Parallelization of the flow-path network model using a particle-set strategy     

Fangli Zhang 《International journal of geographical information science》2019,33(10):1984-2010

High-performance simulation of flow dynamics remains a major challenge in the use of physical-based, fully distributed hydrologic models. Parallel computing has been widely used to overcome efficiency limitation by partitioning a basin into sub-basins and executing calculations among multiple processors. However, existing partition-based parallelization strategies are still hampered by the dependency between inter-connected sub-basins. This study proposed a particle-set strategy to parallelize the flow-path network (FPN) model for achieving higher performance in the simulation of flow dynamics. The FPN model replaced the hydrological calculations on sub-basins with the movements of water packages along the upstream and downstream flow paths. Unlike previous partition-based task decomposition approaches, the proposed particle-set strategy decomposes the computational workload by randomly allocating runoff particles to concurrent computing processors. Simulation experiments of the flow routing process were undertaken to validate the developed particle-set FPN model. The outcomes of hourly outlet discharges were compared with field gauged records, and up to 128 computing processors were tested to explore its speedup capability in parallel computing. The experimental results showed that the proposed framework can achieve similar prediction accuracy and parallel efficiency to that of the Triangulated Irregular Network (TIN)-based Real-Time Integrated Basin Simulator (tRIBS).  相似文献   

Efficient GOCE satellite gravity field recovery based on least-squares using QR decomposition   总被引：3，自引：0，他引：3  

Oliver Baur  Gerrit Austen  Jürgen Kusche 《Journal of Geodesy》2008,82(4-5):207-221

We develop and apply an efficient strategy for Earth gravity field recovery from satellite gravity gradiometry data. Our approach is based upon the Paige-Saunders iterative least-squares method using QR decomposition (LSQR). We modify the original algorithm for space-geodetic applications: firstly, we investigate how convergence can be accelerated by means of both subspace and block-diagonal preconditioning. The efficiency of the latter dominates if the design matrix exhibits block-dominant structure. Secondly, we address Tikhonov-Phillips regularization in general. Thirdly, we demonstrate an effective implementation of the algorithm in a high-performance computing environment. In this context, an important issue is to avoid the twofold computation of the design matrix in each iteration. The computational platform is a 64-processor shared-memory supercomputer. The runtime results prove the successful parallelization of the LSQR solver. The numerical examples are chosen in view of the forthcoming satellite mission GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer). The closed-loop scenario covers 1 month of simulated data with 5 s sampling. We focus exclusively on the analysis of radial components of satellite accelerations and gravity gradients. Our extensions to the basic algorithm enable the method to be competitive with well-established inversion strategies in satellite geodesy, such as conjugate gradient methods or the brute-force approach. In its current development stage, the LSQR method appears ready to deal with real-data applications.  相似文献   

面向问题的空间应用表达与实现     

陈斌  黄凤茹  黄舟  彭霞  高勇  方裕 《地理与地理信息科学》2006,22(3):13-17

讨论空间应用的一种面向问题的表达方法与实现机制。为解决空间应用的描述问题,在建立时空一体化空间数据模型基础上,定义了对SQL进行扩展的时空复合查询语言,实现了对空间应用问题的非过程化描述;研究复杂空间应用的表达问题,讨论时空复合查询语言的限制,并在语言中引入流机制,通过空间应用问题的组合实现更为复杂的空间应用,并支持空间数据分布式计算;最后给出若干空间应用实例及其面向问题的表达。  相似文献   

P2P环境中的全局空间数据目录研究   总被引：9，自引：1，他引：9  

马修军  刘晨  谢昆青  李晨煜  雷小锋  高勇  陈斌 《地理与地理信息科学》2006,22(3):22-25

P2P计算通过大量自治的节点协作共享资源与计算,为空间数据和空间操作的分布提供了新的分布式计算模式。分布在不同Peer上的空间数据库节点通过P2P协作构成一个超级全局空间数据库,全局空间数据目录是P2P环境下快速定位空间数据资源和空间计算节点的关键技术。Peer数据库节点的数据模式、元数据、资源状态参数等抽象为一系列关键词集合。全局目录基于Peer空间数据库节点的外包矩形进行动态聚类并建立P2P环境下的空间索引,支持Peer空间数据库节点的动态加入和退出,支持复杂空间查询和关键词查询。该文给出了全局空间数据目录的组织模型、P2P空间数据索引及空间资源发现算法。  相似文献   

