江苏省高校自然科学研究项目(13KJA170001)
- 作品数：11 被引量：56H指数：5
- 相关作者：汤国安宋效东刘凯张刚江岭更多>>
- 相关机构：南京师范大学滁州学院中国科学院更多>>
- 发文基金：江苏省高校自然科学研究项目国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 基于DEM纹理特征的月貌自动识别方法探究被引量：10
- 2015年
- 月海和月陆是两种最主要的月貌单元,对于月海及月陆快速准确地识别是进行各项月球研究的重要基础。目前,月海和月陆的识别大多采用DEM结合其派生地形因子建立指标体系的方法。这种方法虽然可在宏观尺度对月海和月陆进行识别和提取,但仍存在2个问题:(1)可扩展性差,不同地区难以共用同一套地形因子构建指标体系;(2)指标体系中各因子权重设置具有较大的主观性。针对以上问题,本文以"嫦娥一号"探测器获取的全月球DEM数据,从月表地形纹理特征的角度出发,提出一种以月表DEM数据识别月海、月陆的自动快速的方法。首先,利用灰度共生矩阵模型,以DEM数据为基础,实现对典型月海、月陆地形纹理特征的量化,然后,对量化指标的筛选,构建能有效区分两类月表形貌单元的特征向量。在此基础上,选用离差平方和作为识别器,最终实现对月海和月陆的自动识别。本文识别方法的整体识别率达到85.7%;综上可知,该方法既能克服原有方法中因子权重设置的主观性,又具有较好的通用性。
- 王琛智汤国安袁赛孙建伟刘凯
- 关键词：DEM纹理灰度共生矩阵
- 基岩露头采样密度对黄土古地形重建的影响被引量：2
- 2016年
- 下伏古地形对黄土地貌的形成、演化与发育具有重要的控制作用。基于下伏地层露头的采样数据,通过空间插值方法进行古地形数字模型(DEM)重建是研究黄土地貌的重要方法。其中,采样点密度是下伏地形DEM重建精度的主要影响因子。本文以1:20万绥德幅地质图所涉及区域为实验样区,研究采样点密度及样条函数方法对下伏古地形重建精度的影响。实验结果表明,在高密度样本条件下,采用规则样条插值方法进行古地形重建时,插值结果呈现显著的"龙格现象",即多项式插值结果出现剧烈波动现象,且随着样本密度增加,样条插值结果的误差呈逐步趋缓的降低趋势,并逐步趋于稳定。同时,基于古地形DEM提取的特征点,其局部最高点和局部最低点的数目呈直线上升趋势,说明在一定程度上基于有限数据采用样条函数进行地下三维建模并不一定能获得平滑曲面。研究结果对如何选择合理的空间采样密度进行古地形DEM重建具有重要的指导意义。
- 段家朕熊礼阳汤国安
- 关键词：DEM黄土地貌
- 域间流域及自动提取方法研究被引量：5
- 2013年
- 目前,基于DEM及常规GIS软件进行的流域自动分割方法,往往忽视了一般流域与域间流域的差异性,并且未在属性上区分二者。本文强调流域划分必须充分,明确域间流域的概念与基本特征(包括域间流域的数量与面积、空间分布及空间形态特征)。鉴此,本文提出了基于DEM的域间流域自动提取方法,并以陕北黄土高原丘陵沟壑地区为实证。结果显示:通过对汇流阈值、地形特征、数据边界效应等因素的影响分析,可实现对域间流域的快速准确提取。另外,本文还对此分析了域间流域与一般流域在水文、空间形态及空间分布方面的特征差异。
- 孙建伟汤国安
- 关键词：DEM
- 基于DEM的月球雨海地区粗糙度研究被引量：5
- 2014年
- 月球表面粗糙度是揭示月表地貌形态空间分异特征的重要指标,并在一定程度上映射月表地貌的形成与演化机理。运用基于中国"嫦娥一号"卫星获取的DEM数据,提取月球雨海地区的月表粗糙度,并在月球正面地质图数据辅助下,分析月表粗糙度分布特征及其与地质单元岩性以及地质年龄的关系。结果显示:月球雨海地区的粗糙度与地质单元岩性存在较强相关关系,且随着地质年龄的增长,玄武岩单元的粗糙度呈现增大的趋势。此外,在小于7 km的尺度范围内,雨海地区受持续撞击作用的影响,Hurst指数分布在0.7~0.9之间,地形较为粗糙;在更大尺度上,由于受到火山熔岩流充填机制的控制,Hurst指数不断减小,地形不断趋于平缓。
- 严艳梓汤国安熊礼阳方炫
- 关键词：粗糙度地质年龄火山作用
- 数字地形分析并行计算技术研究被引量：4
- 2015年
