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(shí)代的到來，地理信息系統(tǒng)領(lǐng)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(jì)算復(fù)雜度越來越大的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的基于單機(jī)的地理信息系統(tǒng)已經(jīng)難以有效解決數(shù)據(jù)密集、計(jì)算密集的復(fù)雜地理計(jì)算問題。與此同時(shí)，多核、眾核、GPU、集群等新型計(jì)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(shè)計(jì)實(shí)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(kuò)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(kuò)展應(yīng)用范圍，推動(dòng)大規(guī)模地理信息應(yīng)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(lǐng)域研究已成為當(dāng)前該領(lǐng)域的最新發(fā)展方向。
　　高性能計(jì)算集群是一類典型的高性能計(jì)算架構(gòu)。開展基于高性能計(jì)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(jià)值，也具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(gè)重要的研究內(nèi)容，主要包括地理空間數(shù)據(jù)模型、存儲(chǔ)方式、讀寫方法和查詢檢索等內(nèi)容，

3、目標(biāo)是實(shí)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(biāo)，研究了高性能計(jì)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(gè)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(jì)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(jìn)行了抽象建模、統(tǒng)一描述，屏蔽了不同類型數(shù)據(jù)的個(gè)性特征，為后續(xù)的算法設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)，實(shí)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(gè)進(jìn)程設(shè)置獨(dú)立的寫數(shù)據(jù)視圖，對大量的零散寫數(shù)據(jù)進(jìn)程進(jìn)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(shí)間。
　　(3)空間數(shù)據(jù)的地名自動(dòng)標(biāo)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(zhǔn)