并行时空模型

　　本书提出并研究了并行时空模型：从科学层面上研究如何时空并行，即如何理解和表示“时空并行性”；从技术层面上研究如何构建能在并行计算机上运行的时空模型，即在并行计算机上模拟时空并行性的方法；从应用层面上研究如何应用并行时空模型，这对地理信息科学领域中时空模型的并行化、数字城市的规模化和并行化，以及计算机科学领域中并行计算的应用推广都具有理论和实践意义。本书可供地理信息科学领域和计算机科学领域的研究人员使用，亦可作为高等院校和研究院所相关专业的教学用书和参考用书，同时还可以供政府部门和企事业单位数字信息化建设参考。

　　朱定局，博士，毕业于中国科学院计算技术研究所。先后任职于胜利油田地质科学研究院、美国Texas State University地理系（访问学者）、北京大学（博士后）。现任职于中国科学院深圳先进技术研究院，全国高性能计算专业委员会委员，国家“863”重大项目（华南高性能计算与数据模拟网络）副组长。获授权专利3项（“一种数字城市全自动生成的方法”与“一种图像处理中物体自动识别并三维重建的方法”），撰写Handbook of Research on Artificial Immune Systems and Natural Computing：Applying Complex Adaptive Technologies中Nature Inspired Parallel Computing一章。

