第1章 绪论
第2章 高性能计算与高性能地学计算
2.1 高性能计算演化进程
2.1.1 向量机、向量并行机时代
2.1.2 大规模并行计算时代
2.1.3 异构并行计算时代
2.1.4 云计算与大数据时代
2.2 常见的高性能计算硬件平台
2.2.1 Linux集群平台
2.2.2 GPU平台
2.2.3 集成众核MIC平台
2.3 常见并行模型与方法技术
2.3.1 MPI并行模型
2.3.2 OpenMP并行模型
2.3.3 CUDA并行模型
2.3.4 OpenCL并行模型
2.3.5 云计算编程技术
2.4 衡量高性能计算并行算法的指标
2.4.1 计时工具
2.4.2 加速比
2.4.3 执行效率
2.4.4 可扩展性
2.4.5 阿姆达尔定律
2.5 高性能地学计算
2.5.1 高性能地学计算研究现状
2.5.2 高性能地学计算未来展望
2.6 本章小结
第3章 基于集群平台的MPI并行数据处理技术
3.1 概述
3.1.1 并行计算基础
3.1.2 MPI及MPICH
3.1.3 相关研究现状
3.2 基于集群的MPI并行计算方法
3.2.1 集群平台类型的选择
3.2.2 编程开发模型和工具的选择
3.2.3 需要开发的并行程序的定位
3.3 基于Linux集群平台的MODTRAN并行算法
3.3.1 应用背景概述
3.3.2 MODTRAN数据处理并行化研究现状
3.3.3 PMODTRAN并行算法设计
3.3.4 PMODTRAN并行算法实现
3.3.5 PMODTRAN并打算法性能测试
3.4 基于Linux集群平舍的等高线生成并行算法
3.4.1 栅格DEM生成等高线算法原理
3.4.2 优化后的等高线追踪串行算法实现
3.4.3 串行算法热点分析
3.4.4 栅格DEM生成等高线并行算法设计
3.4.5 栅格DEM生成等高线并行算捷实现
3.4.6 栅格DEM生成等高钱并行算法实验与测试
3.4.7 栅格DEM生成等高线并行算法的进一步优化
3.5 基于Windows集群的MPI并行处理方法
3.5.1 Windows集群搭建与配直
3.5.2 基于Windows集群的并行算法设计与实现
3.6 本章小结
第4章 基于Intel多核/众核平台的OpenMP井行数据处理技术
4.1 概述
4.1.1 多核与MIC设备
4.1.2 OpenMP编程模型
4.1.3 基于Intel多核/众核计算平台的研究现状
4.2 基于Intel多核/众核平台的OpenMP并行数据处理方法
4.3 基于Intel多核平台的坡度坡向并行算法
4.3.1 坡度坡向算法原理及串行实现
4.3.2 利用OpenMP实现坡度、坡向并行算法
4.3.3 在多核平台上并行坡度、坡向算法性能测试
4.4 基于Intel多核/众核平台的NLM图像处理并行算法
4.4.1 NLM图像处理并行算法原理
4.4.2 NLM算法并行化研究现状
4.4.3 基于多核平台的NLM并行算法并行化设计
4.4.4 基于Intel多核/众核平台的NLM并行算法实现
4.4.5 基于Intel众核平台MIC的NLM并行算法实现
4.4.6 NLM并行算法在Intel多核/众核平台上的性能测试
4.5 本章小结
第5章 基于GPU平台的CUDA/OpenCL并行数据处理技术
5.1 概述
5.1.1 GPU与通用GPU计算
5.1.2 CUDA与OpenCL编程模型
5.1.3 通用GPU计算在地学领域的应用现状
5.2 基于GPU的空间信息并行处理方法
5.3 利用CUDA实现压缩感知重构并行算法
5.3.1 压缩感知重构算法原理及实现
5.3.2 压缩感知重构算捷并行化研究现状
5.3.3 压缩感知重构算法热点分析及其并行化设计
5.3.4 基于CUDA的压缩感知重构并行算法实现
5.3.5 基于CUDA的压缩感知重构并行算法性能测试
5.4 基于OpenCL的压缩感知重构并行算法
5.4.1 基于句OpenCL的压缩感知重构并行算法实现
5.4.2 基于OpenCL的压缩感知重构并行算法实验
5.5 本章小结
第6章 基于CPU+GPU/MIC异构平台的协同并行数据处理技术
6.1 概述
6.2 基于CPU+MIC/GPU异构平台的协同井行处理方法
6.3 基于CPU+MIC异构计算平台下的NLM协同并行算法
6.3.1 CPU+MIC协同的NLM并行算法
6.3.2 基于动态任务分配的CPU+MIC协同NLM并行算法
6.3.3 基于CPU+MIC异构计算平台的协同NLM并及算法性能测试
6.4 基于CPU+GPU/MIC异构计算平台下的泛Kriging协同并行算法
6.4.1 Kriging算法并行化研究现状
6.4.2 Kriging算法原理及其实现
6.4.3 基于OpenCL的泛Kriging并行算法设计
6.4.4 基于OpenCL的泛Kriging并行算法实现
6.4.5 基于CPU+GPU/MIC异构平台的泛Kriging并行算法性能测试
6.5 不同异构计算平台算法性能对比实验
6.6 本章小结
第7章 基于大数据Spark平台的并行数据处理技术
7.1 概述
7.2 云计算与大数据及其关键技术
7.2.1 云计算与大数据
7.2.2 Hadoop
7.2.3 Sperk
7.2.4 Docker容器虚拟化技术
7.2.5 大数据集群资源管理框架
7.3 基于云计算/大数据平台的并行数据处

本书着眼于空间信息处理领域的行业应用/算法，采用现阶段主流的多种高性能计算平台和对应的编程模型，对实际的空间信息处理算法的不同并行计算模式进行研究，形成基于集群的MPI并行计算方法、基于多核/MIC的OpenMP并行计算方法、基于GPU平台的CUDA/OpenCL并行计算方法、基于CPU+GPU协同的异构并行计算方法，以及基于Spark平台的大数据并行计算方法。这些计算方法都有各自适用的范围及优势，作者通过实例为读者提供选择性较多的空间信息并行处理参考方法，从而为大规模的空间数据处理与分析提供技术支持。
本书可作为遥感图像处理、地理信息系统及其相关专业的研究生和本科生的教材，可为相关专业的老师提供参考，也可为空间数据处理的行业人员提供实际帮助。