成果介绍
本项目基于广州超级计算中心,充分发挥超级计算机海量数据管理和高性能计算的能力,利用高性能计算(HPC)、并行存储等方面最新的研究成果,满足“智能城市”、“三规合一”的规划管理需求。项目成果是首个应用于广州超算中心天河二号的地理信息平台,也是利用“超算”系统为测绘地理信息服务的积极探索,具有极大的科学意义和实用价值,产生了良好的经济和社会效益。项目主要创新点包括:1、研究了海量地理空间数据的高效存储与管理方法基于分布式文件系统实现了空间数据的存储与管理,借鉴Hadoop分布式文件系统(HDFS),通过文件块(Block)复制技术实现空间数据的集群中的多节点同步索引备份与管理,在大规模的集群系统中各节点海量存储的实时同步,确保并行计算的正确高效执行;构建面向城市规划高性能栅格数据存取的多层四叉树空间数据索引结构,通过主节点的元数据索引机制,实现对各个子节点数据的有效检索。2、破解了云环境下高性能地学空间并行计算关键技术研究了地学空间的高性能并行计算方案,通过优化规划应用系统进程调度策略,使规划应用进程与高性能集群计算进程有机融合,共同实现高效稳定的地学计算;设计了面向多层四叉树空间索引的地学计算任务分解策略,实现基于索引最小单元的空间数据获取,从整体上提高地学计算的效率;采用了双层协同的并行容错机制,解决了由城市规划数据的海量性、运算的复杂性,以及集群本身稳定性等引起的节点失效、进程异常等问题。3、实现了基于服务聚合的地理信息高性能计算服务发布本项目基于SOA框架,将一组自治的、功能单一的空间信息服务按照指定的业务逻辑、合理的语义约束以及服务QoS等指标,进行动态的服务聚合,形成新的、增值的空间信息服务来实现复杂空间信息应用的需求;空间信息服务聚合是在聚合引擎支持下,通过服务链的规划、服务链的选择、抽象服务的实例化和服务链的执行等过程,实现地理信息高性能计算服务的封装与发布。4、完成了基于广州超算中心的高性能典型应用示范基于广州超算中心天河巨型机云计算服务,应用MPI集群并行计算技术,以城市规划应用中的典型涉及地理空间大数据的应用为例,进行了海量地理栅格数据的并行化处理,通过对并行计算的应用效果、运算性能和运行稳定性的分析,验证了本项目研究方案的可行性,实现了基于超级计算机的城市规划典型应用。
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