專利名稱：一種分布式環(huán)境中空間分析方法的計算代價編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布式環(huán)境中的空間分析方法的計算代價編碼方法，以及建立在 該編碼方法基礎(chǔ)上的計算代價評估和預(yù)測系統(tǒng)，主要用于分布式環(huán)境中空間信息服務(wù)的質(zhì) 量管理和空間信息服務(wù)的并行化處理。
背景技術(shù)：
當(dāng)前分布式環(huán)境中的空間分析技術(shù)也稱空間信息處理技術(shù)主要指局域網(wǎng)或是 廣域網(wǎng)條件下的空間信息處理技術(shù)，包括面向網(wǎng)絡(luò)的分布式空間對象技術(shù)和面向Web的 空間信息服務(wù)技術(shù)。面向網(wǎng)絡(luò)的分布式對象技術(shù)有采用Corba(Common Object Request BrokerArchitecture)技術(shù)的分布式對象、米用 DCom(Distributed Component Object Model)技術(shù)的分布式組件和采用WPS (Web Processing Service)技術(shù)的空間信息Web服務(wù) 等。通過這些分布式對象或是Web服務(wù)技術(shù)可以將本地化的空間分析計算封裝為可以遠(yuǎn)程 訪問的分布式空間信息服務(wù)，這樣可以讓空間信息為更多的用戶提供服務(wù)，既提高了空間 信息的價值，又為拓展空間信息的應(yīng)用提供了更多技術(shù)手段。在空間分析技術(shù)中分布式環(huán)境中計算代價預(yù)測是一個技術(shù)難點(diǎn)問題，對于空間分 析計算也是這樣。當(dāng)前分布式計算代價預(yù)測沒有通用的方法，計算代價預(yù)測方法都面臨方 法的通用性和預(yù)測的準(zhǔn)確性之間的矛盾。在分布式環(huán)境中，要取得較為準(zhǔn)確的計算代價預(yù) 測結(jié)果，不同類型的空間分析具有不同的計算代價模型，需要有不同的計算代價預(yù)測公式。當(dāng)前分布式環(huán)境中空間分析的性能預(yù)測需求主要來源于兩個方面，一個方面是分 布式環(huán)境中空間信息服務(wù)的質(zhì)量管理，通過預(yù)測空間服務(wù)在不同配置下的性能，可以為分 布式空間服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)做出良好的規(guī)劃；另一個方面的應(yīng)用需求來源于分布式環(huán)境下并 行計算，在分布式環(huán)境下，如果存在提供同樣服務(wù)的多個空間分析計算時，可以采用數(shù)據(jù)并 行或是任務(wù)并行的方式來提高空間分析計算的速度，在設(shè)計并行方案時空間分析計算代價 預(yù)測就必不可少了。當(dāng)前在分布式環(huán)境中，缺乏一種可以同時表達(dá)不同類型空間分析計算代價的表達(dá) 方法，也缺乏一種能同時適用于多種空間分析計算代價預(yù)測系統(tǒng)，這給分布式環(huán)境中空間 信息服務(wù)的質(zhì)量管理或分布式環(huán)境中空間信息的并行化處理帶來了很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種分布式環(huán)境中空間分 析方法的計算代價的XML編碼方法，以及建立在該編碼方法基礎(chǔ)上的計算代價評估和預(yù)測 系統(tǒng)。，該方法可以為分布式環(huán)境中空間信息服務(wù)的質(zhì)量管理或分布式環(huán)境中的空間信息 并行方案優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支撐，大大提高了空間信息數(shù)據(jù)的并行處理能力。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種分布式環(huán)境中的空間分析方法的計算代價XML編碼方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)分布式環(huán)境中空間分析方法的計算代價公式采用XML進(jìn)行編碼，其中的XML編碼元素包括系數(shù)常量、系數(shù)變量、特征變量、算術(shù)運(yùn)算符、數(shù)學(xué)函數(shù)，將上述XML編碼元 素按照需求組合起來即得到所述計算代價公式；所述系數(shù)常量用XML元素constant表示， 該元素定義中可以包含一個可以轉(zhuǎn)化為數(shù)值常量的字符表達(dá)；所述系數(shù)變量用XML元素 variable表達(dá)，用字符名稱的方式表示公式中的一個系數(shù)變量；所述特征變量用XML元素 property表達(dá)，用字符名稱的方式表示公式中具有特定語義的特征變量；所述算術(shù)運(yùn)算符 包括“加”、“減”、“乘”和“除”四種類型，對應(yīng)XML表達(dá)式中XML元素為add、sub、mul和 div ；所述數(shù)學(xué)函數(shù)用XML元素function表達(dá)，通過該元素名中的屬性name識別數(shù)學(xué)函數(shù) 類型；在基于XML編碼的計算代價公式中存在一個根元素(root) equation，作為計算代價 公式的容器，將所有的XML元素包含在該根元素中。