高性能地理信息系统关键技术与平台HiGIS

科技成果来源：湖南科技成果库;
地区：湖南
成果名称：高性能地理信息系统关键技术与平台HiGIS
成果类型：基础研究
技术领域：测绘服务
成果完成单位：中国人民解放军国防科技大学;中国科学院地理科学与资源研究所;苏州中科天启遥感科技有限公司;
成果完成人：景宁;周成虎;陈荦;李军;熊伟;钟志农;吴秋云;吴烨;袁烨城;陈浩;伍江江;杜春;
成果简介： 该项目围绕国家对实时、动态、高精度的时空大数据高性能处理分析的重大需求，站在国际科学前沿，在10项国家863重点项目和国家自然科学基金的支持下(经费共计8089万元)，联合全国20余家军民科研机构与业务部门，组织近200名科研人员持续10年开展军民协同攻关，聚焦大规模空间数据实时处理、大范围精细化空间分析、大场景高分辨率地理信息可视化以及业务化应用，构建了基于高性能集群计算的地理信息系统技术体系，发展了显著提高复杂地理分析问题求解性能的地理计算并行化理论与系列方法，突破了矢量要素实时空间分析、遥感增值产品智能化处理等关键技术方法，掌握了矢量栅格数据并行处理等自主可控的核心技术，在高性能地理并行计算等方面有重大拟始创新，开创了高性能地理信息系统技术研究的新方向，成功研发了全球首个可扩展并行架构的高性能地理信息系统平台HiGIS。平台自主可控，可运行于国产硬件和国产操作系统，全面提升了大规模地理空间数据的管理、处理、分析和可视化效率，其时空大数据处理分析等关键性能超越国际同类系统。 主要科技创新包括：1)提出了时空大数据驱动的多范式并行地理计算模式，解决了多源异构时空数据与并行范式耦合优化的难题，构建了存算一体的地理计算云服务架构，实现了地理信息计算分析架构的根本性突破，奠定了高性能地理计算的科学基础。2)建立了时空大数据分布式多态存储模型和并行数据访问模型，提出了分布式、自适应、多模式的时空数据组织管理方法，首次实现了亿级规模要素分布式时空大数据的秒级査询访问。3)攻克了并行集群下大规模地理矢量数据处理、空间分析和实时可视化等核心技术，突破性地实现了千万级规模矢量要素交互式空间分析的秒级计算。4)开创性建立了图-谱协同的遥感增值产品智能化处理模式，突破了一系列地理栅格处理并行优化关键技术，高效实现了百万级规模地块精细图斑要素的大规模智能化提取。 该项目深化落实湖南省测绘地理信息军民融合创新发展战略，极大地促进了我国地理信息系统技术进步和学科发展，为时空大数据服务和应用提供了高效的解决途径，以军民融合形式直接应用于国家和军队的军事地理信息保障、国家重大活动安保、精准扶贫、国土资源普査、农业精准化调査等重大行动部署，为军事国防、资源环境、教育科技等部门数百家单位提供高性能地理信息系统支持，产生了重大的经济社会效益和国家安全效益，成果产业化近三年销售额达1.2亿元。其中，在湖南湘西州建设的地理信息公共服务云平台成果被纳入《军队情况摘报》，作为军民融合典范呈报给习主席和中央军委。 成果已授权发明专利19项、软件著作权95项，出版专著3部，发表学术论文234篇(SCI检索52篇，EI检索100篇)，培养博士生40余人、硕士生100余人。由三名院士领衔的鉴定委员会认为：研究成果整体水平居国内领先、国际先进，其中时空数据与并行范式耦合优化、千万级矢量要素的交互式空间分析、图-谱协同遥感增值产品智能化处理等技术处于国际领先水平。
成果登记/公布年份：2019年
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