基于PVM的网络并行计算在遥感图像处理中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第20卷第10期计算机仿真2003年1O月文章编号：1006—9348(2003)10—0055—02基于PVM的网络并行计算在遥感图像处理中的应用张润梅，李利军(华中科技大学水利水电及数字化工程学院，湖北武汉430074)摘要：并行虚拟机PVM是一种通用的网络并行程序开发环境，大数据量的地形图像处理若采用并行计算将会提高处理速度，尤其在DEM的可视化方面。该文结合“数字清江”项目中地形图像处理的具体问题，对利用基于PVM的微机网络平台进行并行计算做了有

2、益的探索。关键词：并行计算；图像处理；可视化中图分类号：TP393；TP391．4文献标识码：AI网络并行计算平台简介数，并借助pvmd来与其它进程进行通信和协调。当指定了构成并行虚拟机的节点后，可以从控制台手工网络并行计算需要一个并行计算环境，PVM(ParallelVirttmlMachine)便是一种可移植的消息传递并行编程环境，进行主机或任务的添减，启动、停止、监控PVM程序，也可以它可以把多个异构的计算机组织起来成为一个易于管理的、通过写配置文件来完成并从本地启动daemon进程，由dae-

3、可扩展的、易编程使用的并行计算资源。它的各个计算结点m0n进程在相应的节点上各自启动其它进程，它们之间可以可以是共享存储或分布式存储的多处理机或者是向量超级互相通信，共同管理各并行任务的执行和通信情况，从而构计算机、专用的图形、标量工作站或微机。这些异构的计算成了一个并行虚拟机。并行任务之间的通信实际上是通过节点可以通过多种网络(比如Ethemet、FDDI等)互联，成为一各pvmd3daemon进程来实现的，因此每个pvnd3进程都起着个网络计算虚拟机。用户的计算任务被分配到各个计算节不可估量的作用

4、。点上，多个节点并行运算，从而实现粗粒度的并行。它使局域网络增加了新的功能，一方面作为通常意义的网络用于信2地形图像并行处理分析息交换和资源共享，另一方面可以用作并行计算。作为应用背景的数字清江项目的开发中，基础数据的处Linux作为网络操作平台，对Intemet有强大的支持能力。理是非常关键的。数字清江所用到的数据除了传统的地图同时，Linux系统也是很有发展前途的支持并发开放的操作信息外，更多的是利用专业软件对遥感影像处理而成的系统。从性能和费用等方面考虑，在支持网络并行计算的操DEM。作系统中优

5、先选择了Linux。1)遥感数字图像处理的计算特征【]：下面简要介绍Linux操作系统下并行环境的构建。①计算量大。若地形GR1D网格的间距为10米×10米，1)PVM环境的建立、编译和联接按此网格标准生成的数据量约为1300万点／像对，而项目中在linux7．1中已经带有PVM的软件包，在安装时可以选所有的航拍照片约有300个像对，数据量太大，显然，顺序处择，所以只需设置几个环境变量(以bshshell为例)，主要有：理己不能满足极大量的数据运算要求，这促成了遥感图像处PVMROOT=／$HOME／

6、pyre3—理对并行处理技术的客观需求；PVMDPATH=$PVMROOT／lib／pvmd——②每个数据点上的计算形式相同(除边界外)。将区域PATH=$PVM—ROOT／lib：$PATH分成若干小区域，则问题可以化为若干个规模较小、关于小exportPVMROOTPVMDPATHPATH———．区域的子问题。然后启动rsh，rlogin服务，机器间可以进行互相访问。③变量之间的交互作用是局部的。即在每一个数据点此时再从一台机器的控制台启动PVM，并添加其它节点，这上的计算中，只需用到较小距离内的

7、邻近点上的值。台机器控制主进程的运行，其它机器节点运行从进程，相互后两个特征说明遥感数字图像处理具有内在的并行性，之间可以进行通信。建立基于微机、工作站集群的分布式并行图像处理系统，将2)工作原理有利于实时处理海量数字图像系统的实用化。为了提高并PVM应用程序由分布在虚拟机上的多个进程构成，每个行分布计算的执行效率，必须尽量减少处理节点间的通讯。进程负责完成一定的计算和处理任务，通过调用PVM库函然而，要有效控制数据通讯量，只能通过对遥感图像数据进行恰当的划分来实现。文献[1]并行图像处理中的分类问题

8、收稿日期：2002—09—20与数据划分有密切联系，针对不同的图像处理类型可以分别一55～维普资讯http://www.cqvip.com制定出相应的数据划分策略。本文采用按矩阵块的划分方4并行时存在的问题式，通过控制消息传递函数，使之恰好传送所需的远程数据。数字图像处理在日常生活和科学研究中起着重要的作2)数字高程模型DEM(Digita1Eleva6onMode1)用。但由于图像数据的庞大，传统的串行图像处理算法效率DEM是地形表面的一个数据(或数字