[发明专利]面向海量数据的相对波速变化计算的并行化方法及应用

权利要求书

1.一种面向海量数据的相对波速变化计算的并行化方法，其特征在于，包括：整理对应波形、分布式时域归一化和分布式数据计算；其中整理对应波形为：两个站台每个时点和对应分量波形文件构成二元组，二元组组合构成波形集合作为分布式数据集的原始数据；分布式时域归一化为：将每个二元组作为数据单元分布到算法执行队列中，二元组数据进行运算形成数据文件；分布式数据计算：将数据文件整合成分布式数据集，将数据集算法在执行队列中并行执行，得到结果文件；

分布式数据计算具体步骤如下：

S1:将分布式时域归一化所形成的文件集合整合成分布式数据集，数据集的数量应满足如下公式：

,

其中T_A为所有数据集计算总时间，T_P为系统进行并行调度的损耗时间，N为分布式数据集的数量，T_D为每个数据文件的计算时间，N_D为数据文件的数量，M为算法执行队列，S为计算节点的数量，C为计算节点的CPU核心数；

T_A、N、M未知，且T_A需要取值最小；

S2:根据数据文件的数量N_D，通过非线性规划法求得N、M的值；

S3:将数据集均匀分布到M个算法执行队列中并行执行，测量各台站对走时偏移的经验格林函数的时间范围，通过互相关谱提取相位谱斜率的频带，及在此频带内求出时间窗内当前波形与参考波形的走时偏移；

S4:每个数据文件形成名为“Station1_ Station2_.txt”的结果文件，其中Station1、Station2为台站名称。

2.根据权利要求1所述面向海量数据的相对波速变化计算的并行化方法，其特征在于：其中整理对应波形具体步骤如下：将两个台站在不同时点上的各分量波形SAC文件一一对应起来, 每个时点的对应关系组成一个二元组，形如：

Time_Station1_Component.SAC, Time_Station2_Component.SAC

二元组中每个元素表示一个波形文件名称，其中Station1、Station2为台站名称，Time为选取的时点，Component为波形所属分量，每个二元组中各台站的对应时点和分量都相同,所有二元组组合起来构成一个波形对应集合，并将此集合作为分布式数据集的原始数据。

3.根据权利要求1所述面向海量数据的相对波速变化计算的并行化方法，其特征在于：分布式时域归一化具体步骤如下：

S1：以每个二元组为一个数据单元，均匀分布到个算法执行队列中并行执行波形数据转换，其中，S为计算节点的数量，C为计算节点的CPU核心数；

S2：提取二元组各波形文件的数据，执行多频段进行时域归一化，并叠加这些归一化的曲线来生成1个宽频带数据，然后进行互相关运算，在时域和频域得到更加均匀的能量分布；

S3：每个数据单元形成名为“Station1_ Station2_Time.dat”的数据文件，并将所有文件的集合作为输入执行下一步计算，Station1、Station2为台站名称，Time为选取的时点。

4.一种权利要求1至3任一项所述面向海量数据的相对波速变化计算的并行化方法应用，其特征在于：适用于地震波速变化计算。