基于集群的地理空間數(shù)據(jù)組織與訪問方法.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，地理信息系統(tǒng)領域面對的地理空間數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出了數(shù)據(jù)量越來越大、數(shù)據(jù)精度越來越高、計算復雜度越來越大的特點，傳統(tǒng)的基于單機的地理信息系統(tǒng)已經(jīng)難以有效解決數(shù)據(jù)密集、計算密集的復雜地理計算問題。與此同時，多核、眾核、GPU、集群等新型計算硬件架構(gòu)飛速發(fā)展，性能不斷提高，成本不斷下降，為基于這些架構(gòu)設計實現(xiàn)高性能地理信息系統(tǒng)平臺提供了有效途徑。與傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)相比，高性能地理信息系統(tǒng)帶來了數(shù)據(jù)處理規(guī)模擴大、數(shù)據(jù)集成度提高、功

2、能協(xié)同方便等諸多優(yōu)勢，有利于擴展應用范圍，推動大規(guī)模地理信息應用的發(fā)展。因此，基于新型硬件架構(gòu)開展高性能地理信息系統(tǒng)領域研究已成為當前該領域的最新發(fā)展方向。
　　高性能計算集群是一類典型的高性能計算架構(gòu)。開展基于高性能計算集群構(gòu)建高性能地理信息系統(tǒng)的方法研究既具有理論價值，也具有實際應用價值。其中，高性能集群環(huán)境下的大規(guī)模地理空間數(shù)據(jù)組織與訪問方法是一個重要的研究內(nèi)容，主要包括地理空間數(shù)據(jù)模型、存儲方式、讀寫方法和查詢檢索等內(nèi)容，

3、目標是實現(xiàn)集群環(huán)境下大規(guī)模地理空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織管理和高效訪問。本文圍繞上述目標，研究了高性能計算集群下的地理空間數(shù)據(jù)模型、柵格數(shù)據(jù)并行訪問方法、矢量數(shù)據(jù)推薦檢索等內(nèi)容，工作包含以下四個部分：
　　(1)地理空間資源統(tǒng)一組織模型的構(gòu)建
　　針對高性能計算集群環(huán)境下的地理空間資源種類繁多的現(xiàn)狀，采用了組合模式，對地理空間資源進行了抽象建模、統(tǒng)一描述，屏蔽了不同類型數(shù)據(jù)的個性特征，為后續(xù)的算法設計打下了基礎，實現(xiàn)了對大規(guī)模地理空

4、間資源的有效組織。
　　(2)地理柵格數(shù)據(jù)的并行IO方法
　　針對提高大規(guī)模柵格數(shù)據(jù)IO效率的需求，研究了集群環(huán)境下地理柵格數(shù)據(jù)的并行IO模式，提出了一種地理柵格數(shù)據(jù)并行IO方法：通過采用基于元數(shù)據(jù)的分割方法，為每個進程設置獨立的寫數(shù)據(jù)視圖，對大量的零散寫數(shù)據(jù)進程進行了聚合，改善了大規(guī)模柵格數(shù)據(jù)讀寫性能，縮短了大規(guī)模柵格數(shù)據(jù)IO時間。
　　(3)空間數(shù)據(jù)的地名自動標注與檢索
　　針對空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)規(guī)模變大后檢索準