。該算法以并行計(jì)算熵來衡量集群系統(tǒng)負(fù)載均衡的程度，以節(jié)點(diǎn)任務(wù)量(而不再是任務(wù)數(shù))來度量節(jié)點(diǎn)

3、的負(fù)載。從理論上分析了并行計(jì)算熵與程序執(zhí)行時間之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)證明，所提出算法相對基于任務(wù)數(shù)閥值的負(fù)載均衡算法可更有效地減少程序執(zhí)行時間，提高加速比和并行效率。 3．提出正射影像(DOM)和高程數(shù)據(jù)(DEM)并行化流程結(jié)構(gòu)的描述方法，并從理論上對流程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法進(jìn)行了詳細(xì)研究。據(jù)此，分別提出基于四叉樹金字塔組織和基于小波金字塔組織的數(shù)據(jù)并行生成算法，提高了多分辨空間海量數(shù)據(jù)生成的效率。基于并行計(jì)算熵負(fù)載均衡算法研究結(jié)論之上，嘗