基于网格平台的DEM生成分布式算法的研究与实现

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数字高程模型,是一种表示三维空间连续起伏状态的数学模型,广泛地应用在各行业中。现在DEM的表示方法已经有很多,主要有基于不规则三角网TIN的建模方法和基于规则格网的建模方法等。其中,基于规则格网的建模方法具有采样方法简单、计算机存储方便的特点,而且适合图像的计算、分析和处理,所以是目前应用最普遍的DEM模型。   在很多情况下,采集的DEM原始数据大多以离散点的形式存储。在实际应用中时,需要先转化为规则格网数据。这个过程需要通过插值算法来达到,一般的插值算法都具有计算密集型的特点。在数据量较大时,使用单机来进行插值运算就会显得较为缓慢,需要引入并行计算来解决这个问题。   作为并行计算技术的一个重要分支,网格计算是架构在网格基础设施之上的一种问题求解模式。它可将地理上分散的各种资源整合成一台超级计算机,从而实现资源共享与协同工作,它代表了一种崭新的资源共享和协同工作模型。与普通并行计算相比,网格计算具有独立于平台、编程语言和成本低廉的优势。网格计算的出现为DEM插入提供了新的解决途径。   本文的主要工作如下:   第一:在DEM内插并行算法方面,首先分析现有DEM插入算法在效率、成本等方面的不足之处,提出了使用网格计算来解决这个问题,并分析了其优越性。   第二,在介绍DEM内插算法和网格计算的基础之上,本文对使用网格计进行DEM内插的并行算法的架构进行了分析,提出可以使用网格计算来进行DEM的插值。   最后,本文基于一个开源的网格平台研究项目Globus,分析其网格环境创建工具包GT4,并借鉴现有网格服务编程的模型,对基于离散点生成规则格网的架构进行设计和初步实现。
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