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基于微办事与OpenAcc的遥感信息加快提取体系学习与实现

日期:2021年01月15日 编辑:ad201107111759308692 作者:龙8 论文网 点击次数:155
论文价钱:50元 论文编号:lw202101081510308563 论笔墨数:32055 所属栏目:职称论文颁发
论文地域:中国 论文语种:中文 论文用处:职称论文 Thesis for Title

本文是一篇职称论文颁发,本文以遥感图象的植被指数提取算法为背景展开学习,以归一化植被指数为例,将原有提取算法改良。在阐发多种并行体例的优错误谬误后,本文提出了基于单卡和双卡的异步多流的 OpenAcc 并行情势,将加快算法集成至遥感信息加快提取体系中并终究考证了基于异步多流的 OpenAcc 并行情势的实在有用性。


第 1 章 绪论


1.1 学习背景及意思

1.1.1 学习背景

跟着大数据时期的到来,云端互联与办事计较等技术的飞速成长,具备丰硕功效,为社会出产糊口带来便利性的各种软件体系应运而生。浩繁软件企业接纳差别的软件开辟情势与软件开辟体系,逐步丰硕并完美了软件生态体系。在此根本上,跟着软件功效不时扩大、用户负载量逐步增加等成长标题题目,软件生态体系中模块与组件之间的挪用依靠干系也变得愈来愈庞杂[1]。为了在软件体系组件与数据敏捷迭代的情形下确保软件生态体系的不变性,处置点对点集成中扩大才能弱,维护本钱高与多接口开辟的标题题目,开辟职员提出了面向办事体系架构,即 SOA。SOA 中包罗了多个办事,办事之间彼此自力且彼此依靠,各办事经由进程网络彼此挪用。跟着挪动互联网的成长,面向办事体系架构逐步呈现了办事办理有用性差、体系更新才能弱、体系可用性差等弊病。是以,开辟职员提出了使营业加倍办事化和组件化的微办事架构。

微办事的观点是 2014 年 Martin Fowler 起首提出的。微办事架构的焦点理念是将庞杂的应用体系以自力营业单元的情势分化为多个办事,每一个办事能够或许接纳差别的实现技术,以轻量级、更矫捷的体例停止自力设计、开辟、安排。运转于自力的历程中,组成高度内聚的自治单元,能够或许防止办事之间争用数据库缓和存资本带来的标题题目。代码易懂得且开辟效力高,办事可扩大性强。微办事架构由多个组件配合组成,此中的每一个组件都是自力的单元,能够或许停止自力安排。微办事供给了办事注册与发明、负载平衡等组件。办事注册与发明组件能够或许注册并保管各个办事地点的呆板和端标语;负载平衡组件能够或许从一个办事的多台呆板当挑选一台到达负载平衡的目标。

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1.2 国际外学习近况

1950 年月以来,以苏联和美国为首的国度发射了天然卫星、TIROS、ESSA、ATS的景象形象卫星和载人宇宙飞船,进而不时成长遥感行业。20 世纪末期,美国发射的 IKNOS卫星成了有史以来第一颗遥感图象精度到达 1 米的遥感卫星,这是人类遥感史上的里程碑。我国于 1970 年初次发射了天然地球卫星,在 1975 年初次操纵前往式卫星获得了卫星的遥感图象。遥感专题产品已在地理数据的学习、资本信息的获得、天然灾难的防治、农业遥感监测和水质监测等多方面获得了普遍应用。

1.2.1 微办事学习近况

微办事是最近几年来新兴的办事架构。2010 年,南京大学的翟晓娟、聂娜等人学习面向办事架构实际,利用面向办事的阐发体例设计了具备疏松耦合、自力自治等特征的编目微办事,并在代码层实现了微办事的自在组配[5]。2011 年,中国学习院的吴振新对那时持久保管体系的架构停止学习,并指出了其矫捷性和扩大性方面的缺乏。其次先容了微办事的特色和成长进程。经由进程对微办事在持久保管体系的两个典范应用的学习,指出微办事在持久保管范畴的怪异上风和成长远景[6]。2015 年,上海交通大学的李会一设计了基于微办事架构的聪明社区应用办事与资本办理体系。实现了撑持长办事的资本办理子体系,实现了应用办事的注册、发明、监控、挪用统计、容量评价等功效[7]。2019 年,电子科技大学的吴为经由进程对现阶段微办事的支流框架和动静中间件在体系中的利用等各方面的先容,阐发设计了基于微办事的 AP 装备云办理体系,使体系机能知足现在须要[8]。

遥感行业不时成长,遥感信息加快提取体系全体架构也在不时地成长与晋升,遥感信息加快提取体系在遥感图象的加载、处置、信息提取等方面有着持久的应用与成长。

2009 年,相干职员开辟了基于 ASP.NET 架构的 Web 遥感信息提取体系并实现了专题信息提取,该体统架构与 IDL 相连系挪用 The Environment for Visualizing Images 遥感影象处置平台停止开辟[9]。2016 年,电子科技大学阐发设计了环球生态环境遥感专题产品出产与办事体系,该体系为 javaweb 体系,以 Hadoop 散布式计较平台作大数据的阐发和处置。体系首要对环球环境监测指数和草原干旱指数产品算法集群并行化[10]。跟着挪动互联网的疾速成长和体系功效的逐步丰硕,以后遥感信息加快提取体系的办事便利性和开辟可扩大性有所缺乏,微办事架构以其按需伸缩、疾速扩容等特色能够或许知足不时成长的社会出产须要。

