地理计算是地理信息科学中重要的高级计算模式，是新一代地理信息系统(Geographic Information System，GIS)中不可缺少的组成部分。地理计算过程包含了数据处理、空间分析、过程模拟等多种类型的操作，通常具有较为复杂的过程，需要耗费较长的计算时间。高性能计算（High Performance Computing，HPC）是解决复杂地理计算问题的有效方法。在HPC环境下，为了满足用户针对特定领域复杂问题的处理需求，需要将多个具有专门功能的地理计算任务以及地理空间数据资源按照特定的业务流程逻辑组合起来，形成地理计算作业流程。针对在高性能计算环境下如何实现对地理计算作业流程正确和高效执行的问题，论文从以下几方面展开研究：首先，论文针对高性能计算环境中地理计算作业流程并行执行问题，提出一种基于有向无环图（Directed Acyclic Graph, DAG）的地理计算作业流程模型，对各作业以及作业间的依赖关系进行了清晰的形式化描述；依据该模型提出了对地理计算作业流进行有效性验证的方法。论文提出了一个地理计算作业流程并行执行框架，该框架针对流程模型，依托高性能计算环境，为地理计算作业流程正确、高效执行提供了基础架构。其次，论文基于线程级并发技术提出了地理计算作业流程间的并行执行方法。作为地理计算作业流程执行引擎的核心，该方法在保证流程模型能够被正确解析的基础上，充分利用HPC环境提供的计算资源，实现对地理计算作业的并行执行。论文通过在真实HPC环境中的实验，验证了所提出的方法能够有效解决地理计算作业流程正确执行，以及对计算资源的优化利用问题。再次，论文针对地理计算作业的特点，研究了基于历史信息的时间预测算法，并与回填调度算法融合，提高了作业调度的性能。在此基础上，论文设计了面向地理计算作业流程的调度策略。经实验验证，应用该策略的调度算法能够降低作业流程的平均响应时间，有效提高系统资源利用率。最后，论文设计和实现了HPC环境下地理计算作业流程并行执行系统，实现了并发条件下地理计算作业流程的自动执行，并已应用于高性能地理信息系统HiGIS的地理计算引擎模块中。基于该系统的实验验证了本文所提出的方法的正确性和高效性，系统具有良好的性能以及应用前景。