基于CUDA的地籍数据库拓扑并行检查方法研究
发布时间：2021-07-24 15:58
地籍数据库中土地权籍要素包括界址点、界址线及宗地,基于约束性规则的土地权籍要素拓扑检查是地籍数据质量控制的研究重点。随着大数据时代的到来,地籍数据的数据量日益增长,而且地籍数据本身具有一定的空间复杂性,使得传统串行模式下的空间拓扑检查方法已逐渐不能满足实际应用中高效检查的需求。本文针对传统地籍拓扑检查算法复杂计算量大、串行模式效率不高的问题,提出一套切实可行,效率可观,能适应于新型一代计算机GPU硬件架构的并行计算方法体系,即基于CUDA的地籍数据库拓扑并行检查方法。在该方法体系中,首先对地籍空间数据高效过滤,快速提取拓扑关系待判别的对象组合;接着在对地籍数据库拓扑约束性规则进行描述的基础上,提炼出拓扑规则中的3种原子操作;结合CUDA并行架构技术,进一步设计并实现了适用于地籍对象间拓扑分析的并行算法;将并行算法应用到地籍数据库拓扑检查场景下,设计了基于CUDA的地籍数据库拓扑并行检查流程。本文主要的研究内容及结论包括:（1）并行空间索引方法研究。空间索引技术性能的好坏直接决定着整个空间数据处理的效率。本文总结了前人在GIS领域较为成熟的空间索引研究成果,从中提炼适合CUDA并行架构的...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??１．５论文组织结构??
地籍对象和地类地籍对象，由于宗地是地籍的核心，所以本文探讨的“地籍”??仅指权属地籍对象，主要包括宗地（Ｐｏｌｙｇｏｎ）、界址线（Ｐｏｌｙｌｉｎｅ）、界址点（Ｐｏｉｎｔ）??共三种基本权属地籍对象，如图２．１所示。??／ｍＳ／??＇、??图２．１地籍空间要素示意图??宗地是地籍的核心，宗地间存在着多种空间关系和时间关系。例如，不同??时期节点的两宗地在空间上相交、而时间上不产生交接，可能存在着历史父子??关系而处于同一时期的两宗地在空间上是不允许相交的，在地籍数据库??质检与更新时，这些都是重要需严格遵循的约束条件。如图２．２所示，Ａ、Ｂ、??Ｃ都与Ｔ都为同一时期的两宗地，现对３种情况下的两宗地进行合并操作，假??设合并后的宗地标识为Ｈ：?（ａ）宗地Ａ刚好套合着宗地Ｔ，但Ａ与Ｔ内部不重??叠，合并后的Ｈ的边界为ａ；?（ｂ）中Ｂ，?Ｔ两宗地外相接，有相邻公共边，合??并后Ｈ的边界为ｂ和ｔ组成；（ｃ）中宗地Ｃ部分套合宗地Ｔ
地籍对象和地类地籍对象，由于宗地是地籍的核心，所以本文探讨的“地籍”??仅指权属地籍对象，主要包括宗地（Ｐｏｌｙｇｏｎ）、界址线（Ｐｏｌｙｌｉｎｅ）、界址点（Ｐｏｉｎｔ）??共三种基本权属地籍对象，如图２．１所示。??／ｍＳ／??＇、??图２．１地籍空间要素示意图??宗地是地籍的核心，宗地间存在着多种空间关系和时间关系。例如，不同??时期节点的两宗地在空间上相交、而时间上不产生交接，可能存在着历史父子??关系而处于同一时期的两宗地在空间上是不允许相交的，在地籍数据库??质检与更新时，这些都是重要需严格遵循的约束条件。如图２．２所示，Ａ、Ｂ、??Ｃ都与Ｔ都为同一时期的两宗地，现对３种情况下的两宗地进行合并操作，假??设合并后的宗地标识为Ｈ：?（ａ）宗地Ａ刚好套合着宗地Ｔ，但Ａ与Ｔ内部不重??叠，合并后的Ｈ的边界为ａ；?（ｂ）中Ｂ，?Ｔ两宗地外相接，有相邻公共边，合??并后Ｈ的边界为ｂ和ｔ组成；（ｃ）中宗地Ｃ部分套合宗地Ｔ
【参考文献】：
期刊论文
[1]多边形间空间关系查询的异构多核架构并行算法[J]. 谢传节,龙舟,马益杭,由志杰. 测绘学报. 2016(01)
[2]地籍空间对象拓扑关系一致性研究[J]. 胡克新,张求喜,岳淑英. 测绘与空间地理信息. 2015(09)
[3]基于Hilbert曲线的STR索引改进算法[J]. 戴晶,吴明光,郑培蓓,王蕾,崔登吉,陈泰生. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(07)
[4]简单要素模型下的多边形对象叠加并行运算策略研究[J]. 张树清,张策,杨典华,张俊岩,潘欣,姜春雷. 地理与地理信息科学. 2013(04)
