A machine learning approach for predicting computational intensity and domain decomposition in parallel geoprocessing

ABSTRACT

High performance computing is required for fast geoprocessing of geospatial big data. Using spatial domains to represent computational intensity (CIT) and domain decomposition for parallelism are prominent strategies when designing parallel geoprocessing applications. Traditional domain decomposition is limited in evaluating the computational intensity, which often results in load imbalance and poor parallel performance. From the data science perspective, machine learning from Artificial Intelligence (AI) shows promise for better CIT evaluation. This paper proposes a machine learning approach for predicting computational intensity, followed by an optimized domain decomposition, which divides the spatial domain into balanced subdivisions based on the predicted CIT to achieve better parallel performance. The approach provides a reference framework on how various machine learning methods including feature selection and model training can be used in predicting computational intensity and optimizing parallel geoprocessing against different cases. Some comparative experiments between the approach and traditional methods were performed using the two cases, DEM generation from point clouds and spatial intersection on vector data. The results not only demonstrate the advantage of the approach, but also provide hints on how traditional GIS computation can be improved by the AI machine learning.     

BLazar天体的光变及多波段能谱特性

本文综述了活动星系核 ,特别是blazar天体的研究现状 ,对blazar天体的多波段与多波段能谱特性研究进行了较为详细的评述。主要的研究工作包括以下内容 :(一 )γ噪blazar天体的短时标光变研究 ,通过对 1 6个γ噪blazar天体 (其中包括全部已证认和观测到VHEγ射线爆发的可能甚高能γ射线源 )自 1 998年的光学观测及光变分析研究表明 ,短时标光变 (小时量级 )是GeVγ噪blazar天体的普遍特性 ,光变幅度通常可达 0 .6mag/h ,对PKS 1 51 0 -0 89类星体的观测发现在一个小时内对象变暗 2个星等 ,对如此激烈的光变变暗目前的理论还不能很好的解释 ,但它同样反映了辐射区域的内部结构 ;而对TBLs的监测表明 ,其光学波段的短时标光变没有其他对象激烈 ,出现的频度和振幅变化都较小 ;(二 )在研究γ噪blazar天体光变时 ,研究了寄主星系对光变的影响 ,得到了 1ES 2 3 44 + 51 4的光变与PSF的FWHM的关联 ,表明随着大气视宁度的下降 (即FWHM变大 ) ,对象变暗 ,即由于寄主星系的影响从而导致假光变的产生 ;(三 )引进两个多波段复合谱指数 ,αxox=αox-αx 及αoro=αor-αo。对样本的统计研究表明 ,RBLs是能谱特性界于XBLs和OVVs之间的一类中间态 ,所得结果支持了Sambrunaetal.( 1 996)大样本多波段能谱分布特性的统计研     

Mobile Agent系统结构及其关键技术

Mobile Agent技术是一门新兴的技术,具有移动性、智能性和异步计算的特点,已成为计算机网络和分布式系统最具活力的发展方向.现对Mobile Agent的概念、系统结构及其关键技术进行了分析和探讨.     

DISASTER ANALYSIS AND COUNTERMEASURES OF LAND SUBSIDENCE CAUSED BY COAL CUTTING IN CHINA

In recent years, many coal-producing countries have paid great attention to the land subsidence causedby coal cutting. In China, because of the dense population in coalfield areas, the land subsidence hazard is more seri-ous. After a brief analysis on the mechanism of land subsidence, this paper gives a comprehensive and systematical ac-count on all kinds of hazards caused by the land subsidence in China. The study shows that land subsidence has endan-gered land, buildings, traffic and communication lines, dykes and dams. It also causes damage to ecological and socialenvironment. In order to lessen the hazard of land subsidence, preventive measures should be taken to reduce the col-lapse amount, such as extraction with stowing, banded mining system, succession and coordination mining system, orhigh-pressure mudflow between rock strata. Measures of reinforcing or moving certain buildings should also be taken toreduce the destructive degree. In order to harness the subsidence land and bring them under control for fanning, mea-sures should be taken such as filling with spoil or fine breeze, excavating the deeper and covering the shallower land.     

