面向DEM點云數據的并行插值數據劃分優(yōu)化方法研究.pdf

1、插值是數字高程模型的核心分析方法，也是構建數字高程模型的常用手段。面對海量的離散點云數據，插值生成DEM的過程需要消耗大量的時間，將并行計算運用到插值計算中會顯著縮短計算時間。
　　論文介紹了目前并行計算的發(fā)展現狀以及國內外學者在并行計算中數據劃分領域的研究成果，同時對數字高程模型的表示模型和插值方法以及空間插值數據源的獲取方式的相關知識進行了簡單的闡述。通過歸納和分析并行插值中數據劃分的研究成果以及幾種常用劃分方法的優(yōu)缺點，為本

2、文提出了理論指導。
　　在均勻分布的基礎上，借鑒四叉樹存儲原理，分別針對點均衡和面積均衡兩種初始劃分依據來進行處理過程的時間分析。處理過程主要分為數據的通信、最鄰近點的搜索和插值結果的計算，其中最鄰近點的搜索這一過程最為耗時。論文討論了在均勻分布的假設下搜索時間與點密度的關系，并給出全過程的時間估算公式;通過時間估算公式得出最優(yōu)劃分層次和時間系數，依據時間系數進行再次劃分，從而實現基于時間均衡的靜態(tài)劃分。在理論分析的基礎上，本文以

3、均勻分布的數據為對象，以反距離權插值方法為例，通過對比串行計算和并行計算的執(zhí)行時間，以及與傳統的數據劃分方法下并行插值的執(zhí)行時間比較，分別驗證了該方法的有效性和高效。
　　結合正態(tài)分布的數據特征，本文設計了扇形劃分方法。扇形劃分針對二維正態(tài)分布的點云可以實現較好的劃分效果，但是在實際運用中，扇形的劃分會給編程帶來很大的挑戰(zhàn)。提出的條帶劃分方法在條帶初始劃分的基礎上引入密度乘數的概念。通過對密度函數的積分可以求出點分布在某一區(qū)域內的