【摘要】：地圖投影變換是地圖學(xué)與地理信息科學(xué)研究領(lǐng)域的基本研究課題,也是影響地圖生產(chǎn)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。地圖投影變換包括矢量地圖投影變換和柵格地圖投影變換。目前,矢量地圖的投影變換已經(jīng)相當(dāng)成熟。由于柵格數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于疊置分析和地表模擬、數(shù)據(jù)獲取現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng),因此,柵格地圖已經(jīng)成為地圖生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品之一。然而,柵格數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量大,柵格本身隱含數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和地理空間位置,對(duì)柵格數(shù)據(jù)的任何變換,都會(huì)影響投影后的柵格地圖質(zhì)量。因此,柵格地圖的投影變換精度和效率等相關(guān)問題的研究仍是地圖學(xué)與地理信息科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的基礎(chǔ)研究問題。本文針對(duì)柵格地圖數(shù)據(jù)量大、投影效率低的問題,基于pRPL(Parallel Raster Processing programming Library,并行柵格處理庫(kù))重點(diǎn)研究柵格地圖投影變換算法的并行化。論文主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)基于柵格地圖投影變換的過程,總結(jié)柵格地圖投影變換算法實(shí)現(xiàn)過程,分析不同投影間坐標(biāo)變換關(guān)系的確立、重采樣方法等數(shù)學(xué)原理,實(shí)現(xiàn)柵格地圖投影變換算法的串行程序;(2)基于柵格地圖投影變換算法的串行程序,使用性能分析工具對(duì)其進(jìn)行熱點(diǎn)分析,找出算法中耗時(shí)的函數(shù),結(jié)合算法的數(shù)學(xué)原理分析耗時(shí)函數(shù)的可并行性,基于pRPL提供的不同負(fù)載均衡、I/O模式對(duì)柵格地圖投影變換算法分別進(jìn)行并行化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);(3)在多核平臺(tái)上對(duì)初步實(shí)現(xiàn)的并行算法進(jìn)行測(cè)試,找出pRPL中適用于柵格地圖投影變換算法的最優(yōu)負(fù)載均衡和I/O模式。在最優(yōu)模式下,分析程序各部分的耗時(shí),找出制約其處理效率的原因,使用簡(jiǎn)單并行Tiff寫入器(the Simple Parallel Tiff Writer,SPTW)并行寫入輸出文件以優(yōu)化并行算法。將優(yōu)化后的算法與柵格地圖投影轉(zhuǎn)換工具Librasterblaster進(jìn)行性能對(duì)比。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于pRPL設(shè)計(jì)的并行算法能夠有效提升算法的運(yùn)行效率;在初步并行基礎(chǔ)上的優(yōu)化算法能夠進(jìn)一步提高算法效率。與Librasterblaster進(jìn)行對(duì)比,本文算法的加速比有明顯的提升。本文研究為柵格地圖投影變換提供了一種基于pRPL的并行化算法,提高了柵格地圖投影變換效率,并對(duì)于柵格算法在pRPL上的并行化實(shí)現(xiàn)提供了借鑒,具有一定的技術(shù)參考價(jià)值。
【圖文】：

確定柵格地圖投影變換后的圖像大小是一個(gè)關(guān)鍵步驟。柵格地圖投影變換就是將原圖像（具有已知某種投影性質(zhì)）轉(zhuǎn)變?yōu)榉弦蟮膱D像（具有另一種投影性質(zhì)），本質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)一種已知的投影性質(zhì)向另一種投影性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。圖2-2至圖2-5分別是指同一地區(qū)不同投影的圖像，可以看出，在保證圖像比例和分辨率基本不發(fā)生變化的情況下，圖像的大小和形狀根據(jù)不同的投影性質(zhì)以及不同的變形方法而改變。根據(jù)圖2-2至圖2-5可以看出，，圖像的4個(gè)角點(diǎn)是決定圖像大小的主要因素，但是由于圖像形狀是不規(guī)則的，所以這4個(gè)角點(diǎn)只能確定輸出圖像的大致范圍，再加上四條邊的中點(diǎn)可以求出大部分的范圍。在實(shí)際操作中，很多原圖像四邊的中點(diǎn)

等角正圓柱投影
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P282

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2