顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法

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顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法

江岭, 汤国安, 宋效东, 刘凯, 阳建逸

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江岭, 汤国安, 宋效东, 刘凯, 阳建逸. 顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(12): 1457-1462.

引用本文:

江岭, 汤国安, 宋效东, 刘凯, 阳建逸. 顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(12): 1457-1462.

Jiang Ling, Tang Guoan, Song Xiaodong, Liu Kai, Yang Jianyi. Parallel DEM Preprocessing Algorithm with Granularity Control on Gridded Terrain Datasets[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(12): 1457-1462.

Citation:

Jiang Ling, Tang Guoan, Song Xiaodong, Liu Kai, Yang Jianyi. Parallel DEM Preprocessing Algorithm with Granularity Control on Gridded Terrain Datasets[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(12): 1457-1462.

顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法

¹滁州学院安徽省地理信息集成应用创新中心安徽滁州 239000;²南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京 210023;³中国科学院南京土壤研究所江苏南京 210008

基金项目: 国家自然科学基金资助项目40930531 41001301 江苏省高校自然科学研究重大基金资助项目13KJA170001 安徽省自然科学基金资助项目1408085MD77

作者简介:
江岭博士主要研究领域为数字地形分析及其高性能计算

中图分类号: P208 P231.5

Parallel DEM Preprocessing Algorithm with Granularity Control on Gridded Terrain Datasets

¹Geographic Information Integration Application Innovation Center in Anhui Province Chuzhou University Chuzhou 239000 China;²Key laboratory of Virtual Geographic Environment Ministry of Education Nanjing Normal University Nanjing 210023 China;³Nanjing Soil Research Institute Chinese Academy of Science Nanjing 210023 China

摘要: 针对现有格网DEM洼地和平坦区处理并行算法进行数据处理时未考虑并行粒度等问题，在分析了洼地和平坦区处理串行算法的基础上，基于消息传递接II并行化工具，构建了顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区处理并行算法。在配置Linux操作系统的集群环境卜，利用不同大小的DEM数据，测试了算法的并行性能，结果表明:顾及粒度控制的并行M&V算法可以在任意并行粒度卜完成计算任务，具有较好的并行性能。而且，对于某一给定的DEM数据，存在一个合适的并行粒度使得M&V算法的并行性能最佳。
- DEM /
- 洼地填充 /
- 并行计算 /
- 粒度控制 /
- M&V算法
Abstract: Exiting parallel DEM preprocessing algorithms that do not consider parallel granularity.This paper presents a parallel DEM preprocessing algorithm with granularity control based on the analysis of the sequential algorithm proposed by Moran and Vezina(M&V algorithm).A Message Passing Interface(MPI) library is applied to implement the parallel algorithm. The parallel performance of the proposed algorithm is assessed by two gridded DEMs with different sizes on a multi-nodeLinux cluster. The application results show that the parallel M&V algorithm can complete the computing tasks when filling sinks and removing flat areas at any granuality，and it outputs an optimal granularity to achieve the best parallel performance for a given DEM dataset.
- DEM /
- depression filling /
- parallel computing /
- granularity control /
- M&V algorithm

