Projekti / Programi
Vizualizacija zemeljskega površja na porazdeljenih računalniških sistemih
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.07.03 |
Tehnika |
Računalništvo in informatika |
Programirne tehnologije - programska oprema |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P170 |
Naravoslovno-matematične vede |
Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola |
Vizualizacija, vzporedni algoritmi, porazdeljeni sistemi, simulacija
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
21555 |
dr. Marjan Šterk |
Računalništvo in informatika |
Vodja |
2007 - 2008 |
69 |
Organizacije (1)
Povzetek
Vizualizacija zemeljskega površja se uporablja na številnih področjih, od prikazov rezultatov fizikalnih in drugih simulacij do virtualnega urbanizma in virtualnega turizma. Obstajajo tako ožjemu krogu uporabnikov namenjeni sistemi, denimo v nekaterih državnih organih, kot tudi sistemi za množično uporabo, kakršen je Google Earth (http://earth.google.com). Ena izmed težav je podatkovna in računska zahtevnost vizualizacije, zato so obstoječe aplikacije kompromis med hitrostjo izvajanja, kvaliteto slike in velikostjo modela.
Predlagani projekt bo pohitril vizualizacijske postopke z nekaterimi algoritmičnimi izboljšavami, predvsem pa s porazdeljenim izvajanjem izračunov na porazdeljenih računalniških sistemih in sistemih grid.
Na strani algoritmičnih izboljšav bomo preizkusili, kako se obnese uporaba brezmrežnih baznih funkcij namesto standardnih B-zlepkov. Tako se nameravamo izogniti potrebi po računsko zahtevni pretvorbi točkovnega modela v trikotno mrežo in olajšati spreminjanje modela.
Pri porazdeljenem izvajanju vizualizacijskih postopkov bo trenutni pogled določal, katere dele modela je potrebno obdelati in s kakšno natančnostjo. V ta namen bomo razvili razvrščevalnik, ki bo sproti, dinamično porazdeljeval delo med računalnike. Predpogoj za učinkovito porazdeljeno izvajanje bo dobra začetna razporeditev podatkov, s čimer bomo odpravili potrebo po pogosti komunikaciji med samim računanjem.
Teoretične rezultate bo projekt zbral in nadgradil s programskim ogrodjem za vizualizacijo, ki bo prosto dostopno po odprtokodni licenci. Na ogrodja bomo izdelali tudi testno aplikacijo.
Pomen za razvoj znanosti
Projekt je obravnaval več področij, o katerih znanstveni zanimivosti in aktualnosti pričajo številne objave v zadnjih letih: vizualizacija velike količine podatkov, napredni vizualizacijski algoritmi, razvrščanje zahtev med strežnike. Dokazali smo, da je moč že z razmeroma preprosto povečkrateno strežniško infrastrukturo zadovoljivo postreči veliko število vizualizacijskih odjemalcev. Opravljena analiza algoritmov za razvrščanje zahtev med strežniki in razviti algoritem, ki razvrščanje v celoti opravi na strani odjemalca in s tem odpravi potrebo po enotni vstopni točki ali komunikaciji med strežniki, rešuje nekatere odprte probleme na tem področju in lahko služi tudi kot osnova za nadaljnje raziskave razvrščevalnih algoritmov.
Kljub dognanju, da modeliranje terena z brezmrežnimi baznimi funkcijami ne prinaša otipljivih prednosti, bo izboljšava stabilnosti baznih funkcij MLS pomembno pripomogla k njihovi uporabi na drugih področjih, kot je reševanje parcialnih diferencialnih enačb. Tudi njihova izvedba na grafičnih procesorjih je uporabna na istih področjih, saj izvedba ni vezana na rabo v vizualizaciji, pohitritev izračuna baznih funkcij pa lahko pomembno pohitri časovno zelo zahtevno reševanje parcialnih diferencialnih enačb.
Razvito odprtokodno vizualizacijsko ogrodje XGIS je za znanost pomembno, ker predstavlja trdno platformo za izvajanje eksperimentov med nadaljnjimi raziskavami na tem področju, saj zagotavlja ponovljivost naših in prihodnjih eksperimentov in primerljivost rezultatov. Prav tako je ogrodje vzorčni primer hitrega prenosa znanstvenih dognanj v prakso.
Pomen za razvoj Slovenije
Geografski informacijski sistemi in še posebno tridimenzionalna vizualizacija površja so za razvijajočo se državo, kot je Slovenija, izjemnega pomena. Izboljšajo in olajšajo namreč lahko načrtovanje infrastrukture in urbanistike. Različni deli Slovenije so izpostavljeni tudi raznim vrstam naravnih nesreč, katerih pogostost in intenzivnost se s podnebnimi spremembami še povečuje. Tridimenzionalna vizualizacija omogoča tako boljšo pripravo na nesreče kot tudi učinkovitejše ukrepanje in zmanjševanje škode, ko se nesreča zgodi. V vseh primerih je pomembno, da tovrstni informacijski in vizualizacijski sistemi temeljijo na domačem znanju, saj le-to omogoča boljše prilagajane sistema specifičnim lokalnim potrebam, predvsem pa zagotavljanje delovanja sistema v oteženih okoliščinah med samo nesrečo. Porazdeljena hramba podatkov in samodejni preklop na še delujoče strežnike z v okviru projekta razvitim algoritmom za razvrščanje omogoča na ogrodju XGIS zasnovanim aplikacijam nemoteno delovanje tudi takrat, ko je komunikacijska infrastruktura okrnjena. Možnost uporabe lokalno shranjenih podatkov pa je bistvena v primeru povsem uničene infrasturkture. XGIS smo tako že uporabili kot osnovo za vizualizacijo poplavnih območij v okviru CRP Interaktivna vizualizacija poplavnih območij za podporo interventnemu ukrepanju.
Za razvoj slovenskega gospodarstva je pomembno, da podjetje XLAB razvija lasten produkt Gaea+, ki mu kot prototip služijo rezultati tega projekta, k mednarodni prepoznavnosti Slovenije v akademski sferi pa pripomorejo znanstveni rezultati projekta.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
