留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

并行化多流向策略的栅格河网提取算法

王玉着 刘修国 张唯

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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
引用本文: 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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
WANG Yuzhuo, LIU Xiuguo, ZHANG Wei. Raster River Networks Extraction Based on Parallel Multiple Flow Direction Algorithms[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
Citation: WANG Yuzhuo, LIU Xiuguo, ZHANG Wei. Raster River Networks Extraction Based on Parallel Multiple Flow Direction Algorithms[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645

并行化多流向策略的栅格河网提取算法

doi: 10.13203/j.whugis20140645
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41471355,41001225);国家科技支撑计划资助项目(2011BAH06B04)。
详细信息
    作者简介:

    王玉着,博士生,主要从事栅格数据空间分析及高性能计算研究。E-mail:wyz114033@163.com

    通讯作者: 张唯,博士。E-mail:zw_paper@163.com
  • 中图分类号: P208;P333.9

Raster River Networks Extraction Based on Parallel Multiple Flow Direction Algorithms

Funds: The National Natural Science Foundation of China, Nos.41471355,41001225; National Science and Technology Support Project, No. 2011BAH06B04.
  • 摘要: 流域栅格河网提取是数字地形分析的一个重要应用。为减少数字高程模型(DEM)预处理而产生的伪河道及平行河道,提出基于并行化多流向策略的栅格河网提取算法。通过水流传输矩阵模拟水量的自然流动过程,可直接应用于原始DEM。从河网空间形态和算法运行效率两方面与串行MFD算法、R&N算法及D8算法进行对比,结果表明,多流向策略得到的河网与实际地形形态更加吻合,使用并行策略后,算法的效率比也较其他算法有明显提升。
  • [1] Li Jingzhong, Ai Tinghua, Ke Shu. Effective Flow Accumulation Threshold of Extracting Valley-line from Grid-based Digital Elevation Model[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012,37(10):1 244-1 247(李精忠,艾延华,柯舒. DEM提取谷地线的有效汇水量阈值范围[J].武汉大学学报·5信息科学版,2012,37(10):1 244-1 247)
    [2] Shi Xiaoliang,Yang Zhiyong, Yan Denghua, et al. On Hydrological Response to Land-use/cover Change in Luanhe River Basin[J]. Advances in Water Science, 2014,25(1):21-26(史晓亮,杨志勇,严登华,等.滦河流域土地利用覆被变化的水文响应[J].水科学进展, 2014, 25(1):21-26)
    [3] Peng Dongliang, Deng Min, Zhao Binbin. Multi-scale Transformation of River Networks Based on Morphing Technology[J].Journal of Remote Sensing, 2012, 16(5):953-960
    [4] Zuo Junjie, Cai Yongli. An Automated Watershed Delineations Approach for Plain River Network Regions:A Case Study in Shanghai[J]. Advances in Water Science,2011,22(3):337-343(左俊杰,蔡永立.平原河网地区汇水区的划分方法[J].水科学进展, 2011, 22(3):337-343)
    [5] O'Callaghan J F, Mark D M.The Extraction of Drainage Networks from Digital Elevation Data[J].Computer Vision, Graphics, and Image Processing, 1984, 28(3):323-344
    [6] Fairfield J, Leymarie P.Drainage Networks from Grid Digital Elevation Models[J].Water Resources Research, 1991, 27(5):709-717
    [7] Lea N L. An Aspect Driven Kinematic Routing Algorithm in Overland Flow:Hydraulics and Erosion Mechanics[M]. NewYork:Chapman &Hall,1992
    [8] Moore I D, Grayson R B,Ladson A R.Digital Terrain Modeling: A Review of Hydrological Geomorphological and Blological Application[J].Hydrological Processes, 1991, 5(1):3-30
    [9] Freeman T G.Calculating Catchment Area with Divergent Flow Based on a Regular Grid[J].Computers & Geosciences, 1991, 17(3):413-422
    [10] Qin Chengzhi, Li Baolin, Zhu Axing,et al. Multiple Flow Direction Algorithm with Flow Partition Scheme Based on Downslope Gradient[J]. Advances in Water Science,2006, 17(4):450-455(秦承志,李宝林,朱阿兴,等.水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法[J].水科学进展, 2006, 17(4):450-455)
    [11] Rueda A, Noguera J M, Martinez-cruz C. A Flooding Algorithm for Extracting Drainage Networks from Unprocessed Digital Elevation Models[J].Computers & Geosciences, 2013, 59(10):116-123
    [12] Quinn P, Beven K, Chevalier P, et al. The Prediction of Hillslope Flow Paths for Distributed Hydrological Modeling Using Digital Terrain Models[J]. Hydrological Processes, 1991, 5: 59- 79
    [13] Ortega L, Rueda A.Parallel Drainage Network Computation on CUDA[J].Computers &Geosciences, 2010, 36(2):171-178
    [14] Qin C Z,Zhan L.Parallelizing Flow-accumulation Calculations on Graphics Processing Units—from Iterative DEM Preprocessing Algorithm to Recursive Multiple-flow-direction Algorithm[J].Computers & Geosciences, 2012, 43(6):7-16
    [15] Shao Hua, Jiang Nan, Hu Bin, et al. GPU-based Parallel Bulk Loading R-trees Using STR Method on Fline-Grained Model[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2014, 39(9):1 068-1 073(邵华,江南,胡斌,等. 利用GPU的R树细粒度并行STR方法批量构建[J]. 武汉大学学报·5信息科学版, 2014, 39(9):1 068-1 073)
    [16] Xiao Han, Zhou Qinglei, Zhang Zuxun. Parallel Algorithm of Harris Corner Detection Based on Multi-GPU[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(7):876-881(肖汉,周清雷,张祖勋. 基于多GPU的Harris角点检测并行算法[J]. 武汉大学学报·5信息科学版,2012, 37(7):876-881)
    [17] Zhang Jianbo, Zhou Sibo,Yuan Guobin, et al. Parallel Processing Mapping Strategy of Spatial Analysis Under the Heterogeneous Environment[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University,2013,47(1):70-75(张剑波,周斯波,袁国斌,等.异构环境下的空间分析并行映射策略[J]. 上海交通大学学报,2013,47(1):70-75)
  • [1] 岳林蔚, 沈焕锋, 袁强强, 刘修国.  基于深度置信网络的多源DEM点面融合模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(7): 1090-1097. doi: 10.13203/j.whugis20190238
    [2] 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
    [3] 钟何平, 唐劲松, 张森, 黄攀.  集群环境下的复合最小不连续相位解缠算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(9): 1363-1368. doi: 10.13203/j.whugis20170323
    [4] 张强, 赵齐乐.  OpenMP并行计算在全球电离层反演中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(2): 227-233, 240. doi: 10.13203/j.whugis20160065
    [5] 钟何平, 唐劲松, 张森, 田振.  共享内存环境下的分块最小不连续相位解缠算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(9): 1385-1390. doi: 10.13203/j.whugis20160373
    [6] 钟何平, 吴浩然, 黄攀, 徐魁, 唐劲松.  共享内存环境下的大块干涉相位图解缠算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(11): 1642-1646, 1703. doi: 10.13203/j.whugis20160166
    [7] 王成, 毛大智, 施闯, 章红平.  全球电离层模型的分布式并行解算 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(8): 1207-1213. doi: 10.13203/j.whugis20160274
    [8] 施闯, 王成, 张涛.  基于超算的全球电离层模型快速并行解算 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(12): 2093-2098. doi: 10.13203/j.whugis20180114
    [9] 刘修国, 王玉着, 刘旭东, 高伟, 张唯.  双层异步迭代洪水演进模拟算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(12): 1570-1576,1612. doi: 10.13203/j.whugis20140710
    [10] 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
    [11] 尹灵芝, 朱军, 王金宏, 李毅, 徐柱, 曹振宇.  GPU-CA模型下的溃坝洪水演进实时模拟与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(8): 1123-1129. doi: 10.13203/j.whugis20140302
    [12] 钟何平, 张森, 田振, 唐劲松.  异构环境下的快速质量引导相位解缠算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(6): 756-760. doi: 10.13203/j.whugis20130518
    [13] 许炎义, 钟何平, 唐劲松.  多接收阵合成孔径声纳后向投影成像快速算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(10): 1409-1413. doi: 10.13203/j.whugis20130816
    [14] 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 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(12): 1457-1462.
    [15] 张锦明, 游雄, 万刚.  径向基函数算法中插值参数对DEM精度的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(5): 608-612.
    [16] 周毅, 汤国安, 习羽, 田剑.  引入改进Snake模型的黄土地形沟沿线连接算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(1): 82-85.
    [17] 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.
    [18] 艾波, 艾廷华, 唐新明.  矢量河网数据的渐进式传输 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(1): 51-54.
    [19] 胡鹏, 白轶多, 胡海.  数字高程模型生成中的高程序同构 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(3): 352-357.
    [20] 蒋红斐, 詹振炎.  利用锥构建DEM生成算法的研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(2): 119-121.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  1123
  • HTML全文浏览量:  28
  • PDF下载量:  438
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-09
  • 刊出日期:  2015-12-05

