地名地址协同审批的研究与实践

地名、地址数据归口于多个政府部门管理,由于缺乏部门之间的协作机制,存在重复建设、更新不及时等问题.针对地名地址管理的业务现状和问题,探索了基于协同审批的地名地址动态更新模式,建立了贯穿地名地址申报、审批、应用全过程的业务协同系统,实现了地名地址数据的规范采集、动态更新和图属一体化管理.     

车载自组网可信节点与可信路由分析及实现

将可信赖平台模块(TPM)芯片引入车载自组织网VANET,提出了一种有效保护地理位置信息路由协议GPSR(贪婪周边无状态路由协议)的可信安全机制,从而能够防止恶意篡改路由协议和邻居位置信息表的行为。在NS2.30下对网络真实场景进行了模拟,证实此可信安全路由协议模型是正确的、有效的和合理的。     

操作系统信任基的设计研究

把操作系统中为计算平台的可信性提供支持的元素的集合定义为操作系统信任基(TBOS),建立了TBOS的设计思想,提出了TBOS的体系结构,重点诠释了TBOS体系结构中的基本信任基、可信基准库、控制机制、度量机制、判定机制和支撑机制等关键成分的核心思想、TBOS的隔离与交互能力以及动态扩展特性,同时讨论了TBOS实现中涉及到的关键问题。     

高分辨率遥感影像并行分割结果缝合算法

采用基于数据并行的遥感影像分割实现过程,提出了一种新的数据缝合算法解决分割结果合并问题。分割效果对比和运算效率分析等实验结果表明,此算法保持了分割结果合并后的边界正确性,使并行化分割在提高运算效率的同时保证了分割结果的可信度。     

位置服务上下文计算本体形式化实现方法

本文采用Protégé本体开发平台将五元组模型的位置服务上下文计算本体形式化,使其在JADE环境下应用成为可能。首先通过介绍位置服务上下文计算应用的国内外发展现状,引出本体形式化问题。然后应用五元组模型进行位置服务上下文信息建模。建模后抽象出的位置服务上下文计算本体符合FIPA-ACL规范,使不同的信息在Agent之间进行交换,从而实现形式化本体在计算机系统之间的交流。最后,我们将采用Protégé平台定义的ContextOntology形式化本体通过Ontology Bean Generator插件将其导出为Java类,使其在JADE平台下得以应用。     

异构环境下地理空间信息网格计算模式及体系结构研究

与机群系统相比,地理空间信息网格计算模式的优势在于可以更好地解决资源的异构性问题,支持资源的柔性伸缩及多种并行编程环境,支持科学计算库与工具软件,支持可视化动态人机交互。地理空间信息网格计算模式的体系结构是具有一定智能的分层结构。本文参考五层沙漏结构思想和前人的研究成果,研究设计了具有资源底层、安全调度层、抽象接口层、中间件层、应用接口层和应用层等六个层面的地理空间信息网格计算系统多层体系结构。     

高性能GIS研究进展及评述

互联网技术的发展使地理信息技术得到了前所未有的发展和应用,地理信息计算呈现出计算速度快、运行效率高、应用多样化的发展特征。而随着计算机硬件性能飞速提升,传统的GIS数据处理方式并不能与之匹配,各种缺陷与弊端逐渐显现,亟待更高效的数据处理方式。目前,以并行集群计算技术和分布式网络技术为代表的高性能计算的出现,为这些问题的解决带来了新思路,并逐渐发展形成了新一代的多核并行高性能计算系统。当前,如何利用新型硬件体系结构带来的计算能力,研究新一代高性能GIS计算系统,解决现在所面临的时空数据密集和计算密集问题成为重要挑战。高性能计算是基于一组或几组计算机系统组成的集群,通过网络连接组成超级计算系统以加强数据处理、分析计算性能的一种技术。在实际应用中,逐渐形成Hadoop,Spark和Storm 3大主流分布式高性能计算系统,它们三者各具优缺点。本文从高性能GIS算法、并行GIS计算、内存计算和众核计算4个方面梳理、归纳总结了高性能GIS的技术体系,分析了每类高性能GIS技术特征,综合分析、评述了近年来高性能GIS的研究进展,并对高性能GIS未来发展进行展望,为更完备、高效的高性能GIS体系的建立、发展和应用提供参考。今后,并行GIS计算、高性能计算模式和分布式存储仍然是GIS技术领域发展的重要方向,通过高性能GIS系统可有效地解决时空数据密集、计算密集和网络通讯密集等问题,大大提升GIS地理分析效率。     

景观指数的并行计算方法

随着地理信息科学和系统的发展,GIS数据的时空分辨率和数据量呈现爆炸式的增长趋势。传统的基于个人计算机的景观指数计算软件难以有效快速地完成海量数据的空间分析。针对该问题,本文提出了一个高效的景观指数并行计算方法。首先对原有的并查集连通域标记算法进行了2点改进：① 在第2次遍历数据时,增加了计算斑块面积、周长等斑块基本信息的功能,为景观指数的计算提供必要参数;② 在第2次遍历过程中,增加了重新标记连续序号的功能,减少了原有算法在合并操作后造成的序号不连续,需要重新遍历数据的开销。在此基础上,本文利用MPI并行编程库,采用数据分割和主从进程协同的并行计算模式实现了景观指数的并行计算。实验表明,在保证计算正确性的基础上,本文的并行算法大幅度提高了景观指数的计算性能,为快速分析大规模数据的景观形态和格局提供了有效手段。     

Finite‐element analysis of laminated rubber bearing of building frame under seismic excitation

Finite element analysis is carried out for a building frame supported by laminated rubber bearings to simultaneously investigate global displacement and local stress responses under seismic excitation. The frame members and the rubber bearings are discretized into hexahedral solid elements with more than 3 million degrees of freedom. The material property of rubber is represented by the Ogden model, and the frame is assumed to remain in elastic range. It is shown that the time histories of non‐uniform stress distribution and rocking behavior of the rubber bearings under a frame subjected to seismic excitation can be successfully evaluated, and detailed responses of base and frame can be evaluated through large‐scale finite element analysis. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于图形处理器的伪谱和高阶有限 差分混合方法地震波数值模拟

伪谱和高阶有限差分混合方法, 在垂直方向采用交错网格有限差分算子, 利用其并行程度高的特点, 在水平方向采用伪谱算子, 保留其高精度的优势, 是计算地震波场的有效方法. 图形处理器(graphic processing unit, 简写为GPU) 由于其高度并行性, 在计算此类问题中有显著的优势. 由英伟达(NVIDIA)公司推出的统一计算设备架构(compute unified device architecture, 简写为CUDA)平台极大地简化了GPU编程的难度. 为提高计算效率, 本文实现了基于CUDA 平台的混合方法二维地震波场模拟. 然后基于二维均匀介质模型将CPU与GPU版本的运行时间进行对比. 实际测试结果表明, 基于CUDA 的并行模拟方法在保证计算精度的同时显著地提高了计算速度, 为开展大规模非均匀地球介质地震波传播数值模拟提供了一种可选的方法.