收藏本站
《西安电子科技大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于HPC的多分辨空间信息应用基础平台关键技术研究

孙宏元  
【摘要】: 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: 1.提出了一种基于移动agent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HPC上的管理中心部分,其可进一步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的概念和并行计算熵最大化准则。 2.提出了一种基于并行计算熵最大化准则的负载均衡算法。该算法以并行计算熵来衡量集群系统负载均衡的程度,以节点任务量(而不再是任务数)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。 3.提出正射影像(DOM)和高程数据(DEM)并行化流程结构的描述方法,并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Agent技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“深超-21C”高性能计算机上进行了实验。 4.作为空间信息基础平台的应用,提出了一种基于负载均衡和并行遗传算法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。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP311.52

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 康俊锋;云计算环境下高分辨率遥感影像存储与高效管理技术研究[D];浙江大学;2011年
2 方雷;基于云计算的土地资源服务高效处理平台关键技术探索与研究[D];浙江大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵振峰,李德仁;基于网格计算环境下的空间信息多级格网研究[J];地理信息世界;2005年02期
2 方志祥,李清泉;基于Mobile Agent技术的空间信息移动服务[J];测绘学报;2004年04期
3 李德仁;信息高速公路、空间数据基础设施与数字地球[J];测绘学报;1999年01期
4 方金云,何建邦;并行栅格数据处理网格服务节点软件的关键技术[J];地球信息科学;2004年01期
5 吴永宏,潘泉,张洪才,张绍武,张云龙;基于提升框架的整数小波变换[J];电子与信息学报;2004年04期
6 周海芳,刘光明,郑明玲,杨学军;遥感图像自动配准的串行与并行策略研究[J];国防科技大学学报;2004年02期
7 吕捷,张天序,张必银;MPI并行计算在图像处理方面的应用[J];红外与激光工程;2004年05期
8 耿则勋,李勤爽;影像匹配中金字塔数据结构比较与快速算法[J];测绘学院学报;2000年01期
9 董开坤,胡铭曾,方滨兴,季振洲;一个基于图像代数的并行图像处理环境[J];计算机研究与发展;2004年01期
10 张发存,王忠,赵晓红,沈绪榜;遥感卫星图像几何粗校正的数据并行方法研究[J];计算机研究与发展;2004年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘畅;基于多分辨地理信息系统的空间分析方法研究[D];西安电子科技大学;2004年
2 姚健;多维多分辨空间信息可视化技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
3 王风华;基于整数小波变换的空间数据组织及网上发布技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任平;地图的发展与数字地球[J];安徽教育学院学报;2002年03期
2 汪燕;路锦正;吴乐南;;亚采样JPEG压缩图像的超分辨率重建[J];安防科技;2008年01期
3 水孝敏,许岚兵,曹辉;一种实现雷达回波图像的压缩方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
4 张艳丽;杨仁弟;;基于小波变换自适应滤波方法的ECG信号消噪[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
5 陈斌;李迪;周志逵;;地理空间元数据管理系统的研究与设计[J];安徽地质;2004年04期
6 何义权;;安徽省国土资源信息化回顾与挑战[J];安徽地质;2009年01期
7 赵转哲;姜忠宇;何慧娟;;Matlab在货车滚动轴承故障诊断中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期
8 李豹;;并行神经元集成在风险评估中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年04期
9 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
10 张延;张凯;;农用拖拉机喷油泵校正器的设计与实现[J];安徽农业科学;2009年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李旸;汪泉;刘建中;严小燕;;基于哑铃型农业信息化模型的数字农业技术与方法研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
2 耿丽艳;金玉玲;赵永兰;张建新;董辉;;数字正射影像图的制作[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
3 陈连荣;彭朝晖;;高斯射线声场模型在MPI环境下的并行算法设计[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
4 侯有政;张方;;基于CUDA的动载荷频域识别的并行算法研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
5 葛宝珊;刘锋;李旭杰;;积木式多DSP并行处理系统路由算法研究[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
6 王东森;孙勇军;;多维Laplace小波及其在颤振飞行试验中的应用[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
7 费广磊;马天宝;宁建国;郝莉;;基于MPI的三维爆炸与冲击问题的动态并行研究[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
8 张保钢;;建设北京的数字地球——数字北京之设想[A];OA’99办公自动化全国学术研讨暨展示会论文集[C];1999年
9 宋婧婧;王健平;;有限谱小波基函数及其应用[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
10 薛笑荣;赵荣椿;张艳宁;曾琪明;;一种并行的SAR图像边缘检测方法[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