- 地随着对地观测技术的快速发展,数字高程模型(DEM)数据量呈现数量级增长,且DEM应用领域中流域模拟、减灾应急、区域生态等大型地学问题的不断涌现,传统的数字地形分析(DTA)串行计算模式已不能充分利用和发挥当前新型硬件构架(单机多核、多机多核、集群等)计算机资源的能力,更是难以满足实际应用的区域规模与计算时效需求。本文在数字地形分析并行计算研究现状的基础上,从数字地形分析粒度模型、数字地形分析数据与任务调度方法、数字地形分析并行可视化及数字地形分析算法并行策略等方面研究了数字地形分析并行计算关键理论与技术,进而研发了面向新型硬件构架的新一代GIS的数字地形分析并行算法库和中间件,并已集成到国产高性能GIS平台——Hi GIS中,对推动我国GIS的跨越式发展具有重要作用。
- 汤国安江岭刘凯
- 关键词：数字地形分析数字高程模型并行计算高性能
- 格网DEM水系提取并行算法研究被引量：8
- 2013年
- 作为数字地形分析的重要内容,基于格网DEM的水系提取包括DEM预处理、汇流累积及河网分级3个子过程。面对海量DEM数据,单机计算十分耗时,很难满足用户的时间相应需求。该文分析了提取过程的串行实现,基于MPI并行化工具,提出了基于双栈的并行策略,实现了DEM预处理、汇流累积及河网分级串行算法的并行化,完成了水系提取的并行计算。在配置Linux操作系统的集群环境下,利用不同大小的DEM数据,测试了算法的并行性能,结果表明并行算法运行时间明显低于串行算法,具有较好的并行效率。
- 江岭刘学军阳建逸刘凯宋效东
- 关键词：数字高程模型(DEM)水系提取并行计算
- 基于DEM的分布式并行通视分析算法研究被引量：10
- 2013年
- 从负载均衡的角度详细分析了数据并行的特征,提出一种通用且有效数据可达的DEM数据划分策略。基于该方法设计了分布式并行通视分析算法,以全国90mSRTM作为数据源,对算法的执行效率进行实验,结果表明:基于海量地形数据进行分布式并行通视分析的计算效率与进程数具有一定的关系。另外,算法的并行性能在一定程度上受到地形数据的影响。该文提出的方法有效地提高了海量数据的通视分析算法的计算效率,动态数据划分方案有望为并行环境下地形分析提供新的思路。
- 张刚汤国安宋效东杨坤
- 关键词：分布式并行加速比
- 数字地形分析中邻域统计型算法并行化方法及效率分析被引量：7
- 2013年
- 随着地理数据的来源不断扩展,分辨率不断提高,利用并行计算技术实现对海量地理数据处理已成为数字地形分析的研究热点。邻域统计型算法是一类常用算法,通过对一定分析窗口中的栅格值进行统计分析,以反映局部乃至区域地形特征。该文通过对邻域统计型串行算法解析,以地形起伏度算法为例,对该类算法的并行化方法进行了分析探讨,重点研究了数据划分策略和光圈效应处理策略。利用黄土高原DEM数据对算法的并行效率进行测试,结果显示,窗口大小和数据集规模对邻域统计型算法的并行效率有较大影响,当采用大数据集和大分析窗口时,算法呈现数据—计算密集型特点,其并行效率明显高于小数据集和小分析窗口的并行效率。
- 刘凯汤国安江岭宋效东阳建逸张刚
- 关键词：数字地形分析DEM并行计算
- 格网DEM侵蚀学坡长并行计算方法被引量：2
- 2015年
- 针对现有侵蚀学坡长串行算法在处理大区域海量数据时计算能力的不足,基于消息传递接口(MPI)并行化工具,提出了一种格网DEM的侵蚀学坡长并行计算方法,采用缓冲区更新计算策略,解决了并行计算过程中的数据依赖性问题。选取陕北黄土高原的两组不同分辨率的DEM数据对并行算法进行了测试,结果表明,提出的并行计算方法可以有效降低侵蚀学坡长的计算时间,并取得了较好的并行效率。
- 刘凯汤国安江岭宋效东阳建逸
- 关键词：并行计算DEM数字地形分析
- 黄土高原可照时间空间分布特征研究被引量：4
- 2015年
- 可照时间作为太阳活动的表现形式,是影响太阳辐射计算的重要参数之一。基于数据并行技术,综合考虑地形因子对可照时间的影响,提出了起伏地形下基于DEM的并行可照时间模型。利用黄土高原地区90m×90mSRTM作为基础数据,计算了整个黄土高原地区月、季、年可照时间的空间分布,定量分析了地形遮蔽度、坡度、坡向等地形要素对季节可照时间的影响。结果表明,黄土高原地区可照时间呈现出北高南低的分布特征,同一纬度不同地貌类型区的可照时间差异明显,表现出非地带性分布特征;黄土高原地区季节平均可照时间从大到小依次为夏季、春季、秋季、冬季,呈季节不对称性分布。可照时间受地形要素的影响显著,当地形遮蔽度大于0.6或坡度大于15°时,季节可照时间随遮蔽度或坡度的增大而减小;季节可照时间受坡向的影响基本相同,整体表现为阳坡、半阳坡大于阴坡、半阴坡,平坦开阔区优于地形起伏较大的山区。
- 张刚汤国安宋效东常瑞雪
- 关键词：黄土高原数据并行地形要素DEM
