[發明專利]一種面向多點地質統計隨機模擬過程的混合并行方法

有效

• 申請號: 202110602686.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113408109B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 陳麒玉;崔哲思;劉剛;何珍文;張軍強;張志庭
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F9/48;G06T1/20;G06T17/05;G06T17/20
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 劉榮;周宗貴

本發明提供了一種面向多點地質統計隨機模擬過程的混合并行方法，該方法根據粗粒度并行策略將計算節點分為主節點和從屬處理器，主節點將模擬任務進行劃分為多個子模擬任務，并獲取模擬子模擬任務所對應的模擬信息，主節點尋找到計算負載最小的從屬處理器，并將模擬信息和對應的子模擬任務發送給該從屬處理器進行模擬工作，當從屬處理器完成子模擬任務的模擬工作后，將子模擬結果返回給主節點，當所有子模擬任務完成后，對子模擬結果進行匯總得到模擬結果。本方法嵌入混合并行策略利用粗粒度并行策略、細粒度并行策略將原有的串行計算改為并行計算，來提升大尺度高分辨率地質模型的建模和模擬的效率。

技術領域

本發明涉及一種面向多點地質統計隨機模擬過程的混合并行方法，屬于地質建模領域。

背景技術

多點地質統計學方法能夠表征空間多點之間的相關關系，通過最大化期望和模式學習的方式表征參考模型(訓練圖像)中的復雜模式，從而對地下空間的各向異性復雜地質結構模型進行自動構建，以更好地重現地質模型屬性地非均質性。多點地質統計學方法結合了基于對象和基于像素隨機模擬方法的優點，已經成為復雜三維地質模型自動構建與模擬領域的重要分支，并已在儲層建模、地震反演、礦產預測等多個地學領域取得了良好的應用。

多點地質統計學方法旨在直接從參考模型(訓練圖像)中提取各向異性空間模式來描述空間異構幾何特征，目前多點地質統計學方法對模擬網格進行模擬時均采用串行多點地質統計隨機模擬方法，步驟為：首先會獲取網格中的所有待模擬結點，確定隨機模擬路徑；隨后每次從隨機模擬路徑中取出一個待模擬結點，隨后獲取待模擬結點周圍的條件點數據；使用這些條件點匹配訓練圖像中存在的數據事件，就可以通過模式學習或最大化期望對隨機變量的值進行模擬；直到隨機路徑中的所有待模擬結點被遍歷，模擬結束；由上可知串行多點地質統計隨機模擬方法在對模擬網格進行模擬時，需要按照模擬路徑依次訪問模擬網格中的每個待模擬結點；造成大量的計算消耗，同時計算效率也較低，不滿足實際應用中對大規模高精度模型構建的需求，同時多點地質統計隨機模擬方法均根據蒙特卡洛進行隨機模擬，因此模擬鄰域內所有空間位置的模擬結果都可能影響當前待模擬空間位置的模擬結果，即正在模擬的空間位置位于當前模擬任務的模擬鄰域內，則表示該模擬結果會影響當前模擬任務，導致模擬發生沖突，目前的串行多點地質統計隨機模擬方法無法很好的解決這一問題。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種面向多點地質統計隨機模擬過程的混合并行方法，該方法嵌入混合并行策略利用粗粒度并行策略、細粒度并行策略將原有的串行計算改為并行計算，同時具備有在多個節點上分別運行多個進程，由多個節點合作完成一個參考模型的效果，實現進程級和線程級并行效果，以此來提高計算效率和減少計算消耗。且對模擬發生沖突這一問題來進行處理，來提高模擬結果的準確性。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：一種面向多點地質統計隨機模擬過程的混合并行方法，根據粗粒度并行策略將計算節點分為主節點和從屬處理器，主節點根據模擬路徑將所求的模擬任務進行劃分為多個子模擬任務，并獲取模擬子模擬任務所對應的模擬信息，當獲取模擬信息后，主節點從節點負載列表中尋找到計算負載最小的從屬處理器，并將模擬信息和對應的子模擬任務發送給該從屬處理器；從屬處理器再對子模擬任務進行模擬工作，當從屬處理器完成子模擬任務的模擬工作后，將子模擬結果返回給主節點，主節點收到子模擬結果后對節點負載列表進行更新，當所有子模擬任務完成后，對子模擬結果進行匯總得到模擬結果。

根據細粒度并行策略將模擬任務進行劃分為多個子模擬任務的步驟和將模擬信息和對應的子模擬任務發送給該從屬處理器的步驟同步進行。

所述子模擬任務的數量大于所述從屬處理器個數。

所述模擬信息包括了子模擬任務的在模擬空間中的模擬鄰域、模擬窗口大小和模擬空間位置之間的映射關系。

從屬處理器再對子模擬任務進行模擬的過程中，會進行沖突處理策略，即對其在模擬空間中的模擬位置A1進行判斷，并根據判斷結果處理，具體如下：