障碍空间下复杂几何对象成本距离并行算法研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingli1314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
距离是空间度量的基础,是地理空间上定义的各种度量计算的出发点,同时也是各种地理分析的基础。通过距离分析,尤其是成本距离分析,可以获得很多相关信息,为人们合理规划和利用资源提供指导,在生态保护、景观格局规划等领域中的应用也十分广泛。另外,障碍空间下的成本距离分析适用范围更广,具有更为广泛的科学意义和十分重要的实用价值。由于栅格数据成本距离分析往往涉及大数据量和高计算量,一直以来,中外学者对此领域进行了广泛而深入的研究,提出了许多可行算法且日趋成熟。但是这些算法都是基于串行算法的优化和改进,因此,可以基于并行技术和多核处理器技术,设计多线程并行程序对传统串行算法进行优化,来提高成本距离分析效率。成本距离分析计算的是栅格中每一单元至其最近源点的最小累积成本。最常采用的是蔓延算法,其基本思想是利用Queen模型在成本栅格中构建“节点/连接”模型,构建一幅虚拟图,再利用Dijkstra算法思想进行各单元的最小累积成本计算。当遇到障碍物时,可以通过将障碍物单元赋予最高通行成本的方法而使距离传播路径绕过该障碍物。但是在实际应用中发现,当障碍物存在“缝隙”时,距离可能会穿过“缝隙”而获得捷径,从而对分析结果产生影响。传统的处理方法是采用缓冲原始数据或对缝隙进行填补,虽能解决该问题,但可能也会影响计算精度。因此,本文提出了一种“缝隙识别”算法,能使距离传播避开“缝隙”,而不影响分析结果。对于复杂几何源对象问题,本文提出对源对象外围单元进行提取而减少计算数据量,进而提高计算效率。本文按照数据分解的思想对传统串行成本距离算法进行了并行优化,并在其中融合了“缝隙识别”和复杂几何源对象处理算法。采用Windows线程API技术,结合C++语言对该算法进行了实现,并以深圳市南山区的城市公共景观空间可达性分析为例,对算法可行性和实用性进行了分析,结合三组实验,对算法的性能进行了验证。实验结果表明:(1)该算法能快速地进行成本距离分析,并在障碍空间下能有效避开障碍物及其“缝隙”,较传统算法具有更高的实用价值;(2)该并行算法在处理大栅格和多源情况下的成本距离分析时性能显著,尤其在多核平台和多线程技术支持下,算法效率显著提升。
其他文献
在山东小鸭集团;从总经理到普通职工,大家对党委书记李淑敏有一个共同的称呼:‘书记大姐’。‘书记大姐,多么朴实亲切的称谓,其中包含了小鸭集团全体员上对她的爱戴和信任。就是这
说起政工干部的奉献精神,我想起身边的一位榜样。她叫韩玉亭,是徐州市彭城五交化公司的党支部书记。1969年她不幸患了癌症,癌细胞先后扩散到子宫、左乳房、肋骨和肺部,一直威胁着
当前,我国正处于城市化进程不断加快的时期,城市大规模扩张,这不可避免的改变城市生态景观格局,扰动区域生态安全,诸多生态问题也伴随而生。协调好城市发展与生态安全之间的平衡,具
采用流延成型工艺,制备了片式氧传感器,研究了尖晶石电极保护涂层的制备,包括分散剂、触变剂的作用。测试了经过暴露在SO2气体中30 d后片式传感器的动态响应。结果表明经过30
当前以“全球气候变化”为代表的全球性问题已经越来越成为关乎人类未来稳定生存与可持续发展的核心问题。特别自工业革命以来,气候状态波动日益剧烈,全球气候条件日益恶化。
偏振遥感利用观测到的地气系统反射、辐射的矢量辐射传输信息获取地表相关参数。自法国POLDER偏振卫星传感器成功在轨运行以来,偏振遥感得到了广泛的应用和推广,尤其在气溶胶监
长江三峡水利工程,在连续施工17年后,于2009年迎来竣工验收。当初论证三峡工程时的三大功能——防洪、发电、通航、均已初步实现。然而,三峡工程兴建和移民工程实施在不同程度上
衣、食、住、行 ,是老百姓的四大基本需求 ,“行”虽然排在最后一位 ,但对现代都市里的人们来说 ,却显得非常重要 ,甚至有时成为人们关注的焦点。成千上万的人 ,潮水般地出行
本文对贵州省石漠化地区农村贫困化机理与新农村建设进行了研究。石漠化是中国西南地区人类活动叠加在脆弱喀斯特生态环境之上,导致生态系统景观退化的结果,以“无土、无水、缺
李显成,河南省郑州市管城中医院院长,从事医疗卫生事业35年,硕果累累。作为著名的外科主任医师,他享受国家特殊津贴,多次被评为卫生系统先进工作者,1998年曾荣获全国“五一劳动奖章”。