[5]基于拓扑数据模型的三维宗地合并与分割算法[J]. 史云飞,张玲玲,贺彪. 测绘科学. 2013(03)
[6]GPU加速的多边形叠加分析[J]. 赵斯思,周成虎. 地理科学进展. 2013(01)
[7]基于多GPU的千万级高维空间实时检索[J]. 周迪斌,蒋健明,胡斌,张量. 科技通报. 2013(01)
[8]基于面片集合的三维地籍产权体的拓扑自动构建[J]. 郭仁忠,应申,李霖. 测绘学报. 2012(04)
[9]宗地时空拓扑关系表达与判别[J]. 吴长彬,陈霞. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]GIS高性能空间分析研究进展[J]. 张帅,伍传敏. 三明学院学报. 2011(06)
博士论文
[1]基于GPU的高性能并行优化算法研究[D]. 李繁.大连理工大学 2014
[2]基于GPU的并行矢量数据分析与索引技术研究[D]. 崔树林.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2014
[3]CPU/GPU异构环境下的高性能空间分析并行计算研究[D]. 吴庆双.武汉大学 2012
[4]三维地籍模型理论与方法[D]. 文小岳.中南大学 2010
[5]三维激光扫描点云数据组织与可视化研究[D]. 张会霞.中国矿业大学（北京） 2010
[6]空间数据库的索引技术研究[D]. 张泽宝.哈尔滨工程大学 2009
[7]基于序的空间数据索引及查询算法研究[D]. 刘润涛.哈尔滨理工大学 2009
[8]并行程序设计模型若干问题研究[D]. 姚震.中国科学技术大学 2006
[9]基于拓扑关系的地籍数据库增量更新方法研究[D]. 周晓光.中南大学 2005
[10]基于R-树的空间数据库查询技术研究[D]. 黄继先.中南大学 2005
硕士论文
[1]异构计算环境下的地图代数空间分析并行方法研究[D]. 周斯波.中国地质大学 2013
[2]基于GPGPU技术的大规模地理数据的处理和分析[D]. 张宇.中南大学 2013
[3]基于hilbert划分的并行矢量数据索引算法研究[D]. 李勋.电子科技大学 2013
[4]细分拓扑关系计算及其在更新中的应用[D]. 陈斐.中南大学 2012
[5]地理计算并行处理技术及性能评价模型研究[D]. 蔡蕾.国防科学技术大学 2011
[6]基于R-树的空间索引并行批量加载算法研究及实现[D]. 刘文闳.国防科学技术大学 2011
[7]基于CPU-GPU异构平台的性能优化及多核并行编程模型的研究[D]. 陈波.中国科学技术大学 2011
本文编号：3300966
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??１．５论文组织结构??
地籍对象和地类地籍对象，由于宗地是地籍的核心，所以本文探讨的“地籍”??仅指权属地籍对象，主要包括宗地（Ｐｏｌｙｇｏｎ）、界址线（Ｐｏｌｙｌｉｎｅ）、界址点（Ｐｏｉｎｔ）??共三种基本权属地籍对象，如图２．１所示。??／ｍＳ／??＇、??图２．１地籍空间要素示意图??宗地是地籍的核心，宗地间存在着多种空间关系和时间关系。例如，不同??时期节点的两宗地在空间上相交、而时间上不产生交接，可能存在着历史父子??关系而处于同一时期的两宗地在空间上是不允许相交的，在地籍数据库??质检与更新时，这些都是重要需严格遵循的约束条件。如图２．２所示，Ａ、Ｂ、??Ｃ都与Ｔ都为同一时期的两宗地，现对３种情况下的两宗地进行合并操作，假??设合并后的宗地标识为Ｈ：?（ａ）宗地Ａ刚好套合着宗地Ｔ，但Ａ与Ｔ内部不重??叠，合并后的Ｈ的边界为ａ；?（ｂ）中Ｂ，?Ｔ两宗地外相接，有相邻公共边，合??并后Ｈ的边界为ｂ和ｔ组成；（ｃ）中宗地Ｃ部分套合宗地Ｔ
