GPU-CA模型及大尺度土地利用变化模拟

• 作者: 乔纪纲 刘凯 刘小平 劳春华 张亦汉 李丹 李少英 郑奕钟 陈逸敏 黎夏
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: GPU 元胞自动机 土地利用变化模拟 大尺度 全球变化
• 年，卷（期）: 2012,（11）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 959-969
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/sl1434-012-5085-3

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.