遥感影像正射纠正的GPU-CPU协同处理研究

提出了一种基于CUDA的遥感影像正射纠正GPU-CPU协同处理方法,以实现重采样操作的GPU细粒度并行化。根据GPU的并行结构和硬件特点,采用执行配置优化技术提高warp占有率,利用共享存储器优化减少对效率低下的全局存储器中坐标变换系数的重复访问,通过纹理存储器代替全局存储器优化对原始影像数据的访问。实验结果表明,并行算法能够充分发挥GPU的并行处理能力,利用GeForce 9500 GT显卡,对大小为6 000像素×6 000像素的全色影像进行多项式纠正对比实验,最邻近灰度内插重采样和双线性灰度内插重采样的最终加速比分别能够达到8倍和10倍以上。     

乌鲁木齐天文站建立脉冲星相干消色散观测系统

脉冲星发射的辐射信号经过星际介质到达观测天线的过程中,存在色散效应。该效应导致有一定带宽脉冲信号的不同频率成份到达天线时间有延迟,影响对脉冲星的观测。消色散技术是脉冲星观测的关键技术,它对脉冲星观测系统的灵敏度和观测精度至关重要。脉冲星相干消色散过程是:通过对观测信号进行Nyquist采样,对采样数据做傅立叶变换,变换后的频域信号与星际介质Chirp函数乘积,然后再做逆傅立叶变换回时域,得到消色散后的时域信号。乌鲁木齐天文站依托现有的南山25m射电望远镜和VLBI记录终端MK5A系统,自行开发的相干消色散处理软件(Linux操作系统下C语言调用MPI库)和4节点机群系统,建立了脉冲星相干消色散观测系统。     

并行布尔模拟算法

布尔模拟是一种基于目标的模拟方法,主要用于模拟河道、泥岩夹层等具有相对简单几何形状对象的分布。地质统计学软件库（GSLIB）中的Ellipsim程序是布尔模拟的经典程序,采用Fortran编写。笔者主要介绍了如何利用VisualC＃4．0和．NETFramework4．0的并行扩展把Ellipsim从串行化模式改写为并行化模式。通过自动测试模块和耗时统计模块统计了并行化的加速比,结果表明并行后的程序在很大程度上提高了计算速度。布尔模拟的并行化方法对于其他随机模拟程序的改写具有很好的借鉴意义。     

PC集群环境下地图切片的并行计算方法

WebGIS的地图服务普遍采用地图数据切片的发布策略,切片数量随着地图渲染精细程度的加大以几何级数增长,以单机或单服务器的计算方式已经无法满足地图切片生成与更新的效率需求,而构建高性能计算机集群或采用高端分布式环境增加了计算的成本和复杂度。本文以相同条件进行PC集群环境下地图切片的并行计算实验与分析,随着计算节点的加入,并行计算执行时间相对于串行计算缩短了2-6倍。实验结果表明,PC集群环境下进行地图切片的并行计算,是一种成本相对较低、具有伸缩性和提升效率的解决方法。     

超级计算机在城市规划管理中的应用

超级计算机是助推科技及各学科发展的利器,但其巨大的存储和计算潜力未充分发掘。文中在分析超级计算机特点、城市规划管理面临的数据量膨胀、应用模型复杂化等问题的基础上,提出基于超级计算机的智能城市规划管理平台设计方案,并对平台的功能和性能指标进行阐述,最后将系统平台应用于广州全市DEM的并行坡度分析,对提出方法的可行性进行实验验证。     

MPI+OpenMP环境下的特征函数空间滤值并行化方法研究

针对现有的特征函数空间滤值方法存在算法复杂、计算效率低下、难以满足海量空间数据应用需求等问题,提出一种特征函数空间滤值并行化方法。基于主从模型(master/slave模型)和MPI+OpenMP混合编程模式,充分挖掘多核集群下计算机的性能,并在多核集群平台上与纯MPI算法进行了对比实验。结果表明,基于MPI+OpenMP的方法能够获得更高的并行加速比和计算效率。     

基于OpenMP的并行化水文分析算法研究与实现

水文模拟计算具有数据量较大、过程连续性较强的特点。随着数据采集技术的不断发展,大范围、高分辨率的地形数据使得传统串行算法难以满足性能要求,而并行化水文分析算法研究受到越来越多的关注。本文在对GIS空间分析算法并行化进行分析的基础上,对主要并行计算框架进行了对比,并选用OpenMP框架对水文分析若干过程进行了并行化算法的研究和实践。实验结果表明,基于OpenMP框架的并行化水文分析算法是在多核平台下进行性能优化的有效手段。     

列车引起的地基土应力状态变化的三维有限元分析

将列车移动荷载简化为多个移动轮轴荷载,基于列车-轨道-路基解析模型推求的列车运行时不同时刻、不同位置时作用于路基的振动荷载时程,采用多点输入方式实现列车荷载的移动施加方式,建立路(地)基-场地体系三维有限元动力分析模型,基于Abaqus软件的并行计算集群平台,对轨道交通振动荷载下路(地)基-场地体系的动力反应进行数值模拟,研究了列车荷载作用线正下方地基中的动应力特征及土单元应力状态变化,分析了列车轮轴荷载移动过程中不同深度处土单元的应力路径和主应力轴的旋转。     

弹性波方程正演的粗粒度并行算法

波动方程正演在地震资料采集、处理、解释与反演中均能发挥重要作用,但现有的基于求解地震波动方程的正演算法由于受庞大计算量的制约而难于大规模应用于工业生产.本文从二维弹性波动方程出发,研究了利用有限差分法并行求解该方程的基本思路与方法,给出了适于并行求解的计算空间划分方法与通信方案,分析了不同参数条件下并行程序的运行时间、加速比与效率.引入消息传递接口（MPI）实现了弹性波方程的并行求解,极大地提高了数值求解弹性波方程的计算效率.     

二阶声波方程频域PML边界条件及频域变网格步长并行计算

研究了二阶声波方程频域PML边界条件和频域变网格并行计算技术。PML边界是一种较为理想的吸收边界方法,多用在求解时域应力速度方程中,但对于频域声波正演,二阶位移方程更常用。从一阶声波方程PML吸收边界条件导出频域二阶位移方程PML边界条件,模拟算例得到的频率切片、时间切片和地震记录对比都说明该边界条件吸收效果很好。频域单炮正演不同频率间是独立的,据此低频部分采用大网格计算,高频采用小网格,实现变网格步长计算技术,这是较时间域正演的一个优势,在保证模拟质量的同时,减少计算量和内存消耗。