中国地震网格试验系统中资源管理与作业调度研究-资源管理和作业动态分配模型ProRMJS的建立me

通过分析与研究建立资源管理和作业动态分配ProRMJS模型,解决了中国地震灾害仿真网格试验系统（CEDAGrid）中网格科学计算平台在初期建设中存在的一些资源管理方面的问题. 针对网格科学计算平台默认各个计算节点均能提供计算服务的问题,ProRMJS通过ldquo;计算池rdquo;这一虚拟组织为调度器分发作业提供支撑;而调度器则根据计算池中各个节点的计算能力和状态,动态分配任务,这样就保证了计算平台的稳定性. 针对默认各个计算节点均能完成任务的问题, ProRMJS通过监控各个节点所负担作业的运行进度和设定作业时间阈值来管理作业运行. 对于各个节点计算能力大小的区别, ProRMJS通过对各个节点计算性能的权值量化,实行按ldquo;需rdquo;分配作业. 对各个节点计算性能的权值量化, ProRMJS是通过综合考虑各个因素对机器计算能力大小的影响后通过加权计算的方式完成的,从而提高了整个计算平台的工作效率. 最后通过实现地震应力触发科学计算实例验证了方案的有效性,为网格技术在地震领域内的进一步应用作了有意义的探索.      

基于多GPU的Harris角点检测并行算法

提出了一种基于多图形处理器(graphic processing unit,GPU)设计思想的Harris角点检测并行算法,使用众多线程将计算中耗时的影像高斯卷积平滑滤波部分改造成单指令多线程(single instruction multi-ple thread,SIMT)模式,并采用GPU中共享存储器、常数存储器和锁页内存机制在统一计算设备架构(com-pute unified device archetecture,CUDA)上完成影像角点检测的全过程。实验结果表明,基于多GPU的Har-ris角点检测并行算法比CPU上的串行算法可获得最高达60倍的加速比,其执行效率明显提高,对于大规模数据处理呈现出良好的实时处理能力。     

论地理国情监测的技术支撑

地理国情监测是新时期空间信息科学的重要使命。对地理国情监测的必要性和内容进行了讨论,逐一剖析了空天地一体化遥感技术、全球卫星导航定位技术、网格GIS技术、地理信息网络服务、多维时空数据挖掘技术、空间信息云计算技术等在地理国情监测中的地位和作用、面临的问题和发展建议,以期为全面实现地理国情的定期监测、日常监测和应急监测奠定技术基础。     

DEM与地形分析的并行计算

总结了数字高程模型构建、特征提取等并行算法的研究进展,概述了不同并行算法的主要内容;探讨了DTA并行技术在海量地形数据可视化和高性能地学计算的应用,随着DEM的需求日益增大,高精度、高分辨率DEM产品及其附加服务也逐步产品化。最后,通过分析并行计算发展的关键问题,提出DTA并行技术的研究趋势及研究意义,合适的数据划分和结果融合策略、通用并行算法、容错机制和负载均衡策略的设计是今后研究的重要内容,尤其是如何在多种计算模式共同发展的背景下利用并行计算解决地学难题,从而得到更接近现实世界地理环境的模拟,并扩大数字地形分析的应用范围。     

云计算及其在地理信息工程中的应用

云计算是网格计算及分布式计算、并行计算发展到一定阶段后衍生出来的,是这些计算方法的商业实现。云计算是一种新型的计算模型,其基础体系结构属于云计算的技术层次,主要说明系统属性和设计思想;云计算的服务集合源于服务类型,说明能带给客户什么。云计算的核心技术有数据存储技术、数据管理技术、编程模型和云安全。云计算在地理信息工程和地理空间信息网格计算中有着广泛的应用前景。     

MatDEM-fast matrix computing of the discrete element method

Discrete element method can effectively simulate the discontinuity, inhomogeneity and large deformation and failure of rock and soil. Based on the innovative matrix computing of the discrete element method, the high-performance discrete element software MatDEM may handle millions of elements in one computer, and enables the discrete element simulation at the engineering scale. It supports heat calculation, multi-field and fluid-solid coupling numerical simulations. Furthermore, the software integrates pre-processing, solver, post-processing, and powerful secondary development, allowing recompiling new discrete element software. The basic principles of the DEM, the implement and development of the MatDEM software, and its applications are introduced in this paper. The software and sample source code are available online (http://matdem.com).     

基于微服务架构的地震站网全流程一体化监控平台设计与实现

地震站网全流程一体化监控平台是基于微服务框架,应用数据库、通信、并行计算等传统信息技术,结合新兴的云计算、大数据进行建设的信息服务平台。该平台采用Hadoop分布式处理方案,应用Spring Cloud框架搭建,进行Docker容器封装,以标准RESTful API作为服务接口的微服务架构,实现了各应用服务模块之间的高内聚、低耦合及灵活、可扩展的特性,最终实现对地震台站运行的实时监测、高效运维和一体化管理。     

网格GIS及其在数字油田中的应用探讨

数字油田是解决当前油田智能化管理问题的最好途径。该文分析了当前油田建设中所面临的问题,结合油田在勘探开发中的实际需要,特别就当前数字油田建设中所面临的共性问题,在分析现有油田技术及发展需求的基础上,指出了基于中间件的分布式网格GIS技术是解决当前数字油田领域中所存在的问题的最佳方式,并讨论了其实现过程。     

基于通用计算的涪江中段径流模拟研究

为了提高传统径流汇流模拟的时效性,提出了一种基于通用计算的径流汇流模型。模型采用纳维-斯托克斯作为基础方程。首先,文章探讨了利用通用计算进行径流汇流模拟的实现方法并设计了模拟计算流程。然后,以涪江流域中段为研究区域,将流域内25个常规站和区域站的实况降水数据为数据源,分别利用本文径流汇流模型和FloodArea模型对流域进行径流模拟,并将两种模型模拟结果与水文站实测数据进行对比分析。结果发现,基于通用计算的径流汇流模型不仅在模拟效率上相对于FloodArea模型有很大程度的提高,而且模拟结果具有更小的水位变化误差,与水文站实测水文数据具有更好拟合效果。模拟时效性和结果准确性的同时提升表明本文的径流汇流模型对暴雨洪涝预警预报具有重要的意义。     

多地震属性体实时融合三维可视化技术

多属性融合技术是近年来针对单一属性的局限性而发展起来的一项新技术。通过研究三维空间中多种地震属性体实时融合技术,提出了一种实现方案。采用八叉树结构有效进行数据的动态管理,基于Shader编程技术,利用GPU可编程管线加速,实现多属性体融合的三维可视化。基于该方案,研发了三维可视化多属性体融合系统,实现了基于RGB映射和属性加权的两种融合技术,保证了多属性体高质量实时融合渲染,通过实际应用取得了良好效果。