基于云計算的大規(guī)模曲面重建系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機輔助設(shè)計與地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展。在石油、天然氣等礦物能源勘探中，大量運用了曲面重建技術(shù)。曲面重建技術(shù)是逆向工程的一個重要分支，它的主要目的是通過有限的數(shù)據(jù)點，還原出最接近實際情況的曲面?，F(xiàn)今，勘探技術(shù)的提升使得地質(zhì)數(shù)據(jù)更加精細，地質(zhì)勘探的廣度也不斷加大，單臺計算機已經(jīng)無法滿足高精度的計算密集型大規(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)下主流的云計算系統(tǒng)框架，設(shè)計了一套針對大規(guī)模地質(zhì)曲面重建的私有云計算系統(tǒng)

2、。本文主要在以下幾個方面進行了創(chuàng)新設(shè)計與研究實現(xiàn)工作：
　?。?）在對現(xiàn)有地質(zhì)曲面重建算法和流程充分研究的基礎(chǔ)上，對單機曲面重建流程進行創(chuàng)新性的重構(gòu)，設(shè)計出了能夠應(yīng)用于 Hadoop云計算框架的兩套Mapreduce任務(wù)。一套分塊MapreduceHadoop系統(tǒng)，解決單機內(nèi)存和計算能力不足的問題。它將數(shù)據(jù)點切分成塊，計算任務(wù)被拆分為塊粒度并行。節(jié)點上的 map任務(wù)負責(zé)單個地形塊的曲面重建，reduce任務(wù)負責(zé)將重建好的各個地形塊

3、拼接起來形成最終的大規(guī)模曲面；另一套網(wǎng)格Mapreduce任務(wù)，解決曲面拓撲合并的問題。它將數(shù)據(jù)點以網(wǎng)格形式組織起來，計算任務(wù)被拆分為網(wǎng)格粒度并行。節(jié)點上的 map任務(wù)負責(zé)單個網(wǎng)格的三角網(wǎng)拓撲構(gòu)建，節(jié)點上的reduce任務(wù)負責(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。
　?。?）云計算系統(tǒng)與曲面重建流程結(jié)合后拋出了幾個新問題，本文提出了針對性的解決方案。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)可能存在的計算傾斜問題，保證負載均衡；提出了幾個不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲方法，使得云計算系統(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題并且提高系統(tǒng)運行效率；提出了帶斷層約束的塊邊界插值快速搜點算法，使得拼接處縫合規(guī)整，不會出現(xiàn)違背地質(zhì)規(guī)律的情況。
　?。?）系統(tǒng)實現(xiàn)與測試。本文對基于云計算的大規(guī)模曲面重建系統(tǒng)進行了編程實現(xiàn)，并且采