基于MPI的大规模遥感影像金字塔并行构建方法

影像金字塔是实现影像数据多分辨率组织的重要方式,是提高影像可视化性能的有效手段。传统串行金字塔构建算法,对大规模影像数据的构建性能已无法满足遥感影像快速浏览的预处理需求。故此,其成为一个亟待解决的问题,而利用多核、多节点的高性能集群计算环境和并行机制是一个重要的技术途径。本文在共享外存的高性能集群环境下,提出使用消息传递接口(MPI)的金字塔并行构建算法,对构建遥感影像金字塔过程中的重采样与I/O 过程进行并行处理,大大缩短了遥感影像金字塔构建时间。实验结果表明:(1)该算法比传统串行构建方法的加速效果明显,对于单波段遥感影像,其加速效果可达到GDAL的5 倍以上,而对于多波段遥感影像,加速效果可达到GDAL的2 倍以上;(2)遥感影像数据量越大,并行构建算法加速效果越显著,对于大规模的遥感影像,本文提出的金字塔并行构建算法的速度可达到GDAL的10 倍左右。     

藏北地区草地退化的时空分布特征

根据草地退化国家标准和藏北地区草地退化实际情况以及遥感数据特征,选择草地植被盖度为草地退化的遥感监测指标,建立藏北地区草地退化遥感监测和评价指标体系,并对藏北地区近24年的草地退化进行遥感监测和评价。结果表明：藏北地区草地退化现状 (2004年) 十分严重,重度和极重度退化草地面积分别占草地总面积的8.0%和1.7%,区域草地退化指数 (GDI) 为1.86,接近中度退化等级;其中藏北地区冰川与雪山及其周围等气候变化较为敏感区域和交通要道沿线等人类活动较为频繁区域的草地退化相对严重;从1981年到2004年的近24年以来,藏北地区及其各个区域草地退化较为严重,其草地退化等级分布比例和草地退化指数年际波动较大,草地退化等级在轻度退化至重度退化等级之间波动;近几年藏北全地区总体草地退化情况及中部、东部和北部地区的草地退化具有更加严重的趋势,而西部地区草地退化状况则略有减缓趋势。     

气候变化的影响阈值与中国的粮食安全

利用区域气候模式和作物模型,模拟了IPCC SRES A2和B2情景下未来中国粮食作物的单产变化,结合人口和经济发展,分析了气候变化对农业生产影响的温度阈值。结果表明：不考虑CO2的肥效,气候变化对农业生产影响的温度阈值可能在2.0～2.5℃左右;考虑CO2的肥效,农业生产不存在温度阈值。考虑了技术和贸易因素后,忽略CO2肥效,A2情景下的基本粮食安全有可能存在问题;考虑CO2的肥效后,气候变化不会影响到中国的粮食安全。     

地图符号化中的几个关键问题研究

从应用的角度,对多地图符号库的组织和高效访问机制进行了研究。首次引入显示控制样式的概念,以解决不同比例尺下地图的屏幕显示效果问题,同时基于显示控制样式管理,研究了屏幕显示效果与打印效果统一的问题。文中采用地图符号库索引加缓存符号描述信息的机制,提高了访问多地图符号库中描述信息的速度;采用显示控制样式控制要素层在不同比例尺下是否显示、显示的详细程度及采用哪种显示样式;采用双显示控制样式库解决屏幕显示效果和打印效果的统一问题。实践证明,该研究成果可以很好地解决多地图符号库管理和高效访问问题,改善地图的显示效果和控制地图的显示速度;另外还可以保证地图屏幕显示和打印输出效果的统一。     

工程软岩表面形态及其摩擦特性研究

在自然状态和接触面掺泥两种情况下,进行了砂岩、泥岩破裂面及其互层接触的摩擦试验。结果表明:在接触面掺泥时,抗剪强度的粘聚力和内摩擦角都有不同程度的降低,其中粘聚力下降明显,并且摩擦位移与剪应力关系曲线有明显不同,而且粘滑现象明显减弱。结合摩擦试验,研究了砂岩、泥岩在摩擦前后破裂面表面形态的变化,分析了它们的粗糙度及其起伏特性在摩擦前后的变化规律,以及表面特性和摩擦强度的关系。      