所述特征變量的名稱由兩部分構(gòu)成，即由“類別名.特征名”形式的文本構(gòu)成，其 中“類別名，，有三種類別“輸入數(shù)據(jù)Input”、“機(jī)器運(yùn)行監(jiān)測Machine”或“網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)測 Network”，當(dāng)有多個輸入數(shù)據(jù)時，通過Inputl、Input2…標(biāo)識空間分析方法中的輸入數(shù)據(jù)順 序，特征名則依附于類別名，不同類別擁有不同類型的特征。當(dāng)所述特征變量名稱的類型是空間類型數(shù)據(jù)輸入時，特征名具有明確的空間數(shù)據(jù) 統(tǒng)計特征相關(guān)的語義，如“Input. Bounds"標(biāo)識輸入空間數(shù)據(jù)集的外包多變性；” Input. Pixels”標(biāo)識遙感類型輸入數(shù)據(jù)的像素總數(shù)。(2)根據(jù)三種類型的計算代價公式的計算相應(yīng)類型空間分析方法的計算代價值?；赬ML編碼的分布式環(huán)境中空間分析方法的計算代價公式有三種類型，第一種 類型的計算代價公式為同時具有系數(shù)變量和特征變量的計算代價公式，不可以直接求值， 在具體分布式系統(tǒng)環(huán)境下，通過計算代價評估系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練后求取計算代價公式的 系數(shù)變量，從而轉(zhuǎn)化為第二種類型的計算代價公式；第二種類型的計算代價公式是只具有 參數(shù)變量的計算代價公式，它通過計算代價評估系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)輸入信息評 估第二種計算代價公式獲取特征變量的值，然后才可以求值，從而轉(zhuǎn)化為第三種類型的計 算代價公式；第三種類型的計算代價公式是不包含任何變量的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的計算代價公 式，可以直接求值，通過第三種類型的計算代價公式即可最終獲取相應(yīng)的空間分析方法的 計算代價值；計算代價評估系統(tǒng)包括訓(xùn)練數(shù)據(jù)集管理模塊、空間分析方法訓(xùn)練模塊和計算代價 公式評估模塊，其中a.訓(xùn)練數(shù)據(jù)集管理模塊負(fù)責(zé)管理各種訓(xùn)練數(shù)據(jù)，包括遙感影像數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù) 集，并通過數(shù)據(jù)預(yù)分析獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)的特征信息，為空間分析方法的計算代價公式的快速 訓(xùn)練提前進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；b.空間分析方法訓(xùn)練模塊通過設(shè)置訓(xùn)練數(shù)據(jù)作為空間分析方法的處理對象，對部 屬在某個服務(wù)器中的空間分析方法發(fā)起調(diào)用請求，并通過網(wǎng)絡(luò)日志系統(tǒng)獲取訓(xùn)練用例的統(tǒng) 計信息，訓(xùn)練模塊通過收集空間分析方法的所用空間數(shù)據(jù)特征信息和實(shí)際訓(xùn)練運(yùn)行結(jié)果統(tǒng) 計信息，為代價公式評估提供信息準(zhǔn)備；c.計算代價評估模塊利用空間分析方法訓(xùn)練模塊獲取的空間數(shù)據(jù)特征信息和訓(xùn) 練結(jié)果統(tǒng)計信息，結(jié)合第一種類型計算代價公式，建立關(guān)于計算代價公式中系統(tǒng)變量的線 性方程組，并通過線性方程組的自動求解獲取系數(shù)變量的值，從而將第一種類型計算代價 公式轉(zhuǎn)化為第二種類型計算代價公式；
