求解三对角方程组的并行追赶算法

通过分析影响算法的并行效率的主要因素,根据分而治之策略中的分块思想提出了一种求解三对角方程组的并行追赶算法。然后在机群系统中,MPI环境下实现了该并行算法,对并行算法的加速比和效率与原串行算法进行了比较,结果表明此算法有较高的计算效率。     

求解三对角方程组的并行追赶算法

通过分析影响算法的并行效率的主要因素,根据分而治之策略中的分块思想提出了一种求解三对角方程组的并行追赶算法。然后在机群系统中,MPI环境下实现了该并行算法,对并行算法的加速比和效率与原串行算法进行了比较,结果表明此算法有较高的计算效率。     

一种采用预排序策略的多核并行skyline算法

为提升大规模多维数据集的skyline计算效率,提出了一种多核并行算法MPSCS(multi-core parallelskyline computation based on sorting).首先按照任意一维对数据集进行预排序,然后划分为多个子集,使用skeleton并行程序设计模型进行并行化处理.与未采用预排序策略的多核并行算法相比,MPSCS算法处理过程简单,具有较好的渐进性、用户友好性和效率.实验结果表明,对规模较大、维数较高的数据集,效率可提高30%～40%,相对加速比可达线性.     

一种矩阵相乘的并行算法实现与性能评测

用传统的串行算法进行矩阵相乘运算会受到矩阵规模、单机的CPU主频、内存大小和存储器空间等方面的限制.而使用并行算法是解决上述限制的最有效途径.为此,在集群计算环境下,使用SPMD计算模型和基于MPI消息传递技术设计实现了矩阵相乘的并行算法.实验表明,此并行算法在一定矩阵规模下具有较好的加速比和并行效率.     

基于PVM的并行辐射度声学仿真算法

针对建筑环境的复杂性及建筑声学仿真的实时性要求,提出用并行辐射度算法求解整个声场的声能,计算单位脉冲响应,并启用多处理机将频率分段求解,进而得到全频段的脉冲响应.在此基础上,对并行算法复杂度进行分析,同时对一个室内声场进行模拟,验证了算法的有效性,并给出并行算法加速比特性曲线.理论分析与实验均表明,采用并行算法可以有效提高复杂场景声学仿真的效率.     

多核CPU环境下的并行遗传算法的研究

多核CPU已经成为当前CPU市场上的主流产品,设计适应多核CPU环境的算法与软件势在必行.遗传算法是一种具有很强通用性的全局搜索方法,也是一种计算量大、极耗计算资源的算法,其传统的串行计算形式并不能充分利用多核的计算资源,将其设计为适应多核CPU环境的并行计算形式,具有重要的现实意义.将遗传算法的基本操作设计成并行执行形式,并利用OpenMP将其线程化,从而对不同规模的TSP问题的求解结果来看,加速比与计算效率随着规模的增大而提高.     

MPI+OpenMP环境下的二元合金三维相场模型的并行方法

针对二元合金三维相场模型模拟研究中存在的计算区域小、计算效率低,难以满足二元合金大规模模拟的需求,提出基于MPI+OpenMP混合编程模式的并行方法.在相同计算规模下对MPI和OpenMP并行技术的优缺点进行分析.在计算机集群环境下对MPI+OpenMP混合编程模式和纯MPI并行方法的并行效率进行对比和分析.结果证明:基于MPI+OpenMP混合编程模式可以有效地扩大二元合金三维相场模型的计算规模;在多核集群环境下,相对于纯MPI并行方法,MPI+OpenMP混合编程可以更加有效地利用多核集群的多层次结构,取得更高的加速比和计算效率.     

邻居搜索问题在CUDA上基于KD-TRIE方法的优化与实现

介绍如何在CUDA上搭建KD-TRIE,并对其进行搜索,使其能适应解决邻居搜索问题.实验结果表明,当搜索半径较小(如整个空间直径的0.01和0.001),数据规模较大(如10~6)时,使用KD-TRIE进行搜索的效果最佳,与蛮力算法相比可以达到加速比5000～15000倍的效果;当搜索半径较大时,加速比会相应减少.采取优化措施,可以提高加速比.     

大场景点云文件多核并行批量压缩方法研究

为了减少大场景点云文件无损压缩时间,避免数据处理过程中人工操作造成的时间浪费和输入失误,本文引入LASzip点云无损压缩算法和OpenMP并行编程技术,提出了在单机多核CPU系统环境下基于LASzip的大场景点云文件多核并行批量压缩算法。实验结果显示,与串行算法相比,并行算法在压缩比不变的情况下压缩时间明显下降,取得了很好的加速比。当线程数为8时,压缩和解压缩加速比分别达到4.27和3.99,优化效果显著。     

基于CUDA的晶格Boltzmann并行算法的综合优化设计

本文在CUDA框架下设计与实现基于GPU的晶格Boltzmann方法(LBM)的并行算法.为进一步提高计算效率,本文分别研究几种典型的优化策略对计算效率的影响,并给出了一种集多优化策略为一体的综合优化解决方案.以圆管内Poiseuille流为算例的实验表明,采用新综合优化方案设计的LBM并行算法能够获得更高的计算效率.     

