本書提出并研究了并行時空模型：從科學層面上研究如何時空并行，即如何理解和表示"時空并行性"；從技術層面上研究如何構建能在并行計算機上運行的時空模型，即在并行計算機上模擬時空并行性的方法；從應用層面上研究如何應用并行時空模型，這對地理信息科學領域中時空模型的并行化、數字城市的規模化和并行化，以及計算機科學領域中并行計算的應用推廣都具有理論和實踐意義。
本書可供地理信息科學領域和計算機科學領域的研究人員使用，亦可作為高等院校和研究院所相關專業的教學用書和參考用書，同時還可以供政府部門和企事業單位數字信息化建設參考。
朱定局，博士，畢業于中國科學院計算技術研究所。先后任職于勝利油田地質科學研究院、美國Texas State University地理系(訪問學者)、北京大學(博士后)。現任職于中國科學院深圳先進技術研究院，全國高性能計算專業委員會委員，國家"863"重大項目(華南高性能計算與數據
前言
第1章 緒論
1.1 時空數據模型
1.1.1 時空數據模型的研究意義
1.1.2 時空數據模型的研究現狀
1.1.3 已有時空數據模型的分類
1.1.4 已有時空數據模型的局限性
1.2 時態GIS與并行GIS
1.2.1 時態GIS
1.2.2 并行GIS
1.2.3 時態GIS與并行GIS需要集成
1.3 數字城市
1.3.1 數字城市的研究意義
1.3.2 數字城市的研究現狀
1.3.3 數字城市的已有技術
1.3.4 現有數字城市需要并行
1.4 并行計算
1.4.1 并行數據挖掘
1.4.2 并行交通仿真
1.4.3 并行視頻壓縮
1.4.4 已有并行研究在時空中不足
1.5 本書的內容
1.6 本書的組織
第2章 并行時空模型的理論基礎
2.1 時空模型
2.1.1 時空立方體模型
2.1.2 序列快照模型
2.1.3 基態修正模型
2.1.4 時空復合模型
2.1.5 離散格網單元列表模型
2.1.6 時空對象模型或雙時間時空對象模型
2.1.7 基于特征的時空數據模型
2.1.8 圖譜數據模型
2.1.9 面向對象的數據建模
2.1.10 基于事件的時空模型
2.1.11 基于時間語義模型或稱時空屬三域模型
2.1.12 基于狀態事件的時空模型
2.2 并行模式
2.2.1 任務播種
2.2.2 單控制流多數據流
2.2.3 分治策略
2.2.4 數據流水線
2.2.5 投機策略
2.2.6 混合模型
2.3 時空模型與并行模式的特點與互補性
第3章 并行時空模型的概念與設計
3.1 時空中的并行模式
3.1.1 時空數據并行模式
3.1.2 時空任務并行模式
3.1.3 時空流水線并行模式
3.1.4 時空混合并行模式
3.1.5 時空并行模式的效率
3.2 并行時空模型中的基本概念
3.2.1 并行時空模型的組成要素
3.2.2 并行時空模型的定義
3.3 并行時空模型的設計
3.3.1 劃分的原則
3.3.2 單級一維并行時空模型
3.3.3 單級二維并行時空模型
3.3.4 單級三維并行時空模型
3.3.5 多級并行時空模型
3.3.6 獨立并行時空模型與關聯并行時空模型
3.3.7 單式并行時空模型與復式并行時空模型
3.3.8 松耦合并行時空模型與緊耦合并行時空模型
3.4 并行時空模型舉例
3.4.1 單級各維單式獨立并行時空模型
3.4.2 復式聯合多級并行時空模型
3.5 并行時空模型中的基本操作
3.5.1 并行本性聚類
3.5.2 并行查詢
3.5.3 并行關系運算
3.5.4 并行時空分布
3.6 并行時空模型到并行計算機的映射方法
……
第4章 并行時空模型的軟件設計方法
第5章 傳統時空模型到并行時空模型的升級
第6章 基于并行時空模型的數字城市并行方法
第7章 并行時空模型的應用方法
參考文獻
索引
結束語
第1章 緒論
數字城市是一種典型的時空應用。數字城市對經濟有極大的推動作用，如數字房產；對社會有極大的促進作用，如數字生活；對科研也有極大的輔助作用，如研究城市的變遷規律。隨著數字城市的推廣和深入應用，數字城市中的數據量隨著維數的增加，呈指數增長。數字城市的數據模型經歷了從屬性數據模型到空間數據模型的發展歷程，下一步必然會發展到時空數據模型(ESTDM)。但其數據模型的組織和處理都沒有改變其串行方式。串行方式，意味著所有的數據都要排隊，等待著同一個計算節點進行處理。但現實城市的時空數據都在并行地產生、并行地變化。由于串行計算機的計算能力和存儲能力的限制，使得目前數字城市的性能和功能都受到極大限制，無法滿足大規模應用、復雜應用、大量用戶對計算機資源的需求。如果我們數字城市的時空數據模型不能被并行地處理，那么勢必不能滿足數字城市大規模生成、更新的需要。雖然目前有并行數據挖掘技術，但未針對時空數據；雖然有并行地理信息系統(GIS)，但未考慮時間維；雖然有并行交通仿真和并行視頻壓縮研究，但其中并行化方法不能用于數字城市及其他GIS應用。所以并行時空模型的產生是時空應用發展的必然需要。
……
