TerraME Observer: um pipeline extensível para visualização em tempo real de modelos espacialmente explícitos.

• Main Author: Rodrigues, Antônio José da Cunha
• Other Authors: Carneiro, Tiago Garcia de Senna
• Language: Portuguese
• Published: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. 2014
• Subjects: Sistemas de informação geográfica; Modelagem ambiental; Simulação por computador; Computadores - CPU - pipeline
• Online Access: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3434

Submitted by Oliveira Flávia ([e-mail]) on 2014-01-27T18:38:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) DISSERTAÇÃO_TerraMEObserverPipeline.pdf: 3329082 bytes, checksum: 03b5d8ae577625e3907998bfddef5119 (MD5) === Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho ([e-mail]) on 2014-02-03T12:05:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) DISSERTAÇÃO_TerraMEObserverPipeline.pdf: 3329082 bytes, checksum: 03b5d8ae577625e3907998bfddef5119 (MD5) === Made available in DSpace on 2014-02-03T12:05:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) DISSERTAÇÃO_TerraMEObserverPipeline.pdf: 3329082 bytes, checksum: 03b5d8ae577625e3907998bfddef5119 (MD5) Previous issue date: 2013 === A visualização científica é uma eficiente ferramenta de síntese, pois permite transformar o grande volume de dados científicos produzidos diariamente em informações relevantes. Quando aplicada em áreas como a de modelagem ambiental, ela contribui em diversos níveis, como, no desenvolvimento e melhoria dos modelos ambientais, interpretação e comunicação de resultados e no apoio à tomada de decisão e à definição de políticas públicas. A visualização é o resultado de uma sequência de processos de transformações, chamada pipeline, na qual imagens bidimensionais são construídas a partir dos dados em estudo. Apesar das arquiteturas de pipelines de visualização terem sido alvo de melhoria em diversas pesquisas recentes e serem aplicadas com sucesso na visualização de volumes massivos de dados, não foram encontrados relatos de plataformas de modelagem ambiental que utilizassem o conceito de pipeline em seus serviços de visualização. Por estas razões, este trabalho apresenta a concepção e o projeto de uma arquitetura de alto desempenho para pipelines destinados à visualização de simulações ambientais. Essa arquitetura chamada TerraME Observer foi implementada como uma extensão do simulador ambiental TerraME e avaliada segundo análise de desempenho e planejamento de capacidade. De forma cíclica e incremental, esses experimentos permitiram gradativamente identificar e reduzir gargalos de processamento. Comparando-se os desempenhos das versões inicial e final da arquitetura, os resultados dos experimentos mostram uma redução de 60% a 80% no tempo de resposta do serviço de visualização e um aumento inferior a 7% no consumo de memória. A arquitetura TerraME Observer é extensível, flexível e pode ser utilizada por qualquer outro ambiente de modelagem para implementar seus serviços de visualização. ___________________________________________________________________________ === ABSTRACT: Scientific Visualization is an efficient synthesis tool as it allows the transformation of a large volume of scientific data produced on a daily basis. When applied in areas such as environmental modeling, scientific visualization contributes on many levels, for example, in the development and improvement of environmental models, interpretation and communication of results, and support for decision-making and public policies. Visualization is the result of a sequence of transformations, called pipeline, in which two-dimensional images are constructed from the data in the study. Although the architectures of visualization pipelines have been targeted for improvement in several recent studies and been applied successfully in the visualization of massive volumes of data, there were no reports of environmental modeling platforms that used the concept of pipeline in their visualization services. For these reasons, this work presents the conception and design of an architecture for high-performance pipelines intended for viewing environmental simulations. This architecture, called TerraME Observer, was implemented as an extension of the simulator TerraME and evaluated through experiments for performance analysis and capacity planning. These experiments allowed a gradual and cyclical identification and reduction of processing bottlenecks. Comparing the performance of the initial and final versions of the architecture, the results of the experiments show a reduction in response time of visualization service with an improvement of between 60 to 80 per cent, and an increase of less than 7 per cent in memory consumption. The TerraME Observer architecture is extensible, flexible and can be used by any modeling environment to implement its visualization services.