所述計算代價預(yù)測系統(tǒng)包括輸入數(shù)據(jù)分析模塊、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模塊和空間分析 計算代價預(yù)測模塊，其中a.輸入數(shù)據(jù)分析模塊對待處理輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲取輸入數(shù)據(jù)特征變量值；b.監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模塊通過訪問外部存在的分布式系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)獲取當(dāng)前空間分 析服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，獲取機(jī)器或是網(wǎng)絡(luò)特征變量值；c.空間分析計算代價預(yù)測模塊通過上述步驟獲取的特征變量值，結(jié)合當(dāng)前空間分 析方法通過上述步驟3所獲取的第二種類型計算代價公式，將其轉(zhuǎn)化為第三種類型的計算 代價表達(dá)公式，從而直接獲得計算代價值；
(3)將步驟(2)最終獲取的空間分析的計算代價值應(yīng)用于分布式空間分析方法的 管理中，可以評估當(dāng)前空間分析服務(wù)在不同計算資源上的執(zhí)行效率，從而為當(dāng)前分析服務(wù) 進(jìn)行資源優(yōu)化配置，提高執(zhí)行效率；當(dāng)應(yīng)用于空間分析方法的并行化時，可以通過計算代價 值來分析在不同計算資源上的執(zhí)行效率，從而對并行化執(zhí)行方案進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明通過XML編碼方式可以同時表達(dá)不同 類型空間分析方法的計算代價公式，并建立了一種能同時適用于多種空間分析方法的計算 代價評估和預(yù)測系統(tǒng)，通過評估系統(tǒng)運(yùn)用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集求取公式中的系數(shù)變量值，并通過特 別設(shè)計的預(yù)測系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)輸入信息評估計算代價公式，計算出相應(yīng)的空 間數(shù)據(jù)計算代價值，計算代價值為分布式環(huán)境中空間信息服務(wù)的質(zhì)量管理或分布式環(huán)境中 的空間信息并行方案優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支撐。。


圖1為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過程流程圖；圖2為本發(fā)明中的計算代價評估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖2中空間分析方法訓(xùn)練模塊流程圖；圖4為圖2中的計算代價評估模塊流程圖；圖5為本發(fā)明的計算代價預(yù)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖6為圖4中計算代價預(yù)測模塊工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明中采用的術(shù)語進(jìn)行一下說明?；拘g(shù)語(1)空間分析方法指矢量空間數(shù)據(jù)、遙感空間數(shù)據(jù)等空間信息的基本處理方法， 包括矢量數(shù)據(jù)的拓?fù)浞治觥⑦b感數(shù)據(jù)處理方法和空間信息的專業(yè)分析方法等。(2) XML編碼即采用XML (Exensible Markup Language，即可擴(kuò)展標(biāo)識語言)形式 進(jìn)行內(nèi)容的文本編碼。(3) XML Schema 是XML編碼表達(dá)的文本內(nèi)容的模式定義，定義XML編碼文檔中所 出現(xiàn)的元素類型的類型定義，以及這些元素在XML文本內(nèi)容中的出現(xiàn)次序和頻率等。本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)了一種基于XML編碼的分布式環(huán)境中不同類型空間分析方法 計算代價表達(dá)方法、基于該編碼公式的計算代價評估和預(yù)測系統(tǒng)，其中一種基于XML編碼 的分布式環(huán)境中空間分析方法計算代價公式表達(dá)方法，包括下列XML元素系數(shù)常量、系數(shù)變量、特征變量、算術(shù)運(yùn)算符、數(shù)學(xué)函數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在基于XML編碼的計算代價公式的XML Schema定義中，存 在一個抽象元素Expression,其類型為ExpressionType,定為<xsd:element name = “ expression“ type = “ ExpressionType “ abstract =〃 true" /><xsd:complexType name = " ExpressionType" abstract = " true" />ExpressionType是計算代價公式中所有XML元素的基類。