【摘要】：隨著地理信息科學(xué)和系統(tǒng)的發(fā)展,GIS數(shù)據(jù)的時(shí)空分辨率和數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)趨勢(shì)。傳統(tǒng)的基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的景觀(guān)指數(shù)計(jì)算軟件難以有效快速地完成海量數(shù)據(jù)的空間分析。針對(duì)該問(wèn)題,本文提出了一個(gè)高效的景觀(guān)指數(shù)并行計(jì)算方法。首先對(duì)原有的并查集連通域標(biāo)記算法進(jìn)行了2點(diǎn)改進(jìn):(1)在第2次遍歷數(shù)據(jù)時(shí),增加了計(jì)算斑塊面積、周長(zhǎng)等斑塊基本信息的功能,為景觀(guān)指數(shù)的計(jì)算提供必要參數(shù);(2)在第2次遍歷過(guò)程中,增加了重新標(biāo)記連續(xù)序號(hào)的功能,減少了原有算法在合并操作后造成的序號(hào)不連續(xù),需要重新遍歷數(shù)據(jù)的開(kāi)銷(xiāo)。在此基礎(chǔ)上,本文利用MPI并行編程庫(kù),采用數(shù)據(jù)分割和主從進(jìn)程協(xié)同的并行計(jì)算模式實(shí)現(xiàn)了景觀(guān)指數(shù)的并行計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明,在保證計(jì)算正確性的基礎(chǔ)上,本文的并行算法大幅度提高了景觀(guān)指數(shù)的計(jì)算性能,為快速分析大規(guī)模數(shù)據(jù)的景觀(guān)形態(tài)和格局提供了有效手段。
[Abstract]:With the development of geographic information science and system, the spatial and temporal resolution and data volume of GIS data are increasing explosively. The traditional PC based landscape index calculation software is difficult to accomplish the spatial analysis of massive data efficiently and quickly. To solve this problem, an efficient parallel calculation method of landscape index is proposed in this paper. First of all, two improvements are made to the original connected domain labeling algorithm: (1) in the second time of traversing the data, the function of calculating the patch area, perimeter and other basic information of patch is added, which provides the necessary parameters for the calculation of landscape index; (2) in the second traversal process, the function of remarking continuous serial numbers is added, and the discontinuity of sequence numbers caused by the original algorithm after merging operation is reduced, which requires the cost of retraversing the data. On this basis, using MPI parallel programming library, the parallel computing model of data segmentation and master-slave process cooperation is used to realize the parallel computation of landscape index. The experimental results show that the parallel algorithm greatly improves the performance of the landscape index and provides an effective means for the rapid analysis of the landscape pattern and pattern of the large-scale data on the basis of ensuring the correctness of the calculation.
【作者單位】： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)國(guó)家地理信息系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心;中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)信息工程學(xué)院;
【基金】：教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20130145120013)
【分類(lèi)號(hào)】：P208;P901

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