GRASS中基礎(chǔ)空間分析算法的并行策略研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基礎(chǔ)空間分析是GIS核心的功能之一，一般的信息管理系統(tǒng)并沒(méi)有此功能?？臻g分析是聯(lián)系空間數(shù)據(jù)處理與空間數(shù)據(jù)應(yīng)用模型的重要組成部分，通過(guò)觀察、分析和處理原始的數(shù)據(jù)特征，獲得更多的知識(shí)，以此為空間行為分析決策提供依據(jù)。隨著GIS應(yīng)用的迅速發(fā)展，基礎(chǔ)空間分析逐漸成為處理地理研究領(lǐng)域的各種地理對(duì)象的重要方法。但是，隨著GIS應(yīng)用研究的逐步深入，科研人員對(duì)地理數(shù)據(jù)海量化、數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)化等要求越來(lái)越精確，對(duì)基礎(chǔ)空間分析功能在計(jì)算效率和性能等方面的要求

2、也日益提高。
　　由于基礎(chǔ)空間分析算法是GIS的一類非常重要的算法，我們有必要更加深入的研究其算法結(jié)構(gòu)，同時(shí)引入并行計(jì)算，對(duì)基礎(chǔ)空間分析算法的串行算法做并行化改造，來(lái)應(yīng)對(duì)處理大規(guī)模地理空間數(shù)據(jù)非常耗時(shí)的問(wèn)題。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性成果概況如下：
　?。?）在Linux集群環(huán)境中，本文采用源代碼安裝方式，首先使用yum分析GRASS GIS需要依賴的外部安裝包，對(duì)開(kāi)源軟件GRASS GIS進(jìn)行安裝和調(diào)試，引入MPI并行調(diào)

3、度接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)GRASS GIS串行算法的并行化平臺(tái)改造。
　?。?）研究空間拓?fù)湎嘟魂P(guān)系計(jì)算算法的并行化。本文先介紹GRASS GIS空間拓?fù)湎嘟魂P(guān)系計(jì)算的串行算法v.select的特點(diǎn)，分析其串行算法的結(jié)構(gòu)和主要功能函數(shù)，確定可行的數(shù)據(jù)并行劃分方案。驗(yàn)證經(jīng)典的基于幾何對(duì)象的數(shù)據(jù)并行劃分策略在該算法上的可行性，提出基于弧段的數(shù)據(jù)并行劃分策略，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析空間拓?fù)湎嘟魂P(guān)系計(jì)算的串行算法和并行算法的加速比曲線。
　

4、?。?）研究鄰近對(duì)象搜索算法的并行化。本文研究GRASS GIS鄰近對(duì)象搜索串行算法v.distance的特點(diǎn)，確定串行算法中重要的函數(shù)的功能和結(jié)構(gòu)，探索適用于此串行算法的數(shù)據(jù)并行劃分策略。驗(yàn)證經(jīng)典的基于幾何對(duì)象的數(shù)據(jù)并行劃分策略適用于此算法，提出基于區(qū)域的數(shù)據(jù)并行劃分策略，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析鄰近對(duì)象搜索算法的串行算法和并行算法的特點(diǎn)。
　　本文實(shí)現(xiàn)在Linux環(huán)境中，用MPI對(duì)GRASS GIS環(huán)境中的空間拓?fù)湎嘟魂P(guān)系計(jì)算