GPU-CA模型及大尺度土地利用变化模拟  

作　　者：李丹[1] 黎夏[1] 刘小平[1] 陈逸敏[1] 李少英[1] 刘凯[2] 乔纪纲[3] 郑奕钟 张亦汉[1] 劳春华[1] 

机构地区：[1]中山大学地理科学与规划学院,广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室,广州510275 [2]广州地理研究所,广州510070 [3]广东商学院资源与环境学院,广州501320

出　　处：《科学通报》2012年第11期959-969,共11页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金重点项目(40830532);国家自然科学基金(40901187)资助

摘　　要：在全球变化研究中,对省和国家尺度的土地利用变化过程进行模拟具有重要的意义.但大尺度的土地利用变化模拟存在数据量大、计算复杂、计算时间长等难点,由于计算能力和传统基于CPU计算模式的制约,在普通计算机中难以执行这样的模拟.把最新发展的GPU高性能计算技术与元胞自动机(CA)模型相结合,提出了GPU-CA大尺度土地利用变化模拟模型,并将其应用到省级尺度的土地利用变化模拟中.介绍了模型的问题映射、需解决的关键技术问题和计算的流程,并分析了GPU-CA模型在计算性能上的优势.通过全广东省的土地利用变化模拟,对GPU-CA模型进行了验证.实验表明,GPU-CA模型可以将原有一般CA模型的运行效率提高30倍以上,能够有效地应用于省和国家级的土地利用变化模拟,为全球变化模型提供重要的地表景观变化信息.

关 键 词：GPU 元胞自动机 土地利用变化模拟 大尺度 全球变化 

分 类 号：TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术] F301[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]