基于扫描法在复杂地层剖面图绘制中的应用

论述了基于扫描线填充算法的理论和适用填充剖面图的数据结构．同时应用该算法采用Delphi和OpenGL绘制了某地质工程实例的二维、三维复杂地质填充剖面图，并取得了较好效果．     

高性能计算技术在气象领域的应用

高性能计算通过应用超级计算机与并行处理技术解决复杂的计算问题,是信息技术发展比较迅猛的领域之一。气象应用始终是高性能计算的重要领域,高性能计算技术有效地解决了高分辨率、高精度气象数值预报模式发展限制,在气象预报预测业务中发挥着核心支撑作用。数十年以来,由于数值天气模式研究和业务运行对计算资源的强烈需求,国内外气象领域高性能计算机及应用迅速发展起来。气象领域对高性能计算能力及系统的可靠性需求日益提升。高性能计算技术将与气象预报应用日益融合,相互影响促进,不断创新发展。为满足气象预报预测业务和科研工作需求,中国气象部门将进一步提升高性能计算能力,并致力于优化集约高性能计算系统布局,高效管理计算资源,发挥最大效益。     

蒸发专用雨量器雨量误差的分析

本文根据观测规范中“为了计算蒸发量准确和方便起见,在多雨季节应增设一个蒸发用的雨量器”的规定.于1999年6月安装蒸发专用雨量器,并进行对比观测,将定时日雨量(下称R日)和蒸发专用雨量(下称R蒸)进行比较,从两者的差别(R日-R蒸,下称Δ)论证新装雨量器存在的必要性和降水差值的变化范围及观测中需注意的问题.……     

北京气候中心气候系统模式研发进展——在气候变化研究中的应用

较全面地介绍了北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)研发所取得的一些进展及其在气候变化研究中的应用,重点介绍了全球近280 km较低分辨率的全球海-陆-气-冰-生物多圈层耦合的气候系统模式BCC_CSM1.1和110 km中等大气分辨率的BCC_CSM1.1(m),以及大气、陆面、海洋、海冰各分量模式的发展。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)气候系统模式均包含了全球碳循环和动态植被过程。当给定全球人类活动导致的碳源排放后,就可以模拟和预估人类活动对气候变化的影响。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)已应用于IPCC AR5模式比较,为中外开展气候变化机理分析和未来气候变化预估提供了大量的试验数据。还介绍了BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)参与国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大量试验分析评估结果,BCC_CSM能够较好地模拟20世纪气温和降水等气候平均态和季节变化特征,以及近1000年的历史气候变化,所预估的未来100年气候变化与国际上其他模式的CMIP5试验预估结果相当。初步的分析表明,分辨率相对高的BCC_CSM1.1(m)在区域气候平均态的模拟上优于分辨率较低的BCC_CSM1.1。     

高性能计算系统性能评测方法及其应用

为满足国家级气象数值模式业务系统对高性能计算资源不断增长的需求,提供规模更大、性能更优的高性能计算支撑平台,在高性能计算系统引进工作中开展了基于气象数值模式应用的高性能计算系统性能评测技术研究。该文将行业标准与实际业务应用相结合,设计了高性能计算系统性能评测方案,建立了中国气象局气象行业高性能计算系统性能评测模型。共选取10个测试程序,分别对单节点性能、网络性能和加速比等8个指标进行了测试和量化评分,并对主要测试结果中具有代表性的气象要素场进行了物理意义合理性检查。评测结果表明:评测方案设计合理,评测模型研究取得较好效果,保障了高性能计算系统引进工作顺利完成。     

基于地理国情普查成果的城市建成区绿化覆盖快速化提取研究

城市绿化覆盖是地表自然要素的重要指标,也是城市生态文明的体现,随着城市化的高速发展及环境变化,城市绿化空间分布及其使用功能受到高度重视。据此,作为地理国情普查拓展调查内容,基于地理国情普查成果,应用国产遥感卫星影像数据,采用遥感影像处理技术、城市绿化覆盖自动提取技术和景观格局分析技术,快速提取了城市建成区绿化覆盖现状并开展景观格局分析。所提方法可快速、全面地研究城市绿化用地组成及景观格局,评价城市绿地分布的合理性,为城市绿地空间布局优化提供建议,为城市绿地规划建设提供科学数据,为政府城市管理提供决策依据。     

滨州市冰雹灾害特征分析及区划研究

根据滨州市1983~2016年7个国家自动站、91个乡镇冰雹灾害(以下简称雹灾)资料,用最小二乘法、MannKendall非参数检验、t-滑动检验等方法对冰雹特征进行分析;以灾损指数为指标基于GIS平台对雹灾进行区划。结果表明:(1)滨州市年雹灾频次年际间变化起伏较大,总体为缓增趋势,2003年前后为显著性突变点变化趋势剧增。(2)滨州市雹灾频次月分布具有明显的不均匀性,总体趋势呈抛物线型。(3)滨州市雹灾出现频次地域差异较大,东部沿海地区为多发区,中部地区为低发区。(4)滨州市冰雹重灾区出现在滨州北部沾化区,中灾区出现在博兴县、惠民中西部及沾化—无棣交界地带,轻灾区分布在无棣—阳信—惠民北部地区及滨城、邹平大部分地区。     

BCCAGCM模式在神威·太湖之光系统的优化

开展气象数值模式在神威·太湖之光系统的移植与优化,对研究模式与新型计算架构的适应性有重要意义。该文以BCCAGCM模式为研究对象,将其移植到神威·太湖之光全国产异构众核计算系统,进行性能分析,对模式动力框架和物理过程计算结构进行调整,将计算核心段采用OpenACC技术进行众核加速优化,大量代码进行算法重构。结果表明:各核心段计算效率基本达到未优化的3倍左右,最高可达14倍左右,将各核心段集成,形成异构众核集成版本,可正确、稳定运行,计算误差合理。在不同并行规模,采用从核对模式整体计算进行加速效果比较稳定,基本保持在1.9倍,26000核并行规模动力试验并行效率约70%,其他试验约为57%。     

基于GPU-OpenACC的气候模式加速优化研究

为使数值模式适应异构架构在高性能计算领域的快速发展趋势,本文基于OpenACC语言,对气候模式BCC_AGCM3.0中动力框架三段程序段进行GPU加速优化试验。通过异步执行设置、循环内移、数据管理及向量参数化配置等方式,对模式中计算密集部分程序段进行GPU加速并行化,并进行了优化运行效率对比及正确性验证。试验结果表明,BCC_AGCM3.0模式中三段程序段GPU加速后效率提升均在3倍以上,BCC_AGCM气候模式全球涡度均方根相对误差控制在一定范围之内。加速方法及策略对于数值天气气候模式在异构环境下的移植与优化具有一定参考价值。     

一个精细粒度实时计算资源管理系统

由于相应业务系统软件的缺乏,国家级气象高性能计算机的资源管理措施落后于能力建设的发展。对此,该文提出了一个精细粒度实时计算资源管理系统。系统设计紧密围绕着目前竞争最为激烈的计算资源,采用资源虚拟单元GCU作为资源使用的计量单位,屏蔽了不同高性能计算机系统的体系结构差异,实现了计算资源细粒度的统一量化统计。系统可分为用户接口层、资源管理层、HPC系统层等3个层次,根据与网格平台软件不同结合方式以两种方式运行。在国家气象信息中心完成了系统的研发、部署和试验运行,根据试验运行的部分数据进行了用户单位和用户个人的计算资源使用的统计分析。目前,计算资源管理系统成果已成功应用到国家级气象高性能计算机计算资源的业务管理工作中。