在本發(fā)明的實(shí)施例中，計算代價公式中的系數(shù)常量用XML元素constant表示，該 元素定義中可以包含一個可以轉(zhuǎn)化為數(shù)值常量的字符表達(dá)，定義為<xsd: element name = “ constant “ type =〃 ConstantType" substitutionGroup =〃 expression" /><xsd: complexType name =，，ConstantType，，><xsd:complexContent mixed =，，true，，><xsd:extension base =，，ExpressionType，，/></xsd:complexContent)</xsd:complexType)在本發(fā)明的實(shí)施例中，代價公式中的系數(shù)變量用XML元素variable表達(dá)，用字符 名稱的方式表示公式中的一個系數(shù)變量，包含系數(shù)變量的公式無法直接求值，公式中的系 數(shù)變量需要通過計算代價評估系統(tǒng)，釆用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練后才可求出該參數(shù)的適用值，定 義為<xsd: element name =，，variable，，type =，，VariableType，，substitutionGroup =” expression" /><xsd: eomplexType name =，，VariableType，，><xsd:complexContent mixed =，，true，，><xsd:extension base =，，ExpressionType，，/></xsd:complexContent)</xsd:complexType)在本發(fā)明的實(shí)施例中，代價公式中的特征變量用XML元素property表達(dá)，用字符 名稱的方式表示公式中具有特定語義的特征變量，定義為<xsd: element name =，，property，，type =，，PropertyType，，substitutionGroup =” expression" /><xsd: complexType name =，，PropertyType，，><xsd:complexContent mixed =，，true，，><xsd:extension base =，，ExpressionType，，/></xsd:complexContent)</xsd:complexType)在本發(fā)明的實(shí)施例中，特征變量的名稱由兩部分構(gòu)成，即由“類別名.特征 名”形式的文本構(gòu)成，其中“類別名”有三種類別“輸入數(shù)據(jù)(Input)”、“機(jī)器運(yùn)行監(jiān)測 (Machine)”或“網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)測(Network)”。當(dāng)有多個輸入數(shù)據(jù)時，通過Inputl、Input2…
7標(biāo)識空間分析方法中的輸入數(shù)據(jù)順序。特征名則依附于類別名，不同類別擁有不同類型的 特征。本發(fā)明的實(shí)施例中，所定義的特征變量如表1所示。表1特征變量定義表 在本發(fā)明的實(shí)施例中，代價公式中的算術(shù)運(yùn)算符包括“加”、“減”、“乘”和“除”四 種類型，對應(yīng)XML表達(dá)式中XML元素為add、sub、mul和div，定義如下<xsd:element name =，，add，，type =，，BinaryOperatorType，，substitutionGroup =” expression" /><xsd:element name =，，sub，，type =，，BinaryOperatorType，，substitutionGroup =” expression" /><xsd:element name =，，mul，，type =，，BinaryOperatorType，，substitutionGroup =” expression" /><xsd:element name =，，div，，type =，，BinaryOperatorType，，substitutionGroup =” expression" /><xsd:complexType name = ”BinaryOperatorType”><xsd:complexContent><xsd:extension base =，，ExpressionType，，/><xsd: sequence)<xsd:element ref = "expression"minOccurs =，，2，，max0ccurs =，，2，，/></xsd: sequence)</xsd:complexContent>
