本文關(guān)鍵詞：太陽磁場圖像的實時采集和分布式存儲系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

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【摘要】：本文以中國科學(xué)院國家天文臺懷柔太陽觀測基地為研究應(yīng)用背景,主要工作包括兩個方面：一,設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于GPU的太陽磁場實時觀測系統(tǒng)；二；實現(xiàn)了一個基于Hadoop的大規(guī)模太陽圖像存儲平臺。兩項工作成果已經(jīng)在中科院國家天文臺懷柔太陽觀測站投入觀測的常規(guī)運(yùn)行和大量歷史數(shù)據(jù)的在線存儲。 太陽磁場觀測一般需要多幀單色像疊加以得到磁場靈敏度較高的圖像,而這種觀測方式下就需要對采集到的每幀圖像進(jìn)行位移相關(guān)操作。但隨著CCD(charge-coupled device)硬件效率的提高,現(xiàn)有觀測系統(tǒng)已無法跟上CCD的采集速度。文本設(shè)計并實現(xiàn)了基于GPU (Graphics processing unit)并行計算的新一代太陽磁場實時觀測系統(tǒng),該系統(tǒng)重新設(shè)計并擴(kuò)展了原有系統(tǒng)的功能,實現(xiàn)了對采集圖像的實時并行位移疊加處理。主要涉及工作如下： 第一,通過CUDA (Compute Unified Device Architecture)框架利用GPU并行計算實現(xiàn)了位移疊加算法,大大提高了算法效率,滿足了相關(guān)觀測的實時性要求。實驗分析了位移疊加算法實現(xiàn)的每一個步驟并進(jìn)行了針對性的優(yōu)化。 第二,擴(kuò)充并重新設(shè)計了整個觀測系統(tǒng),提供了交互式的位移疊加區(qū)域選擇和其他的相關(guān)功能,增加了系統(tǒng)的易用性。 另一方面,傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)存儲方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代太陽觀測海量數(shù)據(jù)存儲要求。本文實現(xiàn)了國家天文臺懷柔太陽觀測基地(HSOS)基于Hadoop的分布式數(shù)據(jù)存儲平臺。它實現(xiàn)了海量太陽觀測數(shù)據(jù)安全可靠的存儲、管理、檢索、讀取和維護(hù),并滿足數(shù)據(jù)動態(tài)增長以及對存儲數(shù)據(jù)的分布式批量處理的要求。主要內(nèi)容如下： 第一,根據(jù)太陽圖像數(shù)據(jù)的特點設(shè)計了大規(guī)模太陽圖像存儲平臺,引入了新的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)。應(yīng)用分布式存儲技術(shù)實現(xiàn)海量太陽觀測數(shù)據(jù)的可靠存儲、讀取、管理和擴(kuò)容,保證了數(shù)據(jù)的一致性和安全性。 第二,實現(xiàn)了平臺的各個功能,包括對十多種不同保存形式的歷史數(shù)據(jù)的智能分析上傳,觀測數(shù)據(jù)的快速展示和查詢,批量太陽圖像下載和簡單的圖像分布式計算框架。 現(xiàn)階段兩個系統(tǒng)均已在懷柔太陽觀測站投入使用。太陽磁場實時觀測系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行超過一年,得到了大量較高質(zhì)量的磁場圖像；大規(guī)模太陽圖象存儲系統(tǒng)已完成Ha全日面望遠(yuǎn)鏡近30年所有觀測數(shù)據(jù)的全部分類歸檔,并提供所有上傳數(shù)據(jù)的查詢、下載等服務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：1271951