Deteriorating air quality is a growing concern that has been linked to many health- related issues. Its monitoring is a good first step to understanding the problem. However, it is not always possible to collect air quality data from every location. Various data interpolation techniques are used to assist with populating sparse maps with more context, but many of these algorithms are computationally expensive. This work presents a three- step chain mail algorithm that uses kriging (without any modifications to the kriging algorithm itself) and achieves up to ×100 execution time improvement with minimal accuracy loss (relative RMSE of 3%) by parallelizing the load for the locally tested data sets. This approach can be described as a multiple- step parallel interpolation algorithm that includes specific regional border data manipulation for achieving greater accuracy. It does so by interpolating geographically defined data chunks in parallel and sharing the results with their neighboring nodes to provide context and compensate for lack of knowledge of the surrounding areas. Combined with the cloud serverless function architecture, this approach opens doors to interpolating data sets of huge sizes in a matter of minutes while remaining cost- efficient. The effectiveness of the three- step chain mail approach depends on the equal point distribution among all regions and the resolution of the parallel configuration, but in general, it offers a good balance between execution speed and accuracy. / Försämrad luftkvalitet är en växande oro som har kopplats till många hälsorelaterade frågor. Övervakningen är ett bra första steg för att förstå problemet. Det är dock inte alltid möjligt att samla in luftkvalitetsdata från alla platser. Olika interpolationsmetoder används för att hjälpa till att fylla i glesa kartor med mer sammanhang, men många av dessa algoritmer är beräkningsdyra. Detta arbete presenterar en trestegs ‘kedjepostalgoritm’ som använder kriging (utan några modifieringar av själva krigingsalgoritmen) och uppnår upp till × 100 förbättring av exekveringstiden med minimal noggrannhetsförlust (relativ RMSE på 3%) genom att parallellisera exekveringen för de lokalt testade datamängderna. Detta tillvägagångssätt kan beskrivas som en flerstegs parallell interpoleringsalgoritm som inkluderar regional specifik gränsdatamanipulation för att uppnå större noggrannhet. Det görs genom att interpolera geografiskt definierade databitar parallellt och dela resultaten med sina angränsande noder för att ge sammanhang och kompensera för bristande kunskap om de omgivande områdena. I kombination med den molnserverfria funktionsarkitekturen öppnar detta tillvägagångssätt dörrar till interpolering av datamängder av stora storlekar på några minuter samtidigt som det förblir kostnadseffektivt. Effektiviteten i kedjepostalgorithmen i tre steg beror på lika punktfördelning mellan alla regioner och upplösningen av den parallella konfigurationen, men i allmänhet erbjuder den en bra balans mellan exekveringshastighet och noggrannhet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-296339 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Asratyan, Albert |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:206 |
Page generated in 0.0027 seconds