新疆塔中南坡奥陶系的地层缺失和沉积相变化

按照奥陶系内部6个组沉积的时间片段拟定塔中南坡不同区块存在不同程度的缺失。部分关键层段的牙形石和几丁虫组合特征证明一间房组和恰尔巴克组在塔中部分井区是存在的,但恰尔巴克组的分布范围最狭窄。总体上,塔中南坡隆起区地层缺失较多,古城墟隆起基本完整。据缺失状况和岩相展布,显示塔中南坡的沉积单元具有由东往西迁移的特征,且各时段迁移的距离与速度存在较大差异。     

无定河流域下游段河冰形成演变的数学模型研究

冰凌是北方河流冬春季常见的现象, 由于环境因素的变化, 河道冰情也在不断的变化, 甚至在一些地区出现凌汛灾害. 根据冰塞形成发展的机理, 利用水力学模型和热力学模型模拟研究了无定河流域下游段丁家沟至白家川的每年春季河流水位、封河日期和开河日期. 模拟结果较为理想, 并分析了形成凌汛的原因, 旨在给该区域水循环研究、水资源的开发利用、水土保持等工作提供有力的科学技术支持.     

高寒地区傍河型地下水水源地论证

地下水水源地论证是新建和扩建地下水水源地的前提,高寒地区傍河型地下水水源地论证在关注地下水质量和允许开采量的同时,非常注重水源地含水层开采对水环境及其它用水户的影响.本文以黑龙江省孙吴县热电厂供水水源地为例,从论证目标、约束条件和论证方法等方面对高寒地区傍河型地下水水源地进行了论证.结果表明,高寒地区傍河型浅薄含水层地下水水源地的补给来源在冬季主要为含水层侧向径流补给;孙吴县热电厂供水水源地可以满足热电厂正常运转对水质和水量的要求,并且不会对区域水资源和其它用水户产生影响.     

大凌河流域河道生态需水量估算

本文从大凌河流域存在的环境问题出发,分别估算了各水资源分区的河道生态需水量（包括生态基流量、自净需水和输沙需水）及各区的河道生态需水贡献量。提出了使用偏枯年（75％保证率）水文数据估算河道生态需水量的方法．弥补了Tennant法、枯水季最小流量法等方法计算结果偏大或偏小的不足。结果表明,大凌河的4个河段（建凌站以上、建凌站至朝阳站、朝阳站至义县站、义县站至锦县段）的河道分区需水量分别为0．55×10^8m^3、5．21×10^8m^3、3．9×10^8m^3和1．34×10×10^8m^3。锦县水文站以上河道生态需水总量11×10^8m^3,占地表水总资源量的59．75％,因此．大凌河地表水资源取用率应在40％以下。     

中国东北依兰地区块状蓝片岩的地球化学特征

黑龙江省依兰地区分布的黑龙江杂岩被认为足具有缝合带性质的构造混杂岩,其中所含变基性火山熔岩中含有的变质矿物不具有定向组构特征,因此称之为块状蓝片岩.特征变质矿物--蓝闪石的大量出现表明其经历过高压低温变质作用.常量地球化学分析表明,其SiO2含量均在53%以下,TiO2含量超过2%,Na2O K2O的含量为2.77%～6.41%,Na2O的含量普遍大于K2O的含量,Na2O K2O-SiO2变异图显示其具有碱性玄武岩特征;痕量元素地球化学分析显示其轻重稀土元素分异明显,稀土元素配分曲线表现为轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾型.球粒陨石标准化图解中,不具有Eu的负异常;Nbx2-Zr/4-Y、Ti/100-Zr-Sr/2与Ba-Th-Nb-La图解的综合分析表明,块状蓝片岩具有碱性洋岛玄武岩(OIB)的特征,它们应是佳木斯地块与松嫩地块之间古洋壳俯冲过程的残留,这为探讨佳木斯陆块与松嫩陆块之间古老洋盆俯冲消减过程提供了重要依据.     

敦化盆地上侏罗统-上新统地层划分对比讨论

利用野外资料、地震资料、煤田钻孔资料以及古生物资料,对松辽盆地外围探区敦化盆地的代表性地层划分方案进行了梳理,通过敦化盆地与周缘盆地之间的对比和分析,得出下列认识:(1)明确了珲春组的时代为始新世—渐新世;(2)指出白垩系上统龙井组地层在敦化盆地内可能是不存在的;(3)将原帽儿山组上段和下段分别划归泉水村组和长财组;(4)认为大砬子组、泉水村组、长财组和屯田营组在敦化盆地内是存在的,并通过盆间岩性地层和古生物地层对比指出大砬子组的时代可能为早白垩世阿普特期(Aptian)—阿尔布期(Albian),长财组时代可能为早白垩世贝利阿斯期—阿普特期;(5)对敦化盆地内几个地方地层名称的使用进行了修正;(6)建立了敦化盆地内目前可供参考使用的地层序列。