一种曲面拟合内插数字海图水深插值算法的设计与实现

设计和实现了一种改进的曲面拟合内插水深插值算法。以实现海岸带数字高程模型(DEM)为背景，比较几种不同的水深插值算法的优点和不足，设计一种曲面拟合内插算法并建模实现，表明该算法具有插值结果较精确和鲁棒性较好等优点，应用在MGIS上进行海岸带DEM实验并取得了较好的实验结果。     

等高线区域内插值算法研究

在DEM的建模中,已有的可视化方法都是从等高线数据开始,把它转换到另一种高程模型。本文主要针对规则格网和不规则三角形往的数据结构,提出一种用于地图编辑的等高线区域内插值算法。文章介绍了算法的原理、实现,充分利用了等高线的相关知识,计算速度快、操作简单,内插出的等高线质量较高,有广泛的实际应用范围。     

利用DEM生成匀坡线算法的研究

匀坡线是一条具有重大参考意义的线,它决定着选线的质量.基于DEM,作者采用曲边四边形内插法,借助论文构建的示坡线下行算法,将复杂的三维问题转化为二维问题,降低了算法难度.最后,结合丢弃模块、等分内插模块和绘制匀坡线模块中已有的成熟算法,对生成匀坡线的算法进行了初探.     

基于双三次B-样条插值的大地形重构

提出一种基于双三次B-样条的DEM地形数据重构算法.根据用户对不同地形区域关注程度的不同而采用不同的地形分辨率,可有效地降低计算机负荷.采用该算法可以有效地对关注度较高的区域进行地形重构,提高该区域的地形分辨率.实践结果表明,该算法满足大地形视景仿真系统的需要.     

DEM最优线性生成技术——MADEM

讨论了DEM生成方法和高精度、高保真问题.指出评价生成方法的误差必须顾及内插模型的截断误差,并把它作为主要部分;给出了新型的地图代数DEM生成方法--MADEM(map algebra DEM),它是定义在最速下降线水平投影上的线性插值方法,通过赋值点线间的加权Voronoi的递归内插过程实现.它在同样条件下,具有远高于Delaunay构网下三角形上的线性插值方法精度,并具有高保真特性.分析和实例比较表明它是目前DEM最优的线性内插方法.     

基于三维IFS分形插值的DEM重构算法

研究了基于三维迭代函数系统分形插值的数字高程模型(DEM)重构问题．对于矩形剖分,提出了具有明确几何解释的简洁迭代格式。生成连续三维分形插值函数;采用多分辨率快速递推算法代替通常费时的迭代生成过程,使得分形生成的时间大大加快．算法的特征具备明显的几何意义和重构时的低计算复杂度,有利于三维分形插值的实际应用．DEM重构的实验结果表明了算法的有效性。     

基于DEM的广东省平均气温空间插值Ⅱ——研究结果

以广东省为研究区域,利用广东省及周边的60个气象站点多年月平均气温数据,根据气温垂直递减规律引人数字高程模型对气温的空间插值结果进行修正。结果表明。基于数字高程模型的插值修正方法可以提高气温空间插值的精度．其中Spline方法的平均绝对误差由0．49降到了0．32．均方根误差由0．57降到了0．36;反距离权重法法的平均绝对误差由0．47降到了0．31．均方根误差由0．56降到了0．35;OK方法的平均绝对误差由0．48降到了0．33,均方根误差由0．58降到了0．38。在6种插值方法中,考虑了数字高程模型影响的反距离权重法误差最小．用于广东省气温的空间插值效果最好。     

DEM快速构建及地形裁剪算法的研究

提出了一种快速构建DEM的算法。它先产生一个包含插值点在内的内插三角形，然后利用此三角形来内插插值点高程；为提高算法对复杂地形的适应能力，利用离散点及地性线对地形进行描述，并保证生成的三角形不跨越地性线。其次，提出了一种基于DEM的对三维地面进行裁剪的分治方法，该方法利用DEM数据生成一个规则的三角网并将裁剪边界插入到三角网中重新构建三角网，通过删除裁剪边界内的三角形来达到对地形裁剪的目的。     

基于克里金法的数字高程模型插值研究

数字高程模型(DEM)是对实际地面模拟的一种有效方式,它的数据来源于实地测量,由于客观条件的限制,实地测量数据是一种抽样数据,样本密度影响了数字高程模型的精密度。针对这一问题,探讨了运用克里金法对数据样本进行插值处理的算法,将样本进行加密,从而提高数字高程模型的适应度,满足不同的需求。     

基于空间分析方法对TIN模型建立后平区域的修正

基于等高线和其他地形特征要素构建的TIN模型，再内插生成DEM往往存在大量不合理平三角形造成的平坦区域，针对这些不合理的平坦区域提出了利用空间分析的方法，对其进行修正，使得DEM逼近地形特征，首先提出了利用似圆度以及其他参数对不同类型的平三角形进行归类，进而将不合理的平区域提取出来，然后针对不同类型的平区域使用不同的处理方法，对山顶造成的平区域采用了增加内插点的方法，对等高线曲率比较大的地方以及鞍部形成的平区域，采用平区域的缓冲区选择方法提取影响平坦区域内插值的高程点，采用局部内插方法获取其平坦区高程值，通过叠加运算的方法来修正不合理平坦区，最后通过实验验证了此方法的有效性。