ANALISIS JURNAL : The Geographic Information System Based on Distributed Parallel Computation

ANALISIS JURNAL

The Geographic Information System Based on Distributed Parallel Computation

Nama Kelompok 2 (Geografi) / 4IA10 :

Ø  Adha Nur Setyawan    (50416125)

Ø  Alib Prafikasari          (50416590)

Ø  Arsya Wildan              (51416106)

Ø  Ernawati                     (52416375)

Ø  Taufik Indrawan         (57416320)

DOI jurnal : 10.1109/ICNDS.2009.64

Ket. Jurnal : 978-0-7695-3635-4/09 $25.00 © 2009 IEEE

1.     PENDAHULUAN

Teknologi GIS, semakin banyak digunakan di banyak bidang, khususnya diterapkan dalam bidang teknologi. Memiliki beberapa kelebihan tertentu seperti kemampuan khusus analisis spasial geografis, pencarian posisi spasial cepat dan permintaan yang rumit, penciptaan grafis yang kuat dan visualisasi, simulasi real-time dari proses geografis dan memberikan dukungan untuk perhitungan spasial.

Saat ini, GIS terutama diterapkan untuk mendukung klien dengan pengambilan keputusan tambahan dengan output informasi. Namun hal tersebut tidak kompeten dalam perhitungan real-time. Klien mengharapkan GIS untuk memajukan skema desain yang optimal untuk menawarkan layanan individual dengan perhitungan real-time dalam proses interaksi dengan GIS. Namun, perhitungan waktu nyata adalah kecepatan lambat dan presisi rendah. Dalam masalah ini, studi pengembangan dan aplikasi GIS berdasarkan komputasi paralel terdistribusi diajukan.

Dalam makalah ini, sistem sintetis yang terintegrasi dari perhitungan paralel terdistribusi dan akses web diusulkan untuk memenuhi persyaratan teknik geoteknik, menyediakan platform analisis yang berguna dan efektif untuk desain dan konstruksi lereng. Dan perangkat lunak analisis mengintegrasikan skala besar bernama GISPC (Geotechnical Information System Based On Distributed Parallel Computation) dengan hak cipta mandiri telah dikembangkan, menggunakan alat pemrograman seperti Visual C ++ dan DirectX.

2.     SISTEM BAGAN

Sistem paralel visual utama mencakup tiga bagian: server, workstation, dan komputer yang mengunjungi internet. Terkoneksi dengan switch, server dan workstation membuat intranet / COW (Cluster of Workstation). Dan computer internet bisa mengakses data di intranet server melalui firewall. Topologi jaringan distribusi didasarkan pada Internet dan Intranet ditunjukkan pada Gambar. 1.

Gambar 1. Topologi jaringan distribusi yang didasarkan pada internet dan intranet.

 Sistem ini memungkinkan penyimpanan cepat dan pengambilan sejumlah besar informasi yang disimpan di server. Antarmuka yang digunakan untuk menyisipkan, memanipulasi, dan mengekstrak data disebut Structured Query Language (SQL). Karena sistem prototipe ada di server, database SQL telah digunakan untuk mengelola data GIS.

Dua teknik utama — parallel computation and internet release— telah diajukan untuk menyelesaikan masalah sistem yang rumit. Gambar. 2 menunjukkan diagram alir implementasi sistem.

Gambar 2. Diagram Alir Sistem

1.     METODE IMPLEMENTASI

a.     Komputasi Paralel

Karena sistem prototipe ada di server, server basis data SQL telah digunakan untuk mengelola data atribut dan konten multi-media (mis. File gambar). Data mencakup berbagai data yang memenuhi berbagai kebutuhan.

Adapun komputasi parallel perhintungan elemen hingga, diperlukan berbagai strata data geologi berdasarkan Digital Evaluation Model (DEM) tiga dimensi yang sebenarnya. Dengan menggunakan metode interpolasi Kriging, strata berlapis-lapis dapat dibangun.

Dua strategi — MPI dan OOP — diadopsi dalam seluruh komputasi parallel. MPI adalah standar untuk penyampaian pesan untuk aplikasi memori terdistribusi yang digunakan dalam komputasi paralel, dan MPICH adalah Perangkat Lunak Bebas dan tersedia untuk sebagian besar rasa Unix (termasuk Linux dan Mac OS X) dan Microsoft Windows. Apalagi MPICH adalah perpustakaan program yang dikembangkan.