</xsd:complexType>在本發(fā)明的實(shí)施例中，計算代價公式中的數(shù)學(xué)函數(shù)用XML元素function表達(dá)，通 過該元素名中的屬性name識別數(shù)學(xué)函數(shù)類型，定義如下<xsd: element name =，，function，，type =，，F(xiàn)unctionType，，substitutionGroup =” expression" /><xsd: complexType name =，，F(xiàn)unctionType，，><xsd: complexContent><xsd: extension base =，，ExpressionType，，><xsd: sequence)<xsd: element ref = ” expression，，minOccurs =，，0”maxOccurs =” unbounded”/〉</xsd: sequence)〈xsd: attribute name =”name，，type =，，xsd: string”use = "required V></xsd: extension)</xsd:complexContent></xsd:complexType)在本發(fā)明的實(shí)施例中，在基于XML編碼的計算代價公式中存在一個根元素(root) equation，是計算代價公式的容器，其定義為<xsd: element name =，，equation，，，type =，，EquationType，，/>〈xsd: complexType name =，，EquationType，，>〈xsd: sequence)〈xsd: element ref =，，expression，，></xsd: sequence)</xsd:complexType)在本發(fā)明的實(shí)施例中，代價公式包括三種不同抽象程度的代價公式類型，第一種 是同時具有系數(shù)變量和特征變量的代價公式，一般是某種類型空間分析方法的計算代價模 型通用的表達(dá)方式，不與具體的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)生直接關(guān)系，不可以直接求值；第二種是只 具有參數(shù)變量的代價公式，該公式一般用來表達(dá)某種類型空間分析方法在某個計算機(jī)和網(wǎng) 絡(luò)上運(yùn)行時的代價公式，這種類型公式需要有專用系統(tǒng)獲取特征變量的值，然后才可以求 值；第三種類型是不包含任何變量的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的代價公式，可以直接求值，這種公式只 在空間分析方法輸入?yún)?shù)確定、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)信息充分的情況下才可以獲得。任何代 價公式只有最終轉(zhuǎn)化為第三種類型代價公式時才可以被求值。針對具體類型分布式空間分析方法，首先存在的都是第一種類型計算代價公式， 在具體分布式系統(tǒng)環(huán)境下，通過計算代價評估系統(tǒng)求取計算代價公式的系數(shù)變量，從而轉(zhuǎn) 化為第二種類型的代價公式；當(dāng)算法的輸入也明確，而且可獲取系統(tǒng)監(jiān)測信息情況下，可 通過計算代價預(yù)測系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化為第三種類型的代價公式，從而獲取最終的計算代價預(yù)測值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，存在某種類型遙感數(shù)據(jù)處理方法，假設(shè)它的第一種類型計 算代價公式為
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a氺Input· Pixels+b(1)其中a、b為系統(tǒng)變量，Input. Pixels為特征變量，在本發(fā)明一個實(shí)施例中，公式⑴表達(dá)為<equation><add><mul><variable>a</variable>
<property>Input. Pixels</property></mul><variable>b</variable></add></equation>下面以公式(1)為一個實(shí)施例，闡述計算代價評估系統(tǒng)和預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作流程。在本發(fā)明中，要求所有的第一種類型計算代價公式中的系統(tǒng)變量都是線性的，從 而為計算代價評估系統(tǒng)的成功執(zhí)行提供先決條件。計算代價評估系統(tǒng)主要目標(biāo)是獲取第一種類型計算代價評估公式中的系統(tǒng)變量 值，如圖2所示，該系統(tǒng)包括訓(xùn)練數(shù)據(jù)集管理模塊、空間分析方法訓(xùn)練模塊和計算代價公式 評估模塊，具體功能如下a.