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第 2 章 基于微办事的体系架构设计


2.1 体系阐发与设计

2.1.1 体系阐发

遥感信息加快提取体系按照用户的须要能够或许别离为以下三局部:遥感速递、焦点加快、遥感数据展现。体系的具体功效别离如图 2-1 所示。

图 2-1 遥感信息加快提取体系办事别离

遥感速递是遥感信息加快提取体系中一个对于遥感信息的办事模块。该办事的首要功效是展现遥感信息,先容遥感技术。遥感速递办事模块首要用于向利用该体系的用户展现最新的遥感新闻。该办事模块首要分为三个小模块,别离是遥感新闻列表,遥感新闻展现和遥感技术先容。遥感新闻列表将展现国际为最新的多项遥感新闻资讯供用户挑选;遥感新闻展现则具体展现用户挑选的相干遥感新闻内容;遥感技术先容对国际外前沿的遥感技术停止具体申明。

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2.2 数据库设计

遥感信息加快提取体系的数据库设计从微办事的架构动身,每一个焦点微办事设计零丁的数据库表,知足体系顶用户和办理员的须要。从用户的须要和可行性阐发动身,对遥感信息加快提取体系的数据库停止阐发和设计。用 UML 图中的 E-R 图来展现数据库设计的实体干系。

遥感信息加快提取体系是利用 MySQL 数据库停止数据库的搭建和设计,同时搭建FTP 文件办事器存储遥感图象文件,知足用户上传遥感图象文件,请求并行加快计较和获得遥感图象计较成果等功效;办理员具备上传遥感速递,先容遥感技术等功效。体系的 E-R 图如图 2-5 所示。

图 2-5 遥感信息加快提取体系微办事 E-R 图

数据库设计分为多张表,将用户和办理员设计为两张表,利用户和办理员的体系办理便利疾速化。在遥感信息加快提取体系中,用户首要须要是对遥感信息的获得和对遥感图象文件的处置。办理员的首要功效是办理背景履行算法的数据和上传遥感速递,先容遥感技术等。

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第 3 章 基于 OpenAcc 的并行情势学习.................19

3.1 算法流程设计.........................19

3.1.1 图象处置技术.....................19

3.1.2 算法流程概述.......................20

第 4 章 体系实现................................33

4.1 开辟环境...................................33

4.2 焦点功效模块....................................34

第 5 章 总结与瞻望.................................45

5.1 总结..............................45

5.2 瞻望.............................46


第 4 章 体系实现


4.1 开辟环境

为了利用户在视觉、时候上具备杰出的休会感,遥感信息加快提取体系须要有较高的及时性,并具备疾速应答多用户同时拜候的才能,且全体界面设计简洁友爱。同时因为硬件须要,算法的加快须要在一台具备两块或两块 GPU 以上的计较节点中履行。现将遥感信息加快提取体系分为高机能计较办事器节点、体系开辟办事器节点和 FTP文件办事器节点。高机能计较办事器节点担任对遥感图象的植被指数提取算法停止并行加快,体系开辟办事器节点担任名目全体的开辟,FTP 文件办事器节点担任存储到场并行加快计较前后的遥感图象。

体系开辟办事器节点全体机能参数目标见表 4-1。

表 4-1 网站开辟节点机能参数目标

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第 5 章 总结与瞻望


5.1 总结

本文以遥感图象的植被指数提取算法为背景展开学习,以归一化植被指数为例,将原有提取算法改良。在阐发多种并行体例的优错误谬误后,本文提出了基于单卡和双卡的异步多流的 OpenAcc 并行情势,将加快算法集成至遥感信息加快提取体系中并终究考证了基于异步多流的 OpenAcc 并行情势的实在有用性。上面将一一阐述自己实现的各个科研使命:

(1) 设计了基于单卡异步多流、双卡异步多流的 OpenAcc 并行情势,并对两种 OpenAcc 并行情势停止尝试认证。以归一化植被指数算法为学习工具,对照阐发了串行情势与两种 OpenAcc 并行情势的耗损时候,罗列单卡异步多流、双卡异步多流的加快比,并对两种 OpenAcc 并行情势停止标准误差检测,阐述申了然两种 OpenAcc 并行情势的可行性。

(2) 根据拟定出的异步多流的 OpenAcc 并行情势,阐发并设计了遥感信息加快提取体系。接纳散布式、多节点协同的设计理念搭建了完全的微办事框架,并将体系中的焦点加快与遥感数据展现办事集成至框架中。体系别离为三个焦点模块:遥感速递办事模块,该模块为用户供给及时的遥感热门信息和前沿遥感技术。加快处置办事模块,该模块是体系的焦点,将基于单卡异步多流、双卡异步多流的 OpenAcc 并行情势应用在加快处置

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