高性能計算-GIS集成的大氣環(huán)境質(zhì)量分析支持系統(tǒng)研究.pdf

1、大氣污染擴散模擬是環(huán)境管理部門進行環(huán)境空氣質(zhì)量評價、大氣環(huán)境容量核定、優(yōu)化污染源的布局、空氣質(zhì)量預報等業(yè)務工作的有效手段與方法。隨著城市工業(yè)化進程的加快，排入城市空氣中的大氣污染物種類及數(shù)量不斷增多，研究城市環(huán)境空氣質(zhì)量的大氣擴散模式不斷向大型化、復雜化發(fā)展，有效的提高擴散模型計算效率，并實現(xiàn)擴散結(jié)果準確、直觀地反映城市空氣質(zhì)量狀況以及備級部門的信息共享，是各級環(huán)境管理部門共同關心的問題。本論文就是以解決環(huán)境管理和決策中的實際問題為出發(fā)

2、點，立足于互聯(lián)網(wǎng)、高性能并行計算、GIS等前沿技術，對互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的污染擴散模型、高性能并行計算、GIS的系統(tǒng)集成進行了探索性研究。 論文共分五章。第一章闡述了研究的背景和意義，回顧了國內(nèi)外高性能并行計算的研究現(xiàn)狀以及GIS在環(huán)境模型中的應用狀況，提出了本文研究的主要問題和內(nèi)容。第二章對高性能并行處理技術的技術體系和發(fā)展、大氣擴散模型及其與GIS結(jié)合的必要性、集成方式以及應用等進行了深入的分析探討。第三章在并行算法的構造原則、設

3、計方法以及性能評價的基礎上，提出并實現(xiàn)了高性能計算環(huán)境中大氣污染擴散模式的并行化處理方案，并在兩種不同的高性能平臺上對多個試驗方案進行了性能比較與分析。第四章是本文的重點，主要研究了GIS、污染擴散模型、高性能計算等多技術體系的綜合集成技術，開發(fā)了可滿足環(huán)境管理需求的系統(tǒng)原型。首先介紹了基于GIS的大氣污染擴散可視化系統(tǒng)的設計思路及開發(fā)方案；然后在此基礎上論述了污染擴散模型、并行計算與GIS集成系統(tǒng)的總體設計、開發(fā)環(huán)境以及功能實現(xiàn)等。第