訓(xùn)練數(shù)據(jù)集管理模塊負(fù)責(zé)管理各種訓(xùn)練數(shù)據(jù)，包括遙感影像數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù) 集，并通過數(shù)據(jù)預(yù)分析獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)的特征信息，為空間分析方法計算代價公式的快速訓(xùn) 練提前進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。B.空間分析方法訓(xùn)練模塊通過設(shè)置訓(xùn)練數(shù)據(jù)作為空間分析方法的處理對象，對部 屬在某個服務(wù)器中的空間分析方法發(fā)起調(diào)用請求，并通過網(wǎng)絡(luò)日志系統(tǒng)獲取訓(xùn)練用例的統(tǒng) 計信息，如圖3所示，空間分析方法訓(xùn)練模塊通過收集空間分析方法的所用空間數(shù)據(jù)特征 信息和實(shí)際訓(xùn)練運(yùn)行結(jié)果統(tǒng)計信息，為計算代價公式評估提供信息準(zhǔn)備。c.計算代價評估模塊是評估系統(tǒng)的核心模塊，模塊的工作流程如圖4所示。該模 塊利用空間分析方法訓(xùn)練模塊獲取的空間數(shù)據(jù)特征信息和訓(xùn)練結(jié)果統(tǒng)計信息，結(jié)合第一種 類型計算代價公式，建立關(guān)于計算代價公式中系統(tǒng)變量的線性方程組，并通過線性方程組 的自動求解獲取系數(shù)變量的值，從而將第一種類型計算代價公式轉(zhuǎn)化為第二種類型計算代 價公式。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，某種類型的遙感數(shù)據(jù)處理方法的代價公式如公式(1) 所示，在該公式的某個運(yùn)行部署中，經(jīng)過計算代價評估系統(tǒng)的訓(xùn)練，公式中的系數(shù)變量a的 值為0. 000005，b的值為0. 2，則公式(1)轉(zhuǎn)化為第二種類型計算代價公式，即0. 000005*Input. Pixels+0. 2(2)其中Input. Pixels為特征變量，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，公式(2)表達(dá)為<equation><add>
<mul><constant>0. 000005</constant><property>Input. Pixels</property></mul><constant>0. 2</constant></add></equation>計算代價預(yù)測系統(tǒng)是針對具體空間分析服務(wù)，在設(shè)定第二種類型空間分析的計算代價公式的前提下，對于給定輸入數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)獲取空間分析方法的計算代價 預(yù)測值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖5所示，計算代價預(yù)測系統(tǒng)包括輸入數(shù)據(jù)分析模塊、監(jiān) 測數(shù)據(jù)分析模塊和空間分析計算代價預(yù)測模塊。具體功能如下輸入數(shù)據(jù)分析模塊對待處理輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲取輸入數(shù)據(jù)特征變量值；監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模塊通過訪問外部存在的分布式系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)獲取當(dāng)前空間分析 服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，獲取機(jī)器或是網(wǎng)絡(luò)特征變量值；空間分析計算代價預(yù)測模塊工作流程如圖6所示，通過上述步驟獲取的特征變量 值，結(jié)合當(dāng)前空間分析方法的第二種類型計算代價公式，將其轉(zhuǎn)化為第三種類型的計算代 價表達(dá)公式，從而直接計算出空間分析方法的的計算代價值。在本發(fā)明的一個實(shí)施，某個遙感數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理方法的第二種類型計算代價公式 如公式(2)所示，在給定某個遙感輸入數(shù)據(jù)條件下，假定該遙感數(shù)據(jù)的特征變量Input. Pixels的值為Input. Pixels = 20000000(4000*5000)；在經(jīng)過代價預(yù)測公式處理后，公式(2)轉(zhuǎn)化為可直接求值的第三種類型代價公 式，具體如下0. 000005*20000000+0. 2(3)在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，公式(3)表達(dá)為<equation><add><mul><constant>0. 000005</constant><constant>20000000</constant></mul><constant>0. 2</constant></add></equation>上述公式(1)、⑵、(3)以示例的方式闡述了圖1實(shí)施的過程，即針對某種類型遙 感數(shù)據(jù)處理方法，通過以上步驟可以獲取該分析方法在不同計算資源上的計算代價值，這 些值可以為該空間分析方法優(yōu)化配置計算資源提高該空間分析方法服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量提供 數(shù)據(jù)支撐，或是該空間分析方法在多個計算資源上進(jìn)行并行化時優(yōu)化并行方案提供數(shù)據(jù)支撐。
