基于云計(jì)算的大規(guī)模曲面重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展。在石油、天然氣等礦物能源勘探中，大量運(yùn)用了曲面重建技術(shù)。曲面重建技術(shù)是逆向工程的一個(gè)重要分支，它的主要目的是通過(guò)有限的數(shù)據(jù)點(diǎn)，還原出最接近實(shí)際情況的曲面?，F(xiàn)今，勘探技術(shù)的提升使得地質(zhì)數(shù)據(jù)更加精細(xì)，地質(zhì)勘探的廣度也不斷加大，單臺(tái)計(jì)算機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足高精度的計(jì)算密集型大規(guī)模復(fù)雜曲面重建任務(wù)。本文回顧現(xiàn)有地質(zhì)曲面重建方法與流程，研究當(dāng)下主流的云計(jì)算系統(tǒng)框架，設(shè)計(jì)了一套針對(duì)大規(guī)模地質(zhì)曲面重建的私有云計(jì)算系統(tǒng)

2、。本文主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)與研究實(shí)現(xiàn)工作：
　?。?）在對(duì)現(xiàn)有地質(zhì)曲面重建算法和流程充分研究的基礎(chǔ)上，對(duì)單機(jī)曲面重建流程進(jìn)行創(chuàng)新性的重構(gòu)，設(shè)計(jì)出了能夠應(yīng)用于 Hadoop云計(jì)算框架的兩套Mapreduce任務(wù)。一套分塊MapreduceHadoop系統(tǒng)，解決單機(jī)內(nèi)存和計(jì)算能力不足的問(wèn)題。它將數(shù)據(jù)點(diǎn)切分成塊，計(jì)算任務(wù)被拆分為塊粒度并行。節(jié)點(diǎn)上的 map任務(wù)負(fù)責(zé)單個(gè)地形塊的曲面重建，reduce任務(wù)負(fù)責(zé)將重建好的各個(gè)地形塊

3、拼接起來(lái)形成最終的大規(guī)模曲面；另一套網(wǎng)格Mapreduce任務(wù)，解決曲面拓?fù)浜喜⒌膯?wèn)題。它將數(shù)據(jù)點(diǎn)以網(wǎng)格形式組織起來(lái)，計(jì)算任務(wù)被拆分為網(wǎng)格粒度并行。節(jié)點(diǎn)上的 map任務(wù)負(fù)責(zé)單個(gè)網(wǎng)格的三角網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)建，節(jié)點(diǎn)上的reduce任務(wù)負(fù)責(zé)所有網(wǎng)格的三角網(wǎng)融合。它們配合在一起工作，共同高效完成大規(guī)模曲面重建。
　?。?）云計(jì)算系統(tǒng)與曲面重建流程結(jié)合后拋出了幾個(gè)新問(wèn)題，本文提出了針對(duì)性的解決方案。從系統(tǒng)角度講，主要提出了數(shù)據(jù)均衡法解決Hadoop

4、系統(tǒng)中的地質(zhì)曲面重建任務(wù)可能存在的計(jì)算傾斜問(wèn)題，保證負(fù)載均衡；提出了幾個(gè)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)方法，使得云計(jì)算系統(tǒng)方便存取，保證了數(shù)據(jù)一致性。從算法角度講，提出了針對(duì)鄰接網(wǎng)格的Delaunay的快速拼接融合算法，解決復(fù)雜約束情況下的拼接問(wèn)題并且提高系統(tǒng)運(yùn)行效率；提出了帶斷層約束的塊邊界插值快速搜點(diǎn)算法，使得拼接處縫合規(guī)整，不會(huì)出現(xiàn)違背地質(zhì)規(guī)律的情況。
　?。?）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。本文對(duì)基于云計(jì)算的大規(guī)模曲面重建系統(tǒng)進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn)，并且采