本文關(guān)鍵詞：矢量大數(shù)據(jù)高性能計算模型及關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：近年來,隨著我國空間數(shù)據(jù)采集手段日益豐富,精細(xì)化管理日趨深入,地理信息技術(shù)在國土、林業(yè)、交通、海洋、水利等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,高精度、大覆蓋的超海量矢量空間數(shù)據(jù)呈爆炸式增長,矢量大數(shù)據(jù)時代已然來臨�！傲孔儭币稹百|(zhì)變”,面對億級超大規(guī)模矢量數(shù)據(jù)的存儲管理和分析計算,現(xiàn)有GIS并行計算理論、方法和商業(yè)空間數(shù)據(jù)處理平臺的能力幾近極限,地理信息理論和技術(shù)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文圍繞矢量大數(shù)據(jù)空間計算展開研究,從空間認(rèn)知、表達(dá)模型、存儲結(jié)構(gòu)、組織索引、分析計算等方面探索矢量大數(shù)據(jù)高性能計算體系結(jié)構(gòu),建立數(shù)據(jù)活化理論下的空間計算理論模型,設(shè)計矢量大數(shù)據(jù)高性能計算的關(guān)鍵技術(shù)方法。本文研究工作旨在建立一套矢量大數(shù)據(jù)高性能計算模型,高效組織、計算和展現(xiàn)億級大規(guī)模矢量數(shù)據(jù),為矢量大數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用提供一套有效、完備的解決方案。具體研究內(nèi)容如下：(1)探討矢量大數(shù)據(jù)計算內(nèi)涵、方法和平臺框架。歸納矢量大數(shù)據(jù)計算的方法體系,探討云GIS和矢量大數(shù)據(jù)計算的相關(guān)研究現(xiàn)狀、體系架構(gòu)、內(nèi)涵和方法,總結(jié)矢量大數(shù)據(jù)高效存儲管理和并行空間算法的相關(guān)研究,探索矢量大數(shù)據(jù)計算的GIS集成框架。(2)建立矢量大數(shù)據(jù)高性能計算模型。在六面體認(rèn)知模型下,將數(shù)據(jù)活化的理論融入空間計算領(lǐng)域,提出矢量數(shù)據(jù)活化細(xì)胞、數(shù)據(jù)活化池、活化行為、活化過程等概念模型,以此抽象和表述矢量數(shù)據(jù)元組模型、多態(tài)存儲和索引、高性能計算范式,建立矢量大數(shù)據(jù)高性能計算模型。(3)研究矢量大數(shù)據(jù)高性能計算關(guān)鍵技術(shù)。針對矢量大數(shù)據(jù)索引、分析和可視化三個基本問題,在矢量大數(shù)據(jù)高性能計算模型下,基于無依賴超級步并行計算框架,設(shè)計實現(xiàn)SDGR*-tree分布式內(nèi)存索引構(gòu)建,空間二路連接、多路連接和混合矢量瓦片金字塔構(gòu)建高性能算法,并進(jìn)行大規(guī)模真實矢量數(shù)據(jù)性能分析實驗。(4)構(gòu)建全國土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成管理系統(tǒng)�；陂_源項目建立集海量土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)云存儲、高性能空間計算、數(shù)據(jù)集成瀏覽和業(yè)務(wù)應(yīng)用于一體的集成管理系統(tǒng),實現(xiàn)全國范圍內(nèi)億級土地矢量數(shù)據(jù)多態(tài)存儲、高性能空間分析和多尺度瀏覽。研究及實驗結(jié)果表明,本文提出的矢量大數(shù)據(jù)高性能計算模型及關(guān)鍵技術(shù),能有效結(jié)合云計算、內(nèi)存計算等高性能計算技術(shù)與空間計算理論方法,實現(xiàn)大規(guī)模矢量數(shù)據(jù)高性能空間索引、空間分析和瓦片地圖可視化。最后,通過建立全國土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成管理系統(tǒng),為國土“大數(shù)據(jù)大分析”提供技術(shù)支撐,具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實意義。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P208

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本文編號：1298394