本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域的公知技術(shù)。
以上所描述的是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，但是可以不脫離本發(fā)明的主旨和范圍而 做出給出改型和替代，因此應(yīng)該理解本發(fā)明是以一種示例的方式而不是限制的方式描述 的，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所做出的改進(jìn)和潤飾也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種分布式環(huán)境中的空間分析方法的計算代價XML編碼方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)分布式環(huán)境中空間分析方法的計算代價公式采用XML進(jìn)行編碼，其中的XML編碼元素包括系數(shù)常量、系數(shù)變量、特征變量、算術(shù)運(yùn)算符、數(shù)學(xué)函數(shù)，將上述XML編碼元素按照需求組合起來即得到所述計算代價公式；所述系數(shù)常量用XML元素constant表示，該元素定義中可以包含一個可以轉(zhuǎn)化為數(shù)值常量的字符表達(dá)；所述系數(shù)變量用XML元素variable表達(dá)，用字符名稱的方式表示公式中的一個系數(shù)變量；所述特征變量用XML元素property表達(dá)，用字符名稱的方式表示公式中具有特定語義的特征變量；所述算術(shù)運(yùn)算符包括“加”、“減”、“乘”和“除”四種類型，對應(yīng)XML表達(dá)式中XML元素為add、sub、mul和div；所述數(shù)學(xué)函數(shù)用XML元素function表達(dá)，通過該元素名中的屬性name識別數(shù)學(xué)函數(shù)類型；在基于XML編碼的計算代價公式中存在一個根元素(root)equation，作為計算代價公式的容器，將所有的XML元素包含在該根元素中；(2)根據(jù)三種類型的計算代價公式的計算相應(yīng)類型空間分析方法的計算代價值，基于XML編碼的分布式環(huán)境中空間分析方法的計算代價公式有三種類型，第一種類型的計算代價公式為同時具有系數(shù)變量和特征變量的計算代價公式，不可以直接求值，在具體分布式系統(tǒng)環(huán)境下，通過計算代價評估系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練后求取計算代價公式的系數(shù)變量，從而轉(zhuǎn)化為第二種類型的計算代價公式；第二種類型的計算代價公式是只具有參數(shù)變量的計算代價公式，它通過計算代價評估系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)輸入信息評估第二種計算代價公式獲取特征變量的值，然后才可以求值，從而轉(zhuǎn)化為第三種類型的計算代價公式；第三種類型的計算代價公式是不包含任何變量的數(shù)學(xué)公式表達(dá)的計算代價公式，可以直接求值，通過第三種類型的計算代價公式即可最終獲取相應(yīng)的空間分析方法的計算代價值；計算代價評估系統(tǒng)包括訓(xùn)練數(shù)據(jù)集管理模塊、空間分析方法訓(xùn)練模塊和計算代價公式評估模塊，其中a.訓(xùn)練數(shù)據(jù)集管理模塊負(fù)責(zé)管理各種訓(xùn)練數(shù)據(jù)，包括遙感影像數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)集，并通過數(shù)據(jù)預(yù)分析獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)的特征信息，為空間分析方法的計算代價公式的快速訓(xùn)練提前進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；b.