Setiap subdomain setelah dekomposisi domain terdiri dari berbagai kelas, elemen, simpul, material, beban, kendala, dan semua subclass turunan. Itu ditunjukkan pada Gambar. 3.

Gambar 3. SubDomain

Paralel elastis-plastik 3D program analisis elemen hingga dan preprocessingnya dan program pasca-pemrosesan telah dikembangkan dan diimplementasikan dalam sistem ini. Pengguna dapat mengambil garis batas secara interaktif, menggambar kontur dan menitikberatkan grafik vektor, regangan dan perpindahan dalam sistem dengan publikasi internet.

a.     Internet Publication

Layanan Web adalah program yang dapat diakses jaringan yang menggunakan protokol pengiriman pesan standar untuk berkomunikasi dengan program lain yang ingin menggunakan fungsinya.

Dalam sistem, WebGIS yang fleksibel dan kuat dapat memenuhi kebutuhan yang meningkat akan data komputasi parallel elemen hingga. Heterogenitas data spasial menempatkan persyaratan tambahan untuk solusi GIS Berbasis Web agar dapat dioperasikan sehingga dapat menguntungkan pengguna skala besar.

2.     APLIKASI

Aplikasi dalam PLTA Longtan membuktikan sistem informasi geografis berdasarkan komputasi paralel terdistribusi menjadi efektif dan masuk akal. Proyek tenaga air Longtan, yang berlokasi di Sungai Air Merah di provinsi Guangxi, saat ini merupakan stasiun tenaga air terbesar kedua yang digali dalam massa batu yang rumit di Cina.

         Model informasi geologi tiga dimensi untuk lereng Longtan dikembangkan berdasarkan GIS dan realitas virtual dalam rekayasa geoteknik. Menurut beberapa DEM yang dihasilkan, adegan dapat diekspresikan dalam ruang tiga dimensi. Gambar. 4 menunjukkan pembentukan ekspresi visual tiga dimensi untuk tepi kiri lereng Longtan dalam sistem informasi geografis.

Gambar 4. Beberapa data strata dari tepi kiri bendungan

Gambar. 5 menunjukkan file gambar pada server database untuk kemiringan Longtan dalam sistem informasi geografis. Data strata, data geoteknik dan data vektor, yang disimpan dalam database server, dapat dikunjungi oleh workstation lokal di (Cluster of Workstation) atau oleh komputer Internet.

Gambar 5. File gambar dari database server

Seluruh wilayah perhitungan dibagi menjadi 282.157 elemen dan 51.382 node. Sistem melakukan dekomposisi domain dari model lereng Longtan menjadi empat subdomain, dan kemudian mendistribusikannya ke workstation lokal untuk komputasi paralel terdistribusi. Tabel 1 menunjukkan informasi mesh dari setiap subdomain.

Gambar. 6 menunjukkan Paralel FEM berdasarkan sistem informasi geografis, dan angka efek yang ditanyakan oleh internet melalui model Klien / Sever.

Gambar 6. Distribusi jaringan Long Tan kemiringan tinggi berdasarkan Client / Server.

Dalam lingkungan komputasi paralel terdistribusi, server mendistribusikan data ke empat workstation lokal di intranet setelah dekomposisi domain. Dan kemudian, setiap workstation menyimpan data individual dan mulai menghitung dan berkomunikasi satu sama lain. Setelah komputasi paralel terdistribusi, server mengambil data, dan kemudian mengeluarkannya melalui internet. Gambar. 7 menunjukkan area berbahaya dari satu penampang lereng Longtan tinggi di server.

Gambar 7. Daerah berbahaya dari satu penampang lereng Long Tan yang tinggi.

1.     KESIMPULAN

Dalam makalah ini, Sistem Informasi Geografis berdasarkan komputasi paralel terdistribusi bernama GISPC diperkenalkan. Makalah ini terutama membahas desain keseluruhan dan implementasi sistem terintegrasi, terutama serangkaian metode untuk mewujudkan komputasi paralel terdistribusi di intranet dan menanyakan hasilnya melalui internet.

Akhirnya, GISPC diterapkan pada satu proyek kemiringan khas, stasiun tenaga air Longtan. Hasilnya menunjukkan bahwa sistem memiliki nilai akademis yang penting dan nilai yang berlaku signifikan dalam proyek-proyek praktis.

Akibatnya, pendekatan baru dan potensial untuk pengembangan GIS telah disediakan dalam makalah ini dengan mengadopsi metode perhitungan paralel terdistribusi dan internet yang menanyakan hasil perhitungan intranet.