融合文本主题和社交关系的社交网络用户住所位置推测方法

在基于位置的应用领域中,如自然灾害监测、流感趋势预测、定向广告推广等,用户地理位置的推测起到重要的作用。现有方法主要利用文本内容和社交网络进行位置推测,一方面未能充分挖掘和融合2种信息,另一方面推测社交网络中孤立用户的位置比较困难。因此,本文提出一种融合文本主题和社交关系图神经网络的社交网络用户住所位置推测方法（Social Relationship Graph Convolutional Network, SRGCN）。主要方法包括：首先,从文本内容中获取混合特征,利用TF-IDF获得文本特征向量,根据用户之间的提及信息建立初始社交关系图;其次,针对用户社交关系图中存在孤立用户并难以估计其位置的问题,建立主题模型,根据主题向量相似度为孤立用户建立联系,补充社交关系图;最后,基于图卷积神经网络处理社交关系图数据,对文本特征和网络结构进行联合建模,以有效推测用户的地理位置。在真实世界基准数据集GeoText上探究了主题相似度阈值对推测性能和图规模的影响,实验结果表明本文方法能够增加可定位用户的比例并将大部分属于同一类的用户节点聚集;SRGCN在平均距离误差、距离误差中位数、推测准确度方面...     

气候变化对中国农业温度阈值影响研究及其不确定性分析

气候变化影响的温度阈值已经成为国际谈判的焦点问题。利用区域气候模式和作物模型相连接的方法,在50 km×50 km的网格尺度上模拟了IPCC (International Panel of Climate Change) SRES (Special Report on Emissions Scenarios) A2和B2情景下2011—2040年、2041—2070年和2071—2100年我国3种主要粮食作物（水稻、小麦和玉米）的平均单产变化情景,结合同时段的中国地区温度升高状况分析了造成我国主要粮食作物产量持续下降的升温阈值,并对阈值研究中的不确定性进行了初步分析。结果表明：如果同时考虑升温和CO2的肥效作用对作物的影响,目前预测的气温升高范围（0.9～3.9℃）中将不存在威胁我国粮食生产的温度阈值;而如果仅考虑升温对作物的影响时,全国平均温度升高2℃以后,将导致我国粮食单产水平的持续下降,威胁未来的粮食生产;气候变化适应措施如充分灌溉、播种期的调整和品种更替对阈值的确定有一定的影响,如单考虑充分灌溉可以使上述升温阈值延后到2.5℃左右,而播种期的调整和品种的更替也会对产量和产量变率造成一定的影响,进而调整温度阈值;目前研究的不确定性主要来源于情景、方法和适应措施3个方面。     

用CEOF分析贵州春季旱涝(降水)分布及其时变特征

通过用CEOF对1961—2006年贵州32站春季降水距平的分析,得到贵州春季旱涝的分布和变化情况。贵州春季的旱涝变化多是全省性的;CEOF的第1模态能较好的反映贵州春季旱涝分布的平均状况;贵州春季3类旱涝分布型为:全省一致型、南北同相—中间异相型和东西同相—中间异相型。全省一致型能有效反映贵州春季旱涝的平均状况,其次是南北同相—中间异相型和东西同相—中间异相型。Morlet小波分析得出贵州春季旱涝存在明显的年际和年代际演变特征,其周期大致为9a和32a,且以年代际演变特征最为显著。     

一种基于MBTiles的地图瓦片存储技术

提出一种基于MBTiles的地图瓦片存储技术,规避了SQLite不支持并发写数据的特点,缩短了地图瓦片数据的存储时间,提高了数据的读取速度,且易于备份和迁移,使基于Web的GIS地图服务能更好地满足大规模用户的需求。     

基于区域划分的多线程并行时空聚集查询方法

现有的时空数据库能够支持对大规模移动对象数据的时空聚集查询。但移动对象数据量巨大,且目前多采用单线程进行查询计算,其查询速度无法满足应用需求。由于时空聚集查询具有良好的可并行性,提出了一种基于区域划分的多线程并行时空聚集查询方法。该方法在服务器端对时空域进行格网划分,形成多个时空立方体,采用多线程并行的技术方法在每个时空立方体上进行时空聚集查询,最后将查询结果整合。通过对真实数据集进行的实验分析,该方法在查询速度上有明显提升。