并行化多流向策略的栅格河网提取算法

doi: 10.13203/j.whugis20140645
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(41471355,41001225);国家科技支撑计划资助项目(2011BAH06B04)。
    作者简介:

    王玉着,博士生,主要从事栅格数据空间分析及高性能计算研究。E-mail:wyz114033@163.com

    通讯作者: 张唯,博士。E-mail:zw_paper@163.com
  • 中图分类号: P208;P333.9

摘要: 流域栅格河网提取是数字地形分析的一个重要应用。为减少数字高程模型(DEM)预处理而产生的伪河道及平行河道,提出基于并行化多流向策略的栅格河网提取算法。通过水流传输矩阵模拟水量的自然流动过程,可直接应用于原始DEM。从河网空间形态和算法运行效率两方面与串行MFD算法、R&N算法及D8算法进行对比,结果表明,多流向策略得到的河网与实际地形形态更加吻合,使用并行策略后,算法的效率比也较其他算法有明显提升。

English Abstract

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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
引用本文: 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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
WANG Yuzhuo, LIU Xiuguo, ZHANG Wei. Raster River Networks Extraction Based on Parallel Multiple Flow Direction Algorithms[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
Citation: WANG Yuzhuo, LIU Xiuguo, ZHANG Wei. Raster River Networks Extraction Based on Parallel Multiple Flow Direction Algorithms[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(12): 1646-1652,1682. doi: 10.13203/j.whugis20140645
参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回