[发明专利]一种应用于水文模拟领域的区域划分方法

说明书

本发明提供一种应用于水文模拟领域的区域划分方法，其中，所述方法包括：读取步骤：读入水文拓扑文件，遍历所述水文拓扑文件中从上游至下游各个区域内的所有结点；计算步骤：根据遍历得到的结点信息计算负载均衡因子，并计算初始分组的数目；分组步骤：根据初始分组的数目将各个结点进行初始分组；分配步骤：将初始分组进行优先级的排序，并依次将未被分配的各区域结点的计算任务分配到各计算单元节点，重复执行上述分配任务直到所有区域结点被分配完毕。本发明提供的技术方案按照水文拓扑结构各个结点的优先级进行区域划分，充分发挥了流域拓扑结构上下游特点。

技术领域

本发明涉及水文领域，特别是指一种应用于水文模拟领域的区域划分方法。

背景技术

在大规模水文模拟计算中，由于需要模拟的地理区域数目(记为N)远大于计算单元数目(记计算单元数目为M，则NM)，因此需要基于一些策略将N个区域的计算量分配给M个计算单元。区域划分策略的优劣直接影响到并行效率，进而影响整个模拟系统性能的好坏。

常用的划分依据有负载均衡、通信最小化。就水文模拟领域而言，目前的一些区域划分方法大都属于通用的划分方式，虽然可以实现负载均衡、通信最小化，但是并未考虑大自然水系之间的上下游汇流关系。鉴于水文拓扑结构的特殊性(例如独特的上下游汇流关系、河网拓扑结构的短期不变性)，如果将目前的区域划分方法直接应用于水文模拟领域，会使得整个模拟系统的性能大打折扣。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高水文模拟系统的性能，提供一种应用于水文模拟领域的区域划分方法。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种应用于水文模拟领域的区域划分方法，包括：

读取步骤：读入水文拓扑文件，遍历所述水文拓扑文件中从上游至下游各个区域内的所有结点；

计算步骤：根据遍历得到的结点信息计算负载均衡因子，并计算初始分组的数目；

分组步骤：根据初始分组的数目将各个结点进行初始分组；

分配步骤：将初始分组进行优先级的排序，并依次将未被分配的各区域结点的计算任务分配到各计算单元节点，当把某个区域结点划分给计算节点m[i]时，计算已分配给该计算单元的区域结点的总权值total_m[i]，根据total_m[i]的数值判断负载均衡；

负载均衡因子其中，m为计算单元个数，total为各个区域计算量总权值；

初始分组的数目其中，n为所述图文件中的顶点个数；

重复执行上述分配步骤直到所有区域结点被分配完毕。

优选的，所述水文拓扑文件包括邻接矩阵形式的图文件，所述读取步骤还包括：

记录所述图文件中的顶点信息、边信息以及权值信息。

优选的，所述分组步骤还包括：

从深层次到浅层次遍历所述水文拓扑文件的拓扑结构，将各个结点进行初始分组；

当遍历数目达到m时，将该m个结点划分为一组，并给予组中每个结点相同的组号，所述组号的范围在[0，G]。

优选的，所述分配步骤具体包括：

将所述组号视作各组中结点的优先级，按照优先级由高到低的顺序，依次将未被分配的各区域结点的计算任务分配到各计算单元，同时把该区域结点设为已分配状态，重复执行上述分配任务直到所有区域结点被分配完毕。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：