地籍对象和地类地籍对象，由于宗地是地籍的核心，所以本文探讨的“地籍”??仅指权属地籍对象，主要包括宗地（Ｐｏｌｙｇｏｎ）、界址线（Ｐｏｌｙｌｉｎｅ）、界址点（Ｐｏｉｎｔ）??共三种基本权属地籍对象，如图２．１所示。??／ｍＳ／??＇、??图２．１地籍空间要素示意图??宗地是地籍的核心，宗地间存在着多种空间关系和时间关系。例如，不同??时期节点的两宗地在空间上相交、而时间上不产生交接，可能存在着历史父子??关系而处于同一时期的两宗地在空间上是不允许相交的，在地籍数据库??质检与更新时，这些都是重要需严格遵循的约束条件。如图２．２所示，Ａ、Ｂ、??Ｃ都与Ｔ都为同一时期的两宗地，现对３种情况下的两宗地进行合并操作，假??设合并后的宗地标识为Ｈ：?（ａ）宗地Ａ刚好套合着宗地Ｔ，但Ａ与Ｔ内部不重??叠，合并后的Ｈ的边界为ａ；?（ｂ）中Ｂ，?Ｔ两宗地外相接，有相邻公共边，合??并后Ｈ的边界为ｂ和ｔ组成；（ｃ）中宗地Ｃ部分套合宗地Ｔ
【参考文献】：
期刊论文
[1]多边形间空间关系查询的异构多核架构并行算法[J]. 谢传节,龙舟,马益杭,由志杰. 测绘学报. 2016(01)
[2]地籍空间对象拓扑关系一致性研究[J]. 胡克新,张求喜,岳淑英. 测绘与空间地理信息. 2015(09)
[3]基于Hilbert曲线的STR索引改进算法[J]. 戴晶,吴明光,郑培蓓,王蕾,崔登吉,陈泰生. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(07)
[4]简单要素模型下的多边形对象叠加并行运算策略研究[J]. 张树清,张策,杨典华,张俊岩,潘欣,姜春雷. 地理与地理信息科学. 2013(04)
[5]基于拓扑数据模型的三维宗地合并与分割算法[J]. 史云飞,张玲玲,贺彪. 测绘科学. 2013(03)
[6]GPU加速的多边形叠加分析[J]. 赵斯思,周成虎. 地理科学进展. 2013(01)
[7]基于多GPU的千万级高维空间实时检索[J]. 周迪斌,蒋健明,胡斌,张量. 科技通报. 2013(01)
[8]基于面片集合的三维地籍产权体的拓扑自动构建[J]. 郭仁忠,应申,李霖. 测绘学报. 2012(04)
[9]宗地时空拓扑关系表达与判别[J]. 吴长彬,陈霞. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2012(01)
[10]GIS高性能空间分析研究进展[J]. 张帅,伍传敏. 三明学院学报. 2011(06)
博士论文
[1]基于GPU的高性能并行优化算法研究[D]. 李繁.大连理工大学 2014
[2]基于GPU的并行矢量数据分析与索引技术研究[D]. 崔树林.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2014
[3]CPU/GPU异构环境下的高性能空间分析并行计算研究[D]. 吴庆双.武汉大学 2012
[4]三维地籍模型理论与方法[D]. 文小岳.中南大学 2010
[5]三维激光扫描点云数据组织与可视化研究[D]. 张会霞.中国矿业大学（北京） 2010
[6]空间数据库的索引技术研究[D]. 张泽宝.哈尔滨工程大学 2009
[7]基于序的空间数据索引及查询算法研究[D]. 刘润涛.哈尔滨理工大学 2009
[8]并行程序设计模型若干问题研究[D]. 姚震.中国科学技术大学 2006
[9]基于拓扑关系的地籍数据库增量更新方法研究[D]. 周晓光.中南大学 2005
[10]基于R-树的空间数据库查询技术研究[D]. 黄继先.中南大学 2005
硕士论文
[1]异构计算环境下的地图代数空间分析并行方法研究[D]. 周斯波.中国地质大学 2013
[2]基于GPGPU技术的大规模地理数据的处理和分析[D]. 张宇.中南大学 2013
[3]基于hilbert划分的并行矢量数据索引算法研究[D]. 李勋.电子科技大学 2013
[4]细分拓扑关系计算及其在更新中的应用[D]. 陈斐.中南大学 2012
[5]地理计算并行处理技术及性能评价模型研究[D]. 蔡蕾.国防科学技术大学 2011
[6]基于R-树的空间索引并行批量加载算法研究及实现[D]. 刘文闳.国防科学技术大学 2011
[7]基于CPU-GPU异构平台的性能优化及多核并行编程模型的研究[D]. 陈波.中国科学技术大学 2011
本文编号：3300966
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dizhicehuilunwen/3300966.html
