空間計算域計算強度表面生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高性能地理計算技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間計算域計算強度表面生 成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 計算強度的表達(dá)是高性能計算中的需要解決的重要問題之一，在計算機科學(xué)領(lǐng) 域，計算強度可以簡單地根據(jù)計算任務(wù)的復(fù)雜度來進行度量，并為高性能并行計算提供支 持。在地理信息科學(xué)領(lǐng)域，空間計算域的計算強度的表達(dá)是高性能空間計算必須要解決的 首要問題，由于空間計算域具有空間異構(gòu)性，且影響其計算強度的因素復(fù)雜多樣，使得傳統(tǒng) 的計算強度表達(dá)方法難以有效地表達(dá)空間計算域的計算強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種一種空間計算域 計算強度表面生成方法，該方法能夠為空間計算域建立起計算強度表面，以實現(xiàn)對具有空 間異構(gòu)性的空間計算域的計算強度的有效表達(dá)，為高性能空間計算提供技術(shù)支持。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種空間計算域計算強度表面生 成方法，包括以下步驟：
[0005] 1)根據(jù)空間計算域的計算過程，分析影響空間計算域計算時間的計算強度影響因 素，選取空間計算域的計算強度特征；
[0006] 2)根據(jù)空間計算強度特征隨機生成一組空間計算域樣本；
[0007] 3)使用同一個空間計算類型，采集各個空間計算域樣本的計算時間；
[0008] 4)使用回歸分析方法，分析計算時間與計算強度特征之間的函數(shù)關(guān)系，獲得空間 計算域計算強度算式；
[0009] 5)為空間數(shù)據(jù)構(gòu)造空間計算域計算強度網(wǎng)格；
[0010] 6)使用計算強度算式計算各個計算強度網(wǎng)格單元所對應(yīng)的空間計算域的計算強 度；
[0011] 7)所有計算強度網(wǎng)格單元的計算強度計算完成，為空間數(shù)據(jù)生成最終的空間計算 域計算強度表面。
[0012] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明能夠為具有空間異構(gòu)特性的空間計算域建立起 計算強度表面，實現(xiàn)空間計算域計算強度的空間分布特性的有效表達(dá)。有助于高性能空間 計算中對空間計算域進行并行優(yōu)化，為大規(guī)?？臻g數(shù)據(jù)的實時處理與分析提供技術(shù)支持。
【附圖說明】
[0013] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0014] 圖1是本發(fā)明實施例的方法流程圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明實施例的一個實際的矢量數(shù)據(jù)；
[0016] 圖3是本發(fā)明圖2的矢量數(shù)據(jù)為例，采用本發(fā)明構(gòu)建的計算強度表面示意圖；
[0017] 圖4是本發(fā)明以矢量數(shù)據(jù)可視化這種空間計算域為例的計算強度表面生成方法 流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。
[0019] 如圖1所示，空間計算域計算強度表面生成方法流程圖，所包括以下步驟：
[0020] 步驟1)，對空間計算域的計算過程進行分解并逐個分析，分析影響空間計算域計 算時間的計算強度影響因素，包括頂點數(shù)、要素個數(shù)、可視化窗口大小、圖像格式、空間范 圍，根據(jù)相關(guān)分析結(jié)果中的相關(guān)系數(shù)和顯著性系數(shù)，將與空間計算域計算時間顯著相關(guān)的 影響因素選取為空間計算域的計算強度特征；
[0021] 步驟2)，根據(jù)空間計算強度特征隨機生成一組空間計算域樣本，每個樣本中記錄 各個計算強度特征的值；
[0022] 步驟3)，使用同一個空間計算類型，在同一硬件配置環(huán)境中執(zhí)行各個空間計算域， 采集各個空間計算域樣本的計算時間；
[0023] 步驟4)，使用回歸分析方法，分析空間計算域的計算時間與計算強度特征之間的 函數(shù)關(guān)系，得到函數(shù)中各個變量的系數(shù)和常量，建立空間計算域計算強度算式；
[0024] 步驟5)，設(shè)定計算強度網(wǎng)格大小，為空間數(shù)據(jù)構(gòu)造空間計算域計算強度網(wǎng)格；
[0025] 步驟6)，使用計算強度算式計算各個計算強度網(wǎng)格單元所對應(yīng)的空間計算域的計 算強度；
[0026] 步驟7)，當(dāng)所有計算強度網(wǎng)格單元的計算強度計算完成時，全體計算強度網(wǎng)格單 元構(gòu)成了空間計算域的計算強度表面，空間計算域的計算強度表面生成過程結(jié)束。
[0027] 本發(fā)明最明顯的不同在于通過構(gòu)造計算強度網(wǎng)格來為空間計算域生成計算強度 表面，實現(xiàn)了具有空間異構(gòu)特性的空間計算域的計算強度表達(dá)。
[0028] 實施例一：
