面向数据依赖关系的数字地形分析并行化研究

发布时间：2017-04-11 21:23

  本文关键词：面向数据依赖关系的数字地形分析并行化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着并行计算技术的快速发展,在空间数据爆炸式增长的背景下,并行数字地形分析研究逐渐成为数字地形分析重点研究领域之一。然而单纯地将传统串行数字地形分析算法并行化,往往由于算法内部计算的依赖关系、并行计算平台等因素的影响而不能得到相应的并行效率。因此,面向数据依赖型的数字地形分析算法的并行化研究具有重要意义。同时,将并行数字地形分析在并行计算平台下的运行过程进行优化可以进一步提高并行算法的执行效率。首先,本文针对不同类型的数字地形分析算法中的地形因子计算过程进行分析,总结数字地形分析算法并行化的数据依赖关系。根据局部地形分析算法和全局地形分析算法的数据依赖关系,分析相应数字地形分析算法的并行策略,本文提出了一种面向数据依赖关系的分层调度模型,并分析了分层调度模型的可用性。其次,分析了调度模型在具体数字地形分析算法中的应用,本文将调度模型引入到并行数字地形分析算法优化设计中,并以可视域分析算法、具有依赖关系的流域分析算法、最短路径算法等为例进行了深入分析。再次,通过分析分布式集群环境的输入输出以及节点通信的效率,以及并行地形分析算法在分布式集群环境下的数据读入和分发特征,本文提出了一种并行数字地形分析算法的数据读取及通信处理优化策略,实现了对分布式集群环境下的并行数字地形分析算法的读取、发送、写入过程的优化处理。最后,本文对局部数字地形分析算法冗余数据划分并行策略、分层调度模型优化策略、并行数字地形分析算法的输入输出及通信处理优化策略分别进行了实验验证。通过不同实验数据的实验结果表明,本文所提出的优化算法能够提高并行地形分析算法的并行计算效率。
【关键词】：并行计算 数字地形分析 数据依赖 分层调度 数据分发
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP338.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 数字地形分析并行化研究10-12
• 1.2.2 并行数字地形分析读写策略研究12
• 1.3 论文主要工作12-13
• 1.4 论文结构13-14
• 第二章 并行数字地形分析综述14-26
• 2.1 数字地形分析14-18
• 2.1.1 概述14-15
• 2.1.2 数字高程模型15-16
• 2.1.3 数字地形分析算法分类16-18
• 2.2 并行计算18-22
• 2.2.1 并行计算平台18-19
• 2.2.2 并行算法设计策略19-20
• 2.2.3 并行算法评价及其复杂性分析20-22
• 2.3 并行数字地形分析22-25
• 2.3.1 数据划分方法22-23
• 2.3.2 数字地形分析算法并行化23-25
• 2.4 小结25-26
• 第三章 面向数据依赖型数字地形分析算法并行化研究26-49
• 3.1 数字地形分析算法的数据依赖特征26-30
• 3.1.1 局部数字地形分析算法的依赖特征26-28
• 3.1.2 全局数字地形分析算法的依赖特征28-30
• 3.2 基于数字地形分析算法依赖特征的并行化30-37
• 3.2.1 局部数字地形分析算法的并行化30-33
• 3.2.2 全局数字地形分析算法的并行化33-37
• 3.3 基于数据依赖的并行数字地形分析算法的分层调度模型37-48
• 3.3.1 面向数据密集型并行算法的分层调度模型37-41
• 3.3.2 分层调度模型在并行数字地形分析算法中的应用41-48
• 3.4 小结48-49
• 第四章 并行数字地形算法在集群环境下的优化策略49-57
• 4.1 集群环境下并行数字地形分析数据输入输出方法49-52
• 4.1.1 基于NFS的DEM数据读取写入策略49-51
• 4.1.2 常规DEM数据读取写入策略51-52
• 4.2 DEM数据优化读取写入策略52-55
• 4.3 小结55-57
• 第五章 实验与结果分析57-64
• 5.1 局域数字地形分析算法的并行化实验与结果分析57-59
• 5.2 分层调度模型在并行最短路径算法优化实验与结果分析59-61
• 5.3 分布式环境下数据读取分发优化策略实验与结果分析61-63
• 5.4 小结63-64
• 第六章 总结64-66
• 6.1 论文总结64
• 6.2 工作展望64-66
• 参考文献66-70
• 在校期间参加的科研项目与科研成果70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 宋青;汪小帆;;最短路径算法加速技术研究综述[J];电子科技大学学报;2012年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨坤;可视域分析算法的并行化与容错研究[D];南京师范大学;2014年

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本文编号：300019