空間分析方法訓(xùn)練模塊通過設(shè)置訓(xùn)練數(shù)據(jù)作為空間分析方法的處理對象，對部屬在某個服務(wù)器中的空間分析方法發(fā)起調(diào)用請求，并通過網(wǎng)絡(luò)日志系統(tǒng)獲取訓(xùn)練用例的統(tǒng)計信息，訓(xùn)練模塊通過收集空間分析方法的所用空間數(shù)據(jù)特征信息和實(shí)際訓(xùn)練運(yùn)行結(jié)果統(tǒng)計信息，為代價公式評估提供信息準(zhǔn)備；c.計算代價評估模塊利用空間分析方法訓(xùn)練模塊獲取的空間數(shù)據(jù)特征信息和訓(xùn)練結(jié)果統(tǒng)計信息，結(jié)合第一種類型計算代價公式，建立關(guān)于計算代價公式中系統(tǒng)變量的線性方程組，并通過線性方程組的自動求解獲取系數(shù)變量的值，從而將第一種類型計算代價公式轉(zhuǎn)化為第二種類型計算代價公式；所述計算代價預(yù)測系統(tǒng)包括輸入數(shù)據(jù)分析模塊、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模塊和空間分析計算代價預(yù)測模塊，其中a.輸入數(shù)據(jù)分析模塊對待處理輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析獲取輸入數(shù)據(jù)特征變量值；b.監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模塊通過訪問外部存在的分布式系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)獲取當(dāng)前空間分析服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，獲取機(jī)器或是網(wǎng)絡(luò)特征變量值；c.空間分析計算代價預(yù)測模塊通過上述步驟獲取的特征變量值，結(jié)合當(dāng)前空間分析方法通過上述步驟3所獲取的第二種類型計算代價公式，將其轉(zhuǎn)化為第三種類型的計算代價表達(dá)公式，從而直接獲得計算代價值；(3)將步驟(2)最終獲取的空間分析的計算代價值應(yīng)用于分布式空間分析方的管理中，可以評估當(dāng)前空間分析服務(wù)在不同計算資源上的執(zhí)行效率，從而為當(dāng)前分析服務(wù)進(jìn)行資源優(yōu)化配置，提高執(zhí)行效率；當(dāng)應(yīng)用于空間分析方法的并行化時，可以通過計算代價值來分析在不同計算資源上的執(zhí)行效率，從而對并行化執(zhí)行方案進(jìn)行優(yōu)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式環(huán)境中空間分析方法的計算代價公式的XML編碼方 法，其特征在于所述特征變量的名稱由兩部分構(gòu)成，即由“類別名.特征名”形式的文本 構(gòu)成，其中“類別名”有三種類別“輸入數(shù)據(jù)Input”、“機(jī)器運(yùn)行監(jiān)測Machine”或“網(wǎng)絡(luò)運(yùn) 行監(jiān)測Network”，當(dāng)有多個輸入數(shù)據(jù)時，通過Inputl、Input2…標(biāo)識空間分析方法中的輸 入數(shù)據(jù)順序，特征名則依附于類別名，不同類別擁有不同類型的特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的XML編碼方法中特征變量的名稱，其特征在于當(dāng)所述特征 變量名稱的類型是空間類型數(shù)據(jù)輸入時，特征名具有明確的空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計特征相關(guān)的語 義，如“ Input. Bounds"標(biāo)識輸入空間數(shù)據(jù)集的外包多變性；” Input. Pixels"標(biāo)識遙感類 型輸入數(shù)據(jù)的像素總數(shù)。
全文摘要
一種分布式環(huán)境中的空間分析方法的計算代價編碼方法，采用XML編碼方式表達(dá)分布式環(huán)境中不同類型空間分析方法的計算代價公式，在特別設(shè)計的評估系統(tǒng)中通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)集求取表達(dá)公式中的系數(shù)變量，最后預(yù)測系統(tǒng)運(yùn)用計算代價公式計算相應(yīng)的空間分析方法的計算代價值。本發(fā)明可以為分布式環(huán)境中空間信息服務(wù)的質(zhì)量管理或分布式環(huán)境中的空間信息并行化處理提供數(shù)據(jù)支撐。
文檔編號G06F17/30GK101840431SQ201010167128
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者劉慶生, 劉高煥, 曾少斌, 李佳琪, 謝傳節(jié), 黃翀 申請人:中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所