基于交错网格Fourier伪谱微分矩阵算子的地震波场模拟GPU加速方案

作为高精度波形反演或逆时偏移的重要组成部分,地震波数值模拟对计算速度和效率提出了更高要求.GPU通用计算技术的产生及其内在数据并行性,为高效地震波数值模拟应用和研究得以有效开展奠定了基础.本文借助交错网格的Fourier伪谱微分矩阵算子和GPU上高效矩阵乘法,实现了复杂介质中地震波模拟的高效算法.数值试验表明,优化后的GPU计算相比CPU单核计算在大规模二维地震波场计算中获得至少100x以上的加速比.这对我们快速分析目标反射层在地震剖面中同相轴位置,制定优化采集方案具有重要意义.     

基于多GPU的Harris角点检测并行算法

提出了一种基于多图形处理器(graphic processing unit,GPU)设计思想的Harris角点检测并行算法,使用众多线程将计算中耗时的影像高斯卷积平滑滤波部分改造成单指令多线程(single instruction multi-ple thread,SIMT)模式,并采用GPU中共享存储器、常数存储器和锁页内存机制在统一计算设备架构(com-pute unified device archetecture,CUDA)上完成影像角点检测的全过程。实验结果表明,基于多GPU的Har-ris角点检测并行算法比CPU上的串行算法可获得最高达60倍的加速比,其执行效率明显提高,对于大规模数据处理呈现出良好的实时处理能力。     

一种基于分割的机载LiDAR点云数据滤波

针对当前滤波算法在处理地形不连续区域或存在复杂建筑物区域时容易过分“腐蚀”地形并难以去除一些低矮植被的不足,提出了一种基于分割的机载LiDAR点云滤波算法。首先,对原始点云基于地表连续性进行分割;然后,在移除点数目较小的粗差点集之后采用对分割点集建立缓冲区的方法,区分地面和非地面点集;在较大地物经过迭代分割基本移除之后,使用约束平面的方法移除高度较小的地表附着物以实现滤波。实验结果表明,与经典滤波算法相比,该算法提高了地面点的分类精度,在滤除地物信息的同时能有效地保留地形特征。     

缓冲区生成研究进展评述

缓冲区分析是GIS的核心空间分析功能之一,缓冲区生成在GIS软件开发中亦具有重要地位。目前,对缓冲区生成的研究主要着重于平面坐标系下点、线、面及复合目标缓冲区的生成方法。本文从生成算法、应用需求、实现技术等角度探讨了缓冲区生成的基本问题与目前的研究现状,从算法特点、性能、适用性等方面评述了近年来提出的算法,总结了目前存在的一些难点,在此基础上对缓冲区生成的未来发展趋势进行了展望,并认为以下内容是缓冲区生成研究方面有待加强的方向:面向海量空间数据和网络应用的高性能缓冲区生成算法研究;基于地球椭球体表面、基于网络距离等非平面空间参考系下的缓冲区生成方法。     

基于颜色和标志边缘特征的交通标志检测

首先利用禁令标志明显的红色边界和白色区域分别并行地提取可能的交通标志颜色,然后对其两者融合,其目的是减少漏检率;融合后的影像通过Canny算子提取其边界,再根据边界的圆形度参数判断是否为圆形区域。实验结果显示,本算法能够很好地检测和定位禁令标志。     

不对称环流对台风强度变化的影响

利用卫星云图和NCEP再分析风场资料对0207号台风HALONG云系和风场变化特征进行了分析.结果表明,台风云系不对称的结构,台风西侧高空急流向台风中心的移动和辐散是台风迅速减弱的主要原因.为了了解不对称台风环流对台风强度的影响,还对比分析了0417号台风AERE、0216号台风SINLAKU在中国沿海减弱和重新加强的环流特征.在低层流入台风中心南侧的西风分量大,在高层流入台风中心西侧的北风分量小,有利于台风的加强.台风南、北两侧的东西向风场垂直切变梯度差异不利于台风加强.东西向风场垂直切变对台风强度的影响比南北向风场更重要.     

基于Kiwi数据格式的地图显示研究

在分析Kiwi显示数据存储组织方法的基础上,研究了Kiwi显示数据在内存中的动态组织,改进了地图显示的二级缓存方法,提出了地图显示的双缓冲池策略。试验结果表明,本文研究的数据动态组织方法和地图显示策略提高了地图显示速度。     

GIS支持下地震与活动断裂关系研究--以上海及邻近海域为例

以MAPGIS软件为基础平台 ,利用GIS缓冲区分析和空间叠加分析技术 ,研究上海及邻近海域地震与活动断裂的关系。研究区地震活动断裂的发育程度以继承性NE -NNE向为主 ,但其活动强度不及NW -NNW向及近EW向断裂 ;沿NW -NNW向及近EW向断裂两侧 ,中强地震发生频率明显高于NE -NNE向断裂 ;不同时代活动断裂与中强地震之间存在一定的联系 ,表现为随着断裂活动时代变新 ,断裂周围中强地震发生的频率升高。     

空间目标的聚合模型

本文定义了集合元素的聚合算子，简述其特性，以此聚合算子为基础，提出了空间目标的聚合模型。根据ＧＩＳ空间目标的属性，分析了聚合算子的表现形式。由此模型的特点可以得出：聚合模型适合于ＧＩＳ层次数据的组织，它能减少数据的冗余和维护数据的一致性。经概念及含义的比较，指出了面向对象的模型方法很适合此聚合模型的实施。     

削弱残余误差对多波束测深综合影响的方法研究

提出了一种基于地形变化长波项与短波项相结合的残余误差综合削弱方法。实验验证了该方法的有效性。