基于并行元胞自动机的水体污染物扩散模拟

研究影响水体污染物扩散的因素,使用计算机快速地对水体污染物进行模拟,能够为水体污染物的控制提供决策支持。将元胞自动机与并行计算相结合,能够高效地模拟水体污染物扩散。分析了元胞自动机的构成,综合考虑了污染物浓度、风向、风速、水流方向、水流速度、水体边缘等因素对污染物扩散的影响,设计了面向水体污染扩散的元胞自动机模型。分析了MPI(Message Passing Interface)在并行计算方面的优势,设计了面向水体污染物扩散的并行元胞自动机模拟算法流程,实现了水体污染物扩散的模拟。对比分析了面向水体污染物的元胞自动机串行计算、单机并行计算和多机并行计算的执行时间,结果表明,运用并行元胞自动机可以节省计算时间,提高计算效率。     

基于云计算的空间数据处理技术

随着云计算时代的到来,基于云计算进行海量数据处理,成为一种解决传统集中式数据管理不适应海量数据不断增长的高效、可信方法。本文介绍了云计算的含义、特点,以及发展现状。分析了运用云计算技术实现空间数据处理的优势,调查并总结了目前基于云计算数据处理技术的研究状况以及所面临的问题。     

基于GPU并行计算的巨幅遥感影像坐标转换研究与实现

随着航空航天遥感技术的不断发展,以遥感影像为代表的栅格数据分辨率越来越高,遥感影像处理呈现出数据量大、复杂度高的特点。近年来,通用GPU的运算性能不断提高为加速密集运算提供了新的途径,目前,采用GPU并行技术进行遥感影像处理成为新的研究热点。本文提出了基于GPU并行计算的巨幅遥感影像坐标转换方法,实践证明,相比于传统的转换方法基于GPU的算法有较为明显的提速。     

多核并行计算在地形因子计算中的应用

为了满足地理国情监测中地形统计指标的高性能计算需求,该文提出在多核计算环境下将地形因子串行计算进行并行化的方法:通过对串行算法耗时部分进行线程级并行化改进,尽可能使计算过程中的线程负载均衡、计算任务的分配更加均匀,从而有效提升程序运算效率。试验对比了不同地形因子算子在计算栅格数据时串行方式和并行方式的执行效率差异,测试结果表明,并行算法在单机16核环境下的计算效率提升明显。     

21世纪逐日无缝数据立方体构建方法及逐年逐季节土地覆盖和土地利用动态制图—中国智慧遥感制图iMap （China） 1.0

粮食安全、高质量人居环境建设、生物多样性保护、星球健康等社会可持续发展目标和对地球系统的理解、模拟与管理都迫切需要多尺度、长时序、辐射和几何精度高且一致性强的遥感观测数据集和针对用户需求的、信息主题灵活的制图产品。但是由于技术和成本限制,传统的遥感卫星难以提供同时具有高空间分辨率、高时间频率和高质量的观测数据。现有的制图和反演方案多是针对于单一传感器系列,难以充分挖掘和联合利用多源异构遥感大数据的信息潜力,造成观测时段和分辨率有限、时空一致性和可比性较差。因此,遥感领域迫切需要新的技术范式。本文基于前沿的云计算、人工智能、虚拟星座、时空融合重建等技术,针对现有遥感大数据特别是国产卫星数据,提出一套智慧遥感制图(iMap)框架。该框架从用户需求出发、问题驱动,能够大大改善当前遥感数据产品难以满足农林管理、国情监测、生态环境保护、防灾减灾、城市建设等用户的多样化、高精度地表监测需求的现状。在该框架的指导下,基于亚马逊云计算(AWS)高性能、高弹性、可扩展的分布式计算资源,搭建了在线实时、自动化、无服务器、端到端的遥感大数据生产链和并行制图系统,并生产了首套21世纪中国全境逐日无缝数据立方体(SDC)及逐年逐季节土地覆盖和土地利用制图产品。逐日SDC综合利用Landsat和MODIS卫星数据构建虚拟星座,并通过多源时空数据融合重建技术研制得到无云无缝、高精度的反射率产品,作为分析就绪数据(ARD),为高精度定量遥感反演和制图打下根基。基于这一SDC,完成了逐年逐季节地表制图。逐年平均精度超过80%。在制图过程中,基于多套多层土地覆盖和土地利用分类体系,运用有限样本稳定分类理论,迁移使用全季节普适样本库,采用自动机器学习(AutoML)策略集成优化多种分类器,并结合时空一致性变化检测和后处理技术。这两套制图产品证明了本文提出的智慧遥感制图框架的可行性和有效性。未来将进一步完善和发展该框架,以开放和灵活的理念,为促进中国遥感进一步发展提供新的思路。     

非均匀植被地表全极化散射的高分辨率雷达图像的模拟

用自然地表非球形散射体全极化一阶散射的Mueller矩阵解，在选定高空间分辨率条件下，计算具三维空间结构与非均匀分布的植被地表的全极化后向散射。用射线跟踪法，按射程计算将散射投影在平面图像对应单元的像素点上，得到自然地表的雷达图像模拟。改变非均匀地表的组成，如树木数目与高度、下垫地表、隐藏目标等，产生各种条件下自然地表景象产生的雷达图像模拟。作为一个对比，模拟图像与机载SAR图像在散射量级以及P，L，C波段多通道散射的物理解释上作了比较。     

精细化建模在特大桥维护检测中的应用

本文采用多型号旋翼无人机及挂载,运用倾斜摄影、贴近摄影等方法获取铁路特大桥梁主体及桥梁周边地势险峻区域环境的高分辨率、多角度影像;基于影像利用实景建模系统和云服务器实时地进行高精度实景三维模型生产;利用此类模型成果对特大桥的日常维护检查提供有效的数据支撑,弥补了现有检测手段的不足,提高了检查效率,降低人员风险.本文以云...     

基于时空数据挖掘的城市体检评估方法与实践——以无锡市为例

时空数据挖掘作为当前研究的热点之一,为城市研究提供了新的思路和技术手段。本文以无锡市为例,利用手机信令数据、车辆轨迹实时数据、基础地理信息等多源异构时空数据,构建相应的数据挖掘模型,进行了职住平衡、区域联系度、交通拥堵等城市特征的挖掘与分析,构建多源数据挖掘的城市评估体系,探索了时空数据挖掘在城市体检评估中的应用,为城市规划和运行管理提供了科学评估与决策。     

工程建设项目全生命周期“多测合一”综合服务平台研究及应用

为实现对工程建设项目海量多源异构数据的高效管理与共享,更好地服务审批监管,本文从工程建设项目审批、管理、服务和监管的全局角度,提出建立工程建设项目全生命周期“多测合一”综合服务平台,深入研究了平台实施过程中涉及的时空大数据、多源异构数据融合、GIS+BIM及三维等关键技术,并给出应用案例,为工程建设项目联合测绘相关平台建设提供了参考。     

网络文本数据时空感知计算概念、方法及应用场景

网络文本数据作为网络传感数据的一种,因其包含大量的时空信息,以及丰富的语义信息,不仅能够用于研究社会问题的时空特征,也能够对社会现象的时空规律提供语义上的可解释性,因此存在一定的应用价值,目前已逐渐得到研究者的关注。本文提出了网络文本数据的一般概念表示,分析了网络文本数据的类型和特征,重点梳理了网络文本数据时空感知计算的计算方法,总结了文本优先+地理背景和地理优先+文本增强两种计算模式,并从静态到动态、场景到区域的视角总结了4个相关应用场景。