3 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 宁安良;面向3G终端的移动地理信息服务研究[D];中国海洋大学;2010年
5 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
6 张琦;多核系统中的程序性能优化研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 胡友培;城市沿街小型商业的形态呈现与成因研究[D];南京大学;2010年
8 廖臣;三维电磁粒子模拟并行算法及其应用研究[D];电子科技大学;2010年
9 车森;空间数据跨媒介可视化输出研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 陈海勇;网格作业调度关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁鹏帅;基于OpenGL的三维可视地理信息系统初步设计[D];河南理工大学;2010年
2 吕信;激光能量沉积光路追踪法及其并行化[D];中国工程物理研究院;2009年
3 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
4 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
5 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
6 王传民;基于P2P技术的海量遥感数据快速处理技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
8 崔静怡;基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
9 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
10 郑伟光;基于小波变换的信号调制方式识别方法[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴立乾;陈娜;;浅议云计算时代下GIS的发展[J];安徽农业科学;2009年31期
2 王茜,彭中,刘莉;一种基于自适应阈值的图像分割算法[J];北京理工大学学报;2003年04期
3 陈天华;;图像检索技术研究与发展[J];北京工商大学学报(自然科学版);2008年06期
4 李德仁;宾洪超;;国土资源网格管理平台的框架设计与实现[J];测绘科学;2008年01期
5 马维峰;王晓蕊;高松峰;薛重生;常宏;;基于服务器动态缓存和Ajax技术的WebGIS开发[J];测绘科学;2008年05期
6 陈能成,龚健雅,朱欣焰,刘琳;基于J2EE的分布式GIS研究[J];测绘学报;2003年02期
7 李德仁;肖志峰;朱欣焰;龚健雅;;空间信息多级网格的划分方法及编码研究[J];测绘学报;2006年01期
8 肖汉;张祖勋;;基于GPGPU的并行影像匹配算法[J];测绘学报;2010年01期
9 李德仁;;论地球空间信息的3维可视化:基于图形还是基于影像[J];测绘学报;2010年02期
10 赵元;张新长;康停军;;并行蚁群算法及其在区位选址中的应用[J];测绘学报;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 周静;周海芳;唐玉华;;多模遥感图像高精度配准并行算法研究与实现[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓雪清;栅格型空间数据服务体系结构与算法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
2 韩琼;土地管理信息化方案与策略研究[D];中国地质大学;2003年
3 宋江洪;遥感图像处理软件中的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
4 张丰;面向网格的海量时空数据访问、集成与互操作研究[D];浙江大学;2007年
5 夏江;基于PC集群系统的场地地震反应并行计算研究[D];同济大学;2007年
6 赵振;一种自适应海量存储系统组织策略及关键技术研究[D];华中科技大学;2006年
7 赵春宇;高性能并行GIS中矢量空间数据存取与处理关键技术研究[D];武汉大学;2006年
8 滕龙妹;土地资源时空数据网格服务模型及其实现方法[D];浙江大学;2008年
9 陈志荣;移动空间信息网格服务模型研究及实现方法[D];浙江大学;2008年
10 陈海波;云计算平台可信性增强技术的研究[D];复旦大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李夏英;浙江省土地管理体制改革若干问题的研究[D];华东师范大学;2006年
2 丁卫嘉;基于ORACLE GeoRaster的遥感影像库技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
3 董海良;基于Globus Toolkit 4.0的空间信息服务的实现[D];电子科技大学;2007年
4 宋爽;基于地理信息Web服务的海量遥感影像分布式处理与发布[D];解放军信息工程大学;2007年
5 陶卫中;MODIS数据预处理的并行算法设计[D];华中科技大学;2007年
6 付志超;基于Map/Reduce的分布式智能搜索引擎框架研究[D];武汉理工大学;2008年
7 纪俊;一种基于云计算的数据挖掘平台架构设计与实现[D];青岛大学;2009年
8 赵春燕;云环境下作业调度算法研究与实现[D];北京交通大学;2009年
9 赵元;云计算在港口行业中的应用研究[D];北京交通大学;2009年
10 叶梓;简单要素模型并行化空间运算研究与实现[D];中国地质大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 林德根;梁勤欧;;云GIS的内涵与研究进展[J];地理科学进展;2012年11期
2 杨海平;沈占锋;骆剑承;吴炜;;海量遥感数据的高性能地学计算应用与发展分析[J];地球信息科学学报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 曾志;云格环境下海量高分遥感影像资源与服务高效调配研究[D];浙江大学;2012年
2 孙伟;林业资源信息云计算服务体系研究[D];中国林业科学研究院;2012年
3 杨国才;农业农村信息化云服务平台集成关键技术研究[D];西南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 罗希;基于Models-3/CMAQ的空气质量预报方法研究[D];陕西师范大学;2012年
2 李涵;辽宁省农村土地规划管理问题研究[D];吉林大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王晏民;矢量曲线的特征点提取[J];测绘工程;2002年02期
2 张家庆;关于数字地球的构建[J];测绘科技动态;1999年03期
3 李天宏,薛安;地政管理信息系统的空间数据管理模式探讨[J];测绘通报;2000年10期
4 孙英君,陶华学;GIS空间分析模型的建立[J];测绘通报;2001年04期
5 宁津生;现代大地测量参考系统[J];测绘通报;2002年06期
6 何正国,杜娟;栅格地图网上发布系统[J];测绘通报;2003年01期
