研究論文
秦承志研究小組在數(shù)字地形分析并行算法設(shè)計(jì)方面取得的進(jìn)展
文章來(lái)源： | 發(fā)布時(shí)間：2012-07-17 | 【打印】 【關(guān)閉】
數(shù)字地形分析算法常具有數(shù)據(jù)-計(jì)算密集型特點(diǎn)，一方面算法步驟常涉及迭代、遞歸等高復(fù)雜度的計(jì)算，另一方面其應(yīng)用經(jīng)常需面對(duì)大區(qū)域、高分辨率的大規(guī)模柵格數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，在這種情況下傳統(tǒng)以串行方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字地形分析算法以分鐘、小時(shí)、乃至以天計(jì)的運(yùn)行時(shí)間，顯然難以滿(mǎn)足用戶(hù)的時(shí)間響應(yīng)需求，因此迫切需要對(duì)算法運(yùn)行效率進(jìn)行改進(jìn)，解決這一數(shù)字地形分析應(yīng)用技術(shù)瓶頸。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷發(fā)展的圖形處理器（GPU）、集群等并行計(jì)算設(shè)備逐漸降低了應(yīng)用門(mén)檻，在此背景下，秦承志研究小組選擇具有典型計(jì)算特點(diǎn)的數(shù)字地形分析算法開(kāi)展了并行化研發(fā)。
在實(shí)際計(jì)算單位匯水面積這一重要的區(qū)域地形屬性時(shí)，常需用到具有迭代計(jì)算特點(diǎn)的DEM預(yù)處理算法和具有遞歸算法特點(diǎn)的多流向算法。秦承志指導(dǎo)碩士研究生占利軍以這兩個(gè)算法為代表，利用單臺(tái)PC機(jī)中的GPU設(shè)備，基于圖論提出了新的并行策略并研發(fā)了新的并行算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新建并行算法較串行算法的加速比分別達(dá)到~20倍（DEM預(yù)處理算法）、~10倍（多流向算法）。所提出的并行策略也適用于其他具有迭代、遞歸特點(diǎn)的地學(xué)分析算法的并行化設(shè)計(jì)。
最新研究成果發(fā)表在《Computers & Geosciences》上。
Qin C-Z, Zhan L-J. Parallelizing flow-accumulation calculations on Graphics Processing Units—from iterative DEM preprocessing algorithm to recursive multiple-flow-direction algorithm. Computers & Geosciences, 2012, 43: 7-16. doi: 10.1016/j.cageo.2012.02.022.
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