文档介绍：要摘围绕如何利用高性能计算机的并行计算环境,本文研究“空间信息应用基础平台”的海量数据快速处理问题,并针对特定问题,着重研究如何提高算法并行效率问题。解决了包括二维和三维多分辨数据并行化快速生成、管理方法以及空间视界覆盖等实际应用中的一些关键技术问题。主要内容如下:岢隽艘恢只谝贫痑的空间信息应用基础平台的并行架构,为有效利用分布式计算资源和信息资源提供统一的支撑。平台包括管理中心、网络资源、高级应用等三部分。平台核心结构是运行在系墓芾碇行牟糠郑淇山徊细分为任务应用响应、数据管理、负载均衡、物理结构等四个层次。在数据管理层,研究了基于空间信息多级格网的多源、异构、异地的数据库的管理办法:在任务层,提出了一种描述并行任务结构的方法;在负载均衡层提出了并行计算熵岢隽艘恢只诓⑿屑扑沆刈畲蠡荚虻母涸鼐馑惴ā8盟惴ㄒ圆⑿屑算熵来衡量集群系统负载均衡的程度,以节点任务量辉偈侨挝袷来度量节点的负载。从理论上分析了并行计算熵与程序执行时间之间的关系。实验证明,所提出算法相对基于任务数阀值的负载均衡算法可更有效地减少程序执行时间,提高加速比和并行效率。岢稣溆跋和高程数据⑿谢鞒探峁沟拿枋龇椒ǎ从理论上对流程结构的优化方法进行了详细研究。据此,分别提出基于四叉树金字塔组织和基于小波金字塔组织的数据并行生成算法,提高了多分辨空间海量数据生成的效率。基于并行计算熵负载均衡算法研究结论之上,尝试采用术来实现多分辨数据并行算法的均衡化。分析了正射影像和三维地貌多分辨数据快速生成并行算法的复杂度并在“?占湫畔⒒∑教ǖ挠τ茫岢隽艘恢只诟涸鼐夂筒⑿幸糯惴的视界覆盖网络优化方法。该方法利用基于并行计算熵的动态负载平衡算法来提高遗传算法的搜索速度。实验证明,基于动态负载平衡的并行遗传算法在加速比、并行效率等方面都要显著高于基于静态负载平衡的并行遗传算法。关键词:多分辨空间信息应用基础平台高性能计算机并行计算熵视界覆盖的概念和并行计算熵最大化准则。
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粥醐秒酰日期≥/一了一独创性声明关于论文使用授权的说明部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以井,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名:本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定。即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全导师签名;’
第一章绪论问题的提出海量空间信息数据的多分辨处理思想空间信息资源特点在于多源性与海量性。架设在卫星上的太空望远镜使人类可观测到最远的天体距地球约诠饽辏晒鄄獾降男窍翟诟觥6比嗣把卫星的视角反转过来,对准地球的时候,所获得的数据就远非汗牛充栋能够形容,更何况还有我们经年累月积累的大量地理相关的数据。如何有效利用这些数据资源是近年来多个学科研究的热点。苹主题项目“城市空间信息应用中的若干技术与珠三角城市带产业促进示范工程”研究报告【】中提出了“空间信息应用基础平台”概念,并构建了单机版。但是,这个版本距离处理海量数据还很远。为解决大规模科学计算而发展起来的高性能计算,,给我们的研究提供了强有力的支撑。本文就是尝试基于这样一台万亿次高性能计算机作为超级服务器,构建一个“基于亩喾直婵占湫畔⒂τ没∑教ā薄在高性能计算机上构建这个平台,关键在于解决高性能计算机作为一个虚拟的超级服务器。即由多台服务器以对称的方式组成的一个服务器集合,其中的每台服务器都具有等价的地位。实现海量数据的高效生成和实时快速浏览时遇到的问题是本文需要研究的。因为我们尝试从信息处理的角度提出问题和解决问题,标为基本参照系对海量数据进行采集、生成、组织、存储、管理和应用,因此,也可以说我们是从“数字地球”蛘吒既返厮凳恰笆殖鞘小的角度来研究海量城市空间信息的有效利用。构建“数字城市”的基础是获取高光谱分辨率、高空间分辨率和高时间分辨率空问数据。空间分辨率是指传感器所能探测地面目标的能力,即能分辨目标的最小特征尺寸,有时候也指影像中一个像素点所表示的地面面积。一般来讲,空间分辨率越高,则目标最小特征尺寸和面积值就越小。随着航天技