[0029] 為了更清晰的說明本發(fā)明的思想，下面結(jié)合圖2至圖4以地理信息系統(tǒng)中常用的 矢量數(shù)據(jù)可視化這種類型的空間計算域為實施例進行進一步的說明，圖2展示的是本實施 例使用的矢量數(shù)據(jù)，使用的矢量數(shù)據(jù)是線要素類型，包含67034個線要素，總計6012037個 頂點，本實施例使用的計算強度網(wǎng)格大小設(shè)置為32行*32列，圖2為該矢量數(shù)據(jù)可視化空 間計算域計算強度表面效果圖，其空間計算域計算強度表面生成方法具體步驟如下：
[0030] 步驟200)、對矢量數(shù)據(jù)可視化過程進行分解，分析影響矢量數(shù)據(jù)可視化計算時間 的影響因素，根據(jù)相關(guān)系數(shù)和顯著性系數(shù)將要素頂點數(shù)X和要素個數(shù)η選取為空間計算域 的計算強度特征；
[0031] 步驟201)、根據(jù)要素頂點數(shù)X和要素個數(shù)η這兩個計算強度特征隨機生成一組矢 量數(shù)據(jù)可視化范圍，每個樣本中記錄下每個矢量數(shù)據(jù)可視化范圍中的各個要素的頂點數(shù)和 要素的個數(shù)；
[0032] 步驟202)、使用相同的矢量數(shù)據(jù)可視化方法，在同一硬件配置環(huán)境中生成各個矢 量數(shù)據(jù)可視化范圍對應(yīng)的矢量地圖圖像，采集各個矢量數(shù)據(jù)可視化空間計算域的圖像生成 過程計算時間；
[0033] 步驟203)、使用統(tǒng)計分析中的回歸分析方法，分析矢量數(shù)據(jù)可視化空間計算域的 計算時間與要素頂點數(shù)和要素個數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，得到函數(shù)中各個變量的系數(shù)和常量， 建立矢量數(shù)據(jù)可視化空間計算域的計算強度算式，如公式（1)所示：
[0034]
[0035] 其中，CI指可視化空間計算域的計算強度，X]指第j個要素所包含的頂點數(shù)，η指 要素總個數(shù)。
[0036] 步驟204)、設(shè)定計算強度網(wǎng)格大小為32行*32列，為矢量數(shù)據(jù)可視化空間計算域 構(gòu)造計算強度網(wǎng)格；
[0037] 步驟205)、使用矢量數(shù)據(jù)可視化空間計算域的計算強度算式（即公式（1))計算各 個計算強度網(wǎng)格單元所對應(yīng)的空間計算域的計算強度；
[0038] 步驟206)、當(dāng)所有計算強度網(wǎng)格單元的計算強度計算完成時，矢量數(shù)據(jù)可視化空 間計算域的計算強度表面生成過程結(jié)束，生成的計算強度表面能夠在二維空間中有效地表 達(dá)矢量數(shù)據(jù)可視化空間計算域的計算強度的空間分布，如圖3所示。
[0039] 應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種空間計算域計算強度表面生成方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 根據(jù)空間計算域的計算過程，分析影響空間計算域計算時間的計算強度影響因素， 選取空間計算域的計算強度特征； 2) 根據(jù)空間計算強度特征隨機生成一組空間計算域樣本； 3) 使用同一個空間計算類型，采集各個空間計算域樣本的計算時間； 4) 使用回歸分析方法，分析計算時間與計算強度特征之間的函數(shù)關(guān)系，獲得空間計算 域計算強度算式； 5) 為空間數(shù)據(jù)構(gòu)造空間計算域計算強度網(wǎng)格； 6) 使用計算強度算式計算各個計算強度網(wǎng)格單元所對應(yīng)的空間計算域的計算強度； 7) 所有計算強度網(wǎng)格單元的計算強度計算完成，即生成最終的空間計算域計算強度表 面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間計算域計算強度表面生成方法，其特征在于，所述步驟 1)中計算強度影響因素包括頂點數(shù)、要素個數(shù)、可視化窗口大小、圖像格式、空間范圍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空間計算域計算強度表面生成方法，包括以下步驟：步驟1）選取空間計算域的計算強度特征；步驟2）隨機生成一組空間計算域；步驟3）采集空間計算域的計算時間；步驟4）使用回歸分析方法，分析計算時間與計算強度特征之間的函數(shù)關(guān)系，獲得空間計算域計算強度算式；步驟5）為空間數(shù)據(jù)構(gòu)造空間計算域計算強度網(wǎng)格；步驟6）使用計算強度算式計算各個計算強度網(wǎng)格單元的計算強度；步驟7）為空間數(shù)據(jù)生成最終的空間計算域計算強度表面。本發(fā)明能為空間數(shù)據(jù)有效地建立起空間計算域計算強度表面，以適應(yīng)具有空間異構(gòu)特性的空間計算域，實現(xiàn)計算強度的空間表達(dá)，為高性能空間計算提供支持。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號】CN105138819
【申請?zhí)枴緾N201510442158
【發(fā)明人】郭明強, 關(guān)慶鋒, 謝忠, 吳亮, 羅顯剛, 黃穎
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月24日