[1]	钟艾妮, 常栗筠, 马云龙, 亢孟军, 毛子源. 一种景观指数的GPU并行算法设计 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(6): 941-948. doi: 10.13203/j.whugis20190095
[2]	陈传法, 闫长青, 刘凤英, 赵娜, 刘国林. 一种综合考虑采样点水平和高程误差的DEM建模算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(5): 739-744. doi: 10.13203/j.whugis20150695
[3]	顾留碗, 王春, 李鹏, 王靖, 王壮壮. 利用DEM提取山顶点精度研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 131-135. doi: 10.13203/j.whugis20130386
[4]	吴辉, 刘永波, 秦承志, 刘军志, 江净超, 朱阿兴. 流域最佳管理措施情景优化算法的并行化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 202-207. doi: 10.13203/j.whugis20140048
[5]	刘爱利, 丁浒, 田丹, 王丽, 王少峰. 基于坡度和坡向分析的DCT域DEM数字水印算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(7): 903-910. doi: 10.13203/j.whugis20140363
[6]	陈传法, 刘凤英, 闫长青, 戴洪磊, 郭金运, 刘国林. DEM建模的多面函数Huber抗差算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(6): 803-809. doi: 10.13203/j.whugis20140456
[7]	王玉着, 刘修国, 张唯. 并行化多流向策略的栅格河网提取算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
[8]	李精忠, 刘剑炜, 杨泽龙. DEM数据谷地分维值的估算 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(11): 1277-1281.
[9]	李坚, 李德仁, 邵振峰. 一种并行计算的流数据Delaunay构网算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(7): 794-798.
[10]	朱莹, 刘学军, 赵静. DEM构建中的断裂线处理 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(9): 1097-1101.
[11]	王耀革, 朱长青, 王志伟. 数字高程模型(DEM)的整体误差分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(12): 1467-1470.
[12]	王春, 刘学军, 汤国安, 陶旸. 格网DEM地形模拟的形态保真度研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(2): 146-149.
[13]	陶旸, 汤国安, 王春, 孙京禄. DEM子集划分对地形信息量计算的影响研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(12): 1463-1466.
[14]	孙海, 王乘. 利用DEM的“环形”洪水淹没算法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(8): 948-951.
[15]	汤国安, 刘学军, 房亮, 罗明良. DEM及数字地形分析中尺度问题研究综述 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(12): 1059-1066.
[16]	许才军, 王华, 王江林. 基于有向窗的自适应SIGMA中值滤波算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2005, 30(10): 873-876.
[17]	杨族桥, 郭庆胜. 基于提升方法的DEM多尺度表达研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(4): 496-498.
[18]	陈仁喜, 龙毅. 顾及三角形处理的TIN建立算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(5): 619-622.
[19]	眭海刚, 朱庆, 龚健雅. 基于DEM及GIS的最佳位置的自动确定 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1999, 24(2): 138-141.
[20]	孙善芳, 唐治锋, 杨春淮. 城市景观的视觉分析与模拟控制方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1994, 19(3): 254-258.

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顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法

¹滁州学院安徽省地理信息集成应用创新中心安徽滁州 239000;²南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京 210023;³中国科学院南京土壤研究所江苏南京 210008

基金项目: 国家自然科学基金资助项目40930531 41001301 江苏省高校自然科学研究重大基金资助项目13KJA170001 安徽省自然科学基金资助项目1408085MD77

作者简介:
江岭博士主要研究领域为数字地形分析及其高性能计算

收稿日期: 2013-07-09
刊出日期: 2014-12-05

中图分类号: P208 P231.5

关键词:

DEM /

摘要: 针对现有格网DEM洼地和平坦区处理并行算法进行数据处理时未考虑并行粒度等问题，在分析了洼地和平坦区处理串行算法的基础上，基于消息传递接II并行化工具，构建了顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区处理并行算法。在配置Linux操作系统的集群环境卜，利用不同大小的DEM数据，测试了算法的并行性能，结果表明:顾及粒度控制的并行M&V算法可以在任意并行粒度卜完成计算任务，具有较好的并行性能。而且，对于某一给定的DEM数据，存在一个合适的并行粒度使得M&V算法的并行性能最佳。

English Abstract

江岭, 汤国安, 宋效东, 刘凯, 阳建逸. 顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(12): 1457-1462.

引用本文:

江岭, 汤国安, 宋效东, 刘凯, 阳建逸. 顾及粒度控制的格网DEM洼地和平坦区预处理并行算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(12): 1457-1462.

Jiang Ling, Tang Guoan, Song Xiaodong, Liu Kai, Yang Jianyi. Parallel DEM Preprocessing Algorithm with Granularity Control on Gridded Terrain Datasets[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(12): 1457-1462.

Citation:

Jiang Ling, Tang Guoan, Song Xiaodong, Liu Kai, Yang Jianyi. Parallel DEM Preprocessing Algorithm with Granularity Control on Gridded Terrain Datasets[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(12): 1457-1462.

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