7 张永红,林宗坚,张继贤,甘梦龙;SAR影像几何校正[J];测绘学报;2002年02期
8 刘妙龙,吴原华;基于尺度的GIS空间资料表达模型[J];测绘学报;2002年S1期
9 柏延臣,李新,冯学智;空间数据分析与空间模型[J];地理研究;1999年02期
10 曾文,徐世文;地理信息系统中的常规网络分析功能及相关算法[J];地球科学;1998年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗睿;遥感图像信息系统的设计与分析[D];解放军信息工程大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 姚健;多维多分辨空间信息可视化技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
2 郑伟亮;海量空间信息互联网发布技术研究及其系统实现[D];西安电子科技大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;我国高性能计算领域标准化工作全面展开[J];信息技术;2008年05期
2 ;我国万亿次计算机已达99台[J];每周电脑报;2006年45期
3 ;曙光高性能计算领域多方合作——突出高效节能[J];每周电脑报;2008年14期
4 姚钢;;高性能计算机节能降耗要有标准可依[J];电子设计技术;2008年06期
5 马荟;;个人超级计算时代[J];互联网周刊;2008年18期
6 本刊编辑部;;高性能计算机节能标准快速推进[J];信息技术与标准化;2008年09期
7 李京;张焕杰;;中科大超算中心:发力学科探索[J];中国教育网络;2010年01期
8 李秋花;;我国推进高性能计算机服务器标准制定[J];信息技术与标准化;2010年03期
9 马荟;;曙光撞线[J];互联网周刊;2008年15期
10 边锋;;HPC的未来:回归应用[J];中国计算机用户;2009年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘菁;冯丹;;高性能计算机在河南省气象局的应用探讨[A];2011年中国气象学会气象通信与信息技术委员会暨国家气象信息中心科技年会论文摘要[C];2011年
2 陈国良;;高性能计算及其应用(节选)[A];“广东科协论坛第27期:高性能计算与技术创新”荟萃[C];2009年
3 孙凝辉;;高性能计算机的应用和发展[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年
4 曹平宽;;万亿次规模航空CFD并行算法技术初探[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
5 张鲁飞;程华;;高性能计算机容错技术综述[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2010年
6 林振山;;21世纪地理学思想与研究方法[A];中国地理学会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集[C];2004年
7 黄清南;梁晓光;张利发;;高性能计算机上光子输运的并行计算[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
8 赵君喜;;基于信号模型的最佳分数延迟滤波器设计方法[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
9 李云贵;张凯;王道堂;;高性能计算技术及其在土木工程中的应用[A];第十四届全国工程设计计算机应用学术会议大会报告文集[C];2008年
10 李清宝;曾光裕;张平;;“高性能计算机系统结构”课程改革与实践[A];中国电子教育学会高教分会2010年论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈华 通讯员 胡胜友;国产万亿次高性能计算机迈向产业化[N];工人日报;2009年
2 ;中国高性能事业再创辉煌[N];计算机世界;2009年
3 记者 张维维;新区成为国家计算高地[N];滨海时报;2010年
4 阿珍;HPC走向小型化,个人拥有HPC不是梦[N];电脑报;2010年
5 ;历军:致力于高性能计算机的自主创新[N];计算机世界;2010年
6 ;历军:冲击世界级高性能计算机高峰[N];计算机世界;2008年
7 郭异;我国高性能计算科研实力显著提升[N];中国教育报;2008年
8 本报记者 李晔;直面“挑剔”助“神算”[N];中国气象报;2009年
9 记者 黄海京;曙光推出首款个人高性能计算机[N];天津日报;2009年
10 本报记者 于春光 王握文 通讯员 司宏伟;天河一号诞生记[N];解放军报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙宏元;基于HPC的多分辨空间信息应用基础平台关键技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
2 傅霆;医学信号与图像的多尺度分析方法研究[D];电子科技大学;2003年
3 谭善文;多分辨希尔伯特—黄(Hilbert-Huang)变换方法的研究[D];重庆大学;2001年
4 纪跃波;多分辨时频分析理论与多功能时频分析系统的研究[D];重庆大学;2002年
5 袁修贵;多分辨分析理论与深度成像和地震数据处理[D];中南大学;2005年
6 齐星云;高性能计算机无缓存光互连网络技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 许启发;基于时间序列矩属性的金融波动模型研究[D];天津大学;2005年
8 吕淑萍;小波网络建模预报方法研究及其在股市预测中的应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 韩笑;人体手背静脉识别算法研究[D];吉林大学;2007年
10 余文革;变形时域建模仿真理论及其在微机械天线中的应用[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚健;多维多分辨空间信息可视化技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
2 田俊刚;高性能集群系统分析、设计与应用[D];西北工业大学;2004年
3 刘畅;基于多分辨地理信息系统的空间分析方法研究[D];西安电子科技大学;2004年
4 句彦伟;基于广义多分辨似然比和SVMMAR模型的SAR图像分割研究[D];西北工业大学;2005年
5 张朝阳;OTDR测试数据研究[D];北京工业大学;2003年
6 李强;多分辨小波网络的建模预报方法及其在股市中的应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 严家明;基于小波变换的数字图像去噪研究[D];西华大学;2006年
8 詹晖;电磁场数值计算中的时域多分辨方法[D];西安电子科技大学;2004年
9 牛俊英;三维景观多分辨率模型构建及其可视化技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
10 袁野;面向高性能计算机的并行图形绘制技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026