本文選題：地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換　切入點(diǎn)：高性能計(jì)算　出處：《南京大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：隨著航空、航天和傳感器技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,地理數(shù)據(jù)的獲取能力不斷提高,這給地理數(shù)據(jù)的管理和分析帶來新的挑戰(zhàn),尤其是在軍事、環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等應(yīng)用領(lǐng)域,地理數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理能力要求非常之高。然而由于地理數(shù)據(jù)量龐大、處理算法復(fù)雜度較高,僅僅通過研究改進(jìn)串行算法的性能和提高計(jì)算機(jī)機(jī)處理器性能已經(jīng)無法滿足地理數(shù)據(jù)處理的需求。高性能并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展給解決上述問題帶來了新的機(jī)遇,國(guó)內(nèi)外業(yè)已開展了很多基于網(wǎng)格和高性能集群系統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)處理研究。但是對(duì)于數(shù)據(jù)工作者而言,要進(jìn)行高性能并行地理數(shù)據(jù)處理,就必須掌握高性能并行計(jì)算技術(shù),這大大增加了地理數(shù)據(jù)高性能并行處理的難度。因此,急需研究發(fā)展一種可以快速將現(xiàn)有的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法改編為并行轉(zhuǎn)換算法的技術(shù),以降低普通數(shù)據(jù)工作者進(jìn)行高性能并行地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的技術(shù)難度。鑒于此,本文主要討論地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法快速并行化的技術(shù)問題。其研究的關(guān)鍵算法和技術(shù)具有一般化特征,即本文所研究的方法,并不專門針對(duì)某一特定的分布式并行計(jì)算環(huán)境,而是從地理數(shù)據(jù)自身特征及地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用的需求出發(fā),分析地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行模式,建立了以地理數(shù)據(jù)劃分和任務(wù)調(diào)度算法為基礎(chǔ)的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架,并在該框架下的指導(dǎo)下研究和開發(fā)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的并行算法。本文對(duì)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架技術(shù)研究,研究從以下幾方面展開：(1)研究地理數(shù)據(jù)劃分方法。深入研究地理數(shù)據(jù)劃分的策略,總結(jié)了應(yīng)用級(jí)地理數(shù)據(jù)劃分和物理層數(shù)據(jù)劃分的方法,提出了基于地理數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)劃分策略,該策略統(tǒng)一了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)劃分的方式,為地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行算法的設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。(2)研究地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)度策略。系統(tǒng)分析地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法,結(jié)合并行模式,歸納了地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的三大并行模式；基于地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行模式,提出了面向地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用的任務(wù)調(diào)度策略,該任務(wù)調(diào)度策略以主從式和對(duì)等式調(diào)度策略為基本模式。針對(duì)不同的并行模式,調(diào)用組合不同調(diào)度模式,形成針對(duì)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的并行調(diào)度策略。(3)設(shè)計(jì)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架。在研究地理數(shù)據(jù)劃分方法和任務(wù)調(diào)度策略的基礎(chǔ)上,詳細(xì)地設(shè)計(jì)了地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的并行總框架,并且畫出了各功能模塊的結(jié)構(gòu)圖,采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)方法,對(duì)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架進(jìn)行具體的實(shí)現(xiàn)。(4)基于地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行化實(shí)例。基于地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架,實(shí)現(xiàn)了矢量數(shù)據(jù)交換格式轉(zhuǎn)換算法的并行化設(shè)計(jì),驗(yàn)證分析了并行算法的效率和結(jié)果的正確性。研究結(jié)果表明,論文構(gòu)建的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架可用于并行化很大一部分的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法,并且具有處理速度快、可處理數(shù)據(jù)量大、并行化功能豐富等諸多特點(diǎn)。此外,該方法簡(jiǎn)單靈活、切實(shí)可行,為解決更為廣泛的地理數(shù)據(jù)處理算法并行化提供了一種可行的思路。綜上所述,論文在研究地理數(shù)據(jù)劃分方法和任務(wù)調(diào)度的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架。隨后,說明框架的基本功能；然后,詳細(xì)設(shè)計(jì)了功能結(jié)構(gòu)；最后,對(duì)并行框架進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。在對(duì)矢量數(shù)據(jù)交換格式轉(zhuǎn)換算法的并行化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的實(shí)踐中,從處理時(shí)間和加速比等方面分析評(píng)價(jià)了并行算法的性能,驗(yàn)證了技術(shù)框架的可行性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P208

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本文編號(hào)：1721056