發(fā)布時(shí)間：2017-12-09 21:30

  本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)磁場(chǎng)圖像的實(shí)時(shí)采集和分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：本文以中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)懷柔太陽(yáng)觀測(cè)基地為研究應(yīng)用背景,主要工作包括兩個(gè)方面：一,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于GPU的太陽(yáng)磁場(chǎng)實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)；二；實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Hadoop的大規(guī)模太陽(yáng)圖像存儲(chǔ)平臺(tái)。兩項(xiàng)工作成果已經(jīng)在中科院國(guó)家天文臺(tái)懷柔太陽(yáng)觀測(cè)站投入觀測(cè)的常規(guī)運(yùn)行和大量歷史數(shù)據(jù)的在線存儲(chǔ)。 太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)一般需要多幀單色像疊加以得到磁場(chǎng)靈敏度較高的圖像,而這種觀測(cè)方式下就需要對(duì)采集到的每幀圖像進(jìn)行位移相關(guān)操作。但隨著CCD(charge-coupled device)硬件效率的提高,現(xiàn)有觀測(cè)系統(tǒng)已無(wú)法跟上CCD的采集速度。文本設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于GPU (Graphics processing unit)并行計(jì)算的新一代太陽(yáng)磁場(chǎng)實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)并擴(kuò)展了原有系統(tǒng)的功能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集圖像的實(shí)時(shí)并行位移疊加處理。主要涉及工作如下： 第一,通過(guò)CUDA (Compute Unified Device Architecture)框架利用GPU并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)了位移疊加算法,大大提高了算法效率,滿足了相關(guān)觀測(cè)的實(shí)時(shí)性要求。實(shí)驗(yàn)分析了位移疊加算法實(shí)現(xiàn)的每一個(gè)步驟并進(jìn)行了針對(duì)性的優(yōu)化。 第二,擴(kuò)充并重新設(shè)計(jì)了整個(gè)觀測(cè)系統(tǒng),提供了交互式的位移疊加區(qū)域選擇和其他的相關(guān)功能,增加了系統(tǒng)的易用性。 另一方面,傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代太陽(yáng)觀測(cè)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求。本文實(shí)現(xiàn)了國(guó)家天文臺(tái)懷柔太陽(yáng)觀測(cè)基地(HSOS)基于Hadoop的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)。它實(shí)現(xiàn)了海量太陽(yáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)安全可靠的存儲(chǔ)、管理、檢索、讀取和維護(hù),并滿足數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)以及對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分布式批量處理的要求。主要內(nèi)容如下： 第一,根據(jù)太陽(yáng)圖像數(shù)據(jù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了大規(guī)模太陽(yáng)圖像存儲(chǔ)平臺(tái),引入了新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用分布式存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)海量太陽(yáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠存儲(chǔ)、讀取、管理和擴(kuò)容,保證了數(shù)據(jù)的一致性和安全性。 第二,實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的各個(gè)功能,包括對(duì)十多種不同保存形式的歷史數(shù)據(jù)的智能分析上傳,觀測(cè)數(shù)據(jù)的快速展示和查詢,批量太陽(yáng)圖像下載和簡(jiǎn)單的圖像分布式計(jì)算框架。 現(xiàn)階段兩個(gè)系統(tǒng)均已在懷柔太陽(yáng)觀測(cè)站投入使用。太陽(yáng)磁場(chǎng)實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)一年,得到了大量較高質(zhì)量的磁場(chǎng)圖像；大規(guī)模太陽(yáng)圖象存儲(chǔ)系統(tǒng)已完成Ha全日面望遠(yuǎn)鏡近30年所有觀測(cè)數(shù)據(jù)的全部分類歸檔,并提供所有上傳數(shù)據(jù)的查詢、下載等服務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：1271951