基于P2P的空间数据操作分布技术研究   总被引：1，自引：2，他引：1  

马修军  李晨煜  谢昆青  雷小锋  刘晨  陈斌  高勇 《地理与地理信息科学》2006,22(4):16-19

分布在不同节点的空间数据库通过P2P协作共同完成复杂的空间应用任务。提出一种基于P2P的空间数据操作分布的引擎设计:引擎根据空间应用任务的解析,在P2P网络中动态地选择最佳的执行引擎,通过P2P的消息和通信机制进行协作,共同完成复杂的空间计算和空间查询任务。P2P的执行机制避免了集中式执行引擎带来的网络拥塞和单点失效问题,提高了空间数据资源和计算资源协作的可靠性和可用性。  相似文献   

旅游信息系统建设模式探讨——以佛山市为例   总被引：6，自引：0，他引：6  

何素芳  罗平  徐颂  黄耀丽 《地域研究与开发》2002,21(4):65-68

作为当前旅游信息系统开发的两种主要基础平台，地理信息系统和多媒体制作系统都存在一定的缺陷。多媒体制作系统缺乏旅游地图的有效管理，空间查询，分析和统计功能，旅游地理信息系统则缺乏旅游信息的多媒体表达能力。从实用性和普及性出发，集合二者优点开发模式具有更大的推广应用价值。因此，论文提出在同一界面下基于GIS和多媒体集成的旅游信息系统开发模式；（1）在GIS中增加多媒体信息表达能力，以关系数据库为核心，把多媒体文件名信息存储在地理信息系统属性库，依靠多媒休段实现多媒体数据与地理信息系统图形和属性的关联，实现查询的基本概念；（2）在多媒体系统中开发部分GIS空间查询功能。以此思路，佛山科技学院GIS技术实验室利用VB进行GIS和多媒体二次开发，成功地完成了佛山旅游信息系统的设计和开发。  相似文献   

一种求气井二项式方程系数的新方法     

杨彦军  杨宇  张文喜 《矿物岩石》2003,23(2):108-110

针对开发早期气田缺乏产能试井资料的实际情况，由于无法用传统的压力降法计算产能方程，故而基于最优化算法，提出了一种利用稳定生产数据和井控储量求取气井产能方程系数的新方法。在只知道稳定生产数据情况下便可进行计算分析。该方法在气田进行了实际应用，并和实际资料以及传统试凑法计算的结果进行了比较，表明方法的计算结果较为可靠。  相似文献   

生态地理建模中的多尺度问题   总被引：29，自引：0，他引：29  

岳天祥  刘纪远 《第四纪研究》2003,23(3):256-261

本文在分析生态地理建模内涵的基础上,讨论了生态地理建模中的尺度转换问题、跨尺度相互作用问题、空间尺度与时间尺度的关联问题和多尺度数据处理问题.由于生态地理问题的非线性、生态环境的异质性和随机事件,简单的线性尺度转换方法远不能满足生态地理建模的要求.为了从根本上解决生态地理建模中的时空尺度问题,除需要运用微分几何学和等级理论等经典方法外,还需要引入格点生成法和网格计算等现代理论和技术手段.  相似文献   

一种在异构系统中实现负载平衡的方法   总被引：2，自引：3，他引：2       下载免费PDF全文

金之雁  王鼎兴 《应用气象学报》2003,14(4):410-418

提出了在异构系统实现负载平衡的区域分解算法和实现负载平衡的计算方法，利用它的负反馈性质解决了异构系统处理机计算速度测量误差造成的负载测量不准问题，并对处理机速度变化，速度测量误差、处理机数量、网格点计算量的分布等因素的影响进行了计算，结果表明本方法具有很强的平衡负载能力和较强的适应性；根据计算结果提出了解决模式网格点计算量不易测量问题的解决方案，并用扩散方程和模拟物理过程进行试验，试验表明这种方法是可行的，平衡负载的效果十分显著。  相似文献   

计算机网络的分布式计算环境及分布式处理     

胡振东  达汉桥  夏林元 《武汉大学学报(信息科学版)》1997,(3)

本文对网络计算模式、分布式计算环境以及分布式处理机能作了分析和探讨。  相似文献