基於網路層次結構分解的地圖綜合併行計算方法研究

《基於網路層次結構分解的地圖綜合併行計算方法研究》是依託南京師範大學，由沈婕擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於網路層次結構分解的地圖綜合併行計算方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沈婕
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

隨著地理信息獲取手段的日益豐富和分散式計算技術的飛速發展，分散式地理信息系統將應對全球化的地理信息服務需要，要求地圖綜合能夠實時、動態地進行海量空間數據的尺度變換，這對地圖綜合提出了一個更為艱巨的任務。由於傳統單機地圖綜合模式和多尺度地圖資料庫策略尚無法解決地圖綜合實時性與靈活性的問題，因此本研究基於地圖綜合模型、算法與規則，分析地圖綜合運算過程及其空間數據處理特點，探討面向並行計算的地圖綜合理論與方法。本研究探討基於網路層次結構的數據分解機制，針對不同粒度的綜合任務，通過複合鏈式結構的計算任務劃分，研究並行地圖綜合的最佳化分解。建立分散式並行地圖綜合架構，研究基於多節點協同運算機制的地圖自動綜合處理和合併運算，實現分散式環境下更快速、有效的地圖自動綜合。本研究有助於推動高性能計算技術在地圖綜合領域的發展，對國家基礎地理信息快速更新和地理信息社會化服務有著重要的理論意義與實用價值。

結題摘要

經過三年的研究，課題按計畫完成預定研究內容。 整體研究內容分為幾部分： (1) 面向並行計算的地圖綜合任務可分解性評估模型研究。研究內容包括：地圖綜合算法的收集和整理，提出地圖綜合算法效率、質量分析的理論與方法，實現了典型算法的時間複雜度分析及質量評估。基於綜合算法任務執行過程特點，構建了典型算法可分解性評估模型。 （2）面向地圖綜合併行計算的矢量數據分解及計算任務分解方法研究。研究內容包括：系統總結了面向並行計算的空間矢量數據分解方法，面向DTIN並行計算的動態條帶分解法、基於路劃網眼層次結構的POI數據分解方法，顧及空間鄰近關係的等高線矢量數據劃分方法，面向POI簡化並行計算的任務拆分與分發方法。 （3）基於不同並行環境的地圖綜合併行計算實現方法研究。研究內容包括：基於OpenMP、MPI、Pthread的並行計算環境，實現了部分地圖綜合算法的並行計算，針對典型算法，進行了並行計算適宜性分析。 （4）相關的拓展研究。研究內容包括：設計了移動環境地圖綜合系統架構，提出了POI動態綜合模型與方法，地圖水系綜合中等高線簇與河網協同的匯水區域提取方法。 在此基礎上，課題組開展了基於路劃網眼層次結構的POI選取並行計算方法研究，已經完成了主體研究，但是缺乏有效的多套實驗數據驗證，目前正在準備其它區域的POI與路劃數據進行實驗。此外開展了基於路網層次結構約束的移動地圖POI載負量計算模型研究，建立不同尺度路網與POI表達的約束關係，改進現有的地圖居民地載負量計算模型，豐富地圖載負量模型在移動地圖表達中的套用。本課題從總體上完成了計畫任務書的研究內容，在移動地圖綜合、多要素協同綜合方面有了新的拓展。該研究將有助於推動高性能計算技術在地圖綜合領域的發展，對國家基礎地理信息快速更新和地理信息社會化服務有著重要的理論意義與實用價值。