前言
第1章 绪论
1.1 时空数据模型
1.1.1 时空数据模型的研究意义
1.1.2 时空数据模型的研究现状
1.1.3 已有时空数据模型的分类
1.1.4 已有时空数据模型的局限性
1.2 时态GIS与并行GIS
1.2.1 时态GIS
1.2.2 并行GIS
1.2.3 时态GIS与并行GIS需要集成
1.3 数字城市
1.3.1 数字城市的研究意义
1.3.2 数字城市的研究现状
1.3.3 数字城市的已有技术
1.3.4 现有数字城市需要并行
1.4 并行计算
1.4.1 并行数据挖掘
1.4.2 并行交通仿真
1.4.3 并行视频压缩
1.4.4 已有并行研究在时空中不足
1.5 本书的内容
1.6 本书的组织
第2章 并行时空模型的理论基础
2.1 时空模型
2.1.1 时空立方体模型
2.1.2 序列快照模型
2.1.3 基态修正模型
2.1.4 时空复合模型
2.1.5 离散格网单元列表模型
2.1.6 时空对象模型或双时间时空对象模型
2.1.7 基于特征的时空数据模型
2.1.8 图谱数据模型
2.1.9 面向对象的数据建模
2.1.10 基于事件的时空模型
2.1.11 基于时间语义模型或称时空属三域模型
2.1.12 基于状态事件的时空模型
2.2 并行模式
2.2.1 任务播种
2.2.2 单控制流多数据流
2.2.3 分治策略
2.2.4 数据流水线
2.2.5 投机策略
2.2.6 混合模型
2.3 时空模型与并行模式的特点与互补性
第3章 并行时空模型的概念与设计
3.1 时空中的并行模式
3.1.1 时空数据并行模式
3.1.2 时空任务并行模式
3.1.3 时空流水线并行模式
3.1.4 时空混合并行模式
3.1.5 时空并行模式的效率
3.2 并行时空模型中的基本概念
3.2.1 并行时空模型的组成要素
3.2.2 并行时空模型的定义
3.3 并行时空模型的设计
3.3.1 划分的原则
3.3.2 单级一维并行时空模型
3.3.3 单级二维并行时空模型
3.3.4 单级三维并行时空模型
3.3.5 多级并行时空模型
3.3.6 独立并行时空模型与关联并行时空模型
3.3.7 单式并行时空模型与复式并行时空模型
3.3.8 松耦合并行时空模型与紧耦合并行时空模型
3.4 并行时空模型举例
3.4.1 单级各维单式独立并行时空模型
3.4.2 复式联合多级并行时空模型
3.5 并行时空模型中的基本操作
3.5.1 并行本性聚类
3.5.2 并行查询
3.5.3 并行关系运算
3.5.4 并行时空分布
3.6 并行时空模型到并行计算机的映射方法
3.6.1 并行计算机的典型体系结构
3.6.2 映射的方法
第4章 并行时空模型的软件设计方法
4.1 时空构件.
4.2 并行时空构件
4.2.1 并行时空构件的特点
4.2.2 并行时空构件的并行性
4.2.3 并行时空构件的分类
4.2.4 并行时空构件的设计
4.2.5 并行时空构件的开发原则
4.3 并行时空构件的数据传输模式
4.3.1 不同并行时空构件内存间传输模式
4.3.2 不同并行时空构件内外存间传输模式
4.3.3 不同并行时空构件外存间传输模式
4.3.4 不同传输模式的应用
4.4 并行时空构件的集成方法
4.4.1 1：1管道集成法
4.4.2 1：N管道集成法
4.4.3 单级总线集成法
4.4.4 多级总线集成法
第5章 传统时空模型到并行时空模型的升级
5.1 时空立方体模型的升级
5.1.1 串行时空立方体模型
5.1.2 划分串行时空立方体模型
5.1.3 索引时空立方体模型
5.1.4 并行时空立方体模型
5.1.5 多用户时空立方体模型
5.2 时空快照修正模型的升级
5.2.1 串行时空快照修正模型
5.2.2 划分时空快照修正模型
5.2.3 索引时空快照模型
5.2.4 并行时空快照模型
5.2.5 索引与并行时空2.4 修正模型
5.2.6 改进后的索引与并行时空2.4 修正模型
5.2.7 索引与并行时空3.5 修正模型
5.2.8 改进后的索引与并行时空3.5 修正模型
5.3 时空复合模型的升级
5.3.1 串行时空复合模型
5.3.2 划分时空复合模型
5.3.3 索引时空复合模型
5.3.4 并行时空复合模型
5.3.5 多用户时空复合模型
5.4 时空模型划分方法的比较
5.5 时空模型升级前后的性能比较
第6章 基于并行时空模型的数字城市并行化方法
6.1 数字城市的并行时空模型
6.1.1 数字城市中的时空数据来源
6.1.2 数字城市中的时空数据类型
6.1.3 数字城市的并行时空建模方法
6.1.4 数字城市并行时空建模的方法举例
6.2 利用并行时空模型升级已有数字城市的方法
6.2.1 升级程序结构
6.2.2 升级数据结构
6.2.3 升级数据库
6.2.4 升级显示机制
6.3 并行时空模型在数字城市中的使用方法
6.3.1 一种数字城市水平空间的三维重建方法
6.3.2 对数字城市三维空间的操作方法
6.3.3 数字城市在水平空间上的并行
6.3.4 数字城市在主题上的并行
6.3.5 数字城市在垂直空间上的并行
6.3.6 数字城市在时间维上的并行
6.3.7 数字城市中并行通信与协同
6.3.8 数字城市中识别和建模的并行
6.3.9 数字城市的多用户并行模式与并行显示
第7章 并行时空模型的应用方法
7.1 违章建筑监测
7.1.1 并行时空建模
7.1.2 并行时空模型中数据的组织与处理
7.1.3 并行数据操纵树状图
7.1.4 将并行时空模型映射到并行计算机
7.1.5 利用并行时空数据模型解决违章建筑问题的体系
7.2 实时交通监控
7.2.1 分析实时交通的时空并行性
7.2.2 实时交通监控的并行时空建模
7.2.3 并行时空模型中的同步机制
7.2.4 并行时空模型中数据的组织与处理
7.2.5 交通监控并行数据操作树状图
7.2.6 将并行时空模型映射到并行计算机
7.2.7 利用并行时空数据模型解决交通监控问题的体系
7.3 遥感图像识别
7.3.1 并行划分与建模
7.3.2 遥感图像识别的并行时空模型中对数据的操作方法
7.4 应用方法小结
7.4.1 应用的步骤
7.4.2 应用的关键
参考文献
索引
结束语