基于互联网的大地电磁正反演分布式计算系统研究

发布时间：2020-06-05 08:02

【摘要】：本文设计并构建了一个基于互联网的大地电磁正反演分布式计算系统。该系统基于互联网技术,利用JavaEE(Java Platform,Enterprise Edition)和JPPF(Java Parallel Processing Framework)进行构建,能将现有的算法程序整合到系统中,具备向Internet用户提供统一的分布式计算服务的能力;针对地球物理勘探方法多样,数据多源异构的特点,利用JSON(JavaScript Object Notation)语言对算法程序的数据文件进行了抽象描述,规范了不同类型数据文件的存储和管理方法。本文对大地电磁一、二维正演理论进行了研究,设计并实现了大地电磁一维层状正演程序和大地电磁二维矩形双二次插值有限单元正演程序。同时,在研究大地电磁反演理论的基础上,利用K均值聚类分析改进了大地电磁非线性反演中的遗传算法。利用典型数学函数对改进后的遗传算法进行了测试,结果表明该算法能从一定程度上避免过早陷入局部最优的问题,算法收敛速度较快。使用改进后的遗传算法,设计并实现了大地电磁一、二维非线性反演程序。大地电磁正反演分布式计算系统中支持安装Java语言程序、Python语言程序以及其它普通的EXE程序。目前,能通过互联网向用户提供如下数据处理服务:大地电磁一维正演计算服务、大地电磁二维双线性有限单元正演计算服务、基于遗传算法的大地电磁一、二维非线性反演计算服务、大地电磁一维Occam反演服务。为了验证计算系统和计算服务的可用性和准确性,在互联网环境下对系统进行了应用测试,测试结果表明在计算量相等的情况下,分布式计算系统能够提高任务的计算效率;同时利用相关模型验证了基于互联网的大地电磁正反演计算服务的正确性。
【图文】：

响应模式,互联网,工作原理图

第 2 章大地电磁正反演及其互联网程序研究运行在互联网上的算法程序与运行在单机上的算法程序主要区别在于用户与的交互方式不同。在单机上，，用户直接运行程序，并提供输入数据即可，整个及到跨域互联网的过程。而通过互联网运行时，用户无法直接操作 Web 服务器，只能通过浏览器发送请求，并接收服务器传回的响应。因此就需要提供相应组件，让用户能够便捷的操作数据，并浏览服务器传回的计算结果。在这一过程中浏览器使用 HTTP 协议（HyperText Transfer Protocol）或 HTTPypertext Transfer Protocol Secure）进行网络通信，请求和响应的内容使用 perText Markup Language）语言进行规范的定义，Web 服务器中的资源使用iform Resource Locator）进行定位。基于互联网的请求响应工作原理如图 2-

格图,正演,程序输入,编辑界面

用不4序于续用时借助浏不涉及到任4）一维正演序计算结束输出文AppResTLayer_Layer_RLayer_T于输出文件续的程序输图 2-3 大地浏览器通过互任何本地文演程序输出束后将输出件名称 The.png _F.csv Rho.csv heta.csv 件存储在服输出均提供电磁一维正演互联网即可件的操作过出四个文件，表 2 2 一维地表视频率各个频点的各个频务器，因此相应的压缩演程序输入文可直接编辑参过程。具体见表维正演程序输含义视电阻率和相率列表（赫兹的视电阻率（频点的相位（此系统提供压缩和下载机文件模板的编参数，修改2-2。输出文件列表位图）欧姆米）度）压缩和下载机制，故不再编辑界面截图改后提交服务文件格图片逗号分隔的逗号分隔的逗号分隔的载机制，允许再累述。图务器保存即格式片的字符串的字符串的字符串许用户下载即载
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P631.325

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