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基于异构集群计算的地统计面插值并行算法: 2015年; 地统计面插值算法在空间统计分析中有广泛应用,其目的是通过一组面要素的某已知属性值估算另一组面要素的属性值。地统计面插值算法多是基于克里金(Kriging)插值及其衍生算法。克里金插值算法考虑属性在空间位置上的变异性,需计算要素之间的协方差,是典型的计算密集型算法。本文分析了基于克里金插值的地统计算法计算过程,该算法中面要素间协方差计算相互独立,可作为并行计算单元划分。另外,面要素间协方差计算可使用快速傅里叶变换(FFT)快速计算,而FFT是一种非常适合并行处理的计算密集型算法。本文根据算法特征设计了基于异构集群计算的并行算法,并使用MPI+CUDA实现了该算法。实验结果表明,本文实现的算法比使用MPI实现的CPU集群的算法有更好的性能,具备良好的可扩展性,并且随着插值精度提高表现出更好的性能。; 云硕关庆锋; 关键词：异构集群 GPU MPI CUDA

pGTIOL:GeoTIFF数据并行I/O库被引量：2: 2015年; 在地理栅格并行计算处理中,数据I/O已成为制约计算性能的主要瓶颈之一。本文针对该问题,首先分析广泛应用于GIS栅格数据存储的Geo TIFF格式,重点研究数据的2种存储模式(即条带存储与块状存储),并根据这2种存储方式,分别构建了栅格数据从逻辑结构向物理存储结构的映射模型。然后,针对地理空间并行计算的需要,提出了栅格数据的并行读写框架,并利用MPI并行I/O技术的文件视图方法,实现了Geo TIFF数据并行I/O库(p GTIOL)。结果表明,对比开源栅格空间数据转换库(GDAL)的主从I/O模式,本文提出的p GTIOL准确读写数据,具有更高的性能。该库隐藏了底层并行I/O的细节,提供简单易用的并行读写Geo TIFF栅格数据的接口,支持多数据类型和多种空间分割,实现了对条带存储与块状存储数据的异步并行读写,从而满足动态负载均衡的需求。; 胡树坚关庆锋龚君芳刘洋范天恒云硕; 关键词：GEOTIFF MPI 并行I/O 异步动态负载均衡

景观指数的并行计算方法被引量：4: 2017年; 随着地理信息科学和系统的发展,GIS数据的时空分辨率和数据量呈现爆炸式的增长趋势。传统的基于个人计算机的景观指数计算软件难以有效快速地完成海量数据的空间分析。针对该问题,本文提出了一个高效的景观指数并行计算方法。首先对原有的并查集连通域标记算法进行了2点改进:(1)在第2次遍历数据时,增加了计算斑块面积、周长等斑块基本信息的功能,为景观指数的计算提供必要参数;(2)在第2次遍历过程中,增加了重新标记连续序号的功能,减少了原有算法在合并操作后造成的序号不连续,需要重新遍历数据的开销。在此基础上,本文利用MPI并行编程库,采用数据分割和主从进程协同的并行计算模式实现了景观指数的并行计算。实验表明,在保证计算正确性的基础上,本文的并行算法大幅度提高了景观指数的计算性能,为快速分析大规模数据的景观形态和格局提供了有效手段。; 刘洋关庆锋; 关键词：景观指数 MPI 并行计算

面向智慧城市应急响应的异构传感器集成共享方法被引量：23: 2014年; 智慧城市的实现是建立在传感器资源观测应用之上.城市传感器资源类型多样,观测机理各异,数量巨大,它们呈现出封闭、孤立和自治性.面对复合的城市应急事件时,基于万维网的城市异构传感器资源管理低效,导致城市应急响应的实时可靠数据来源匮乏与决策低效,严重阻碍了城市应急响应的"智慧化".提出了面向智慧城市应急响应的异构传感器资源集成共享框架,通过将城市异构传感器资源统一化描述,然后基于标准的网络目录服务进行传感器资源万维网注册与按需发现.构建了城市异构传感器资源集成共享平台,以武汉内涝型灾害应急响应为案例,验证了城市内涝监测传感器资源的集成共享的可行性和可扩展性,促使城市分布式异构传感器资源从"观测孤岛"到"集成共享"的转变,为智慧城市应急响应所需的传感器资源共享与观测规划提供依据.; 胡楚丽陈能成关庆锋李佳王晓蕾杨训亮; 关键词：应急响应智慧城市传感网内涝集成管理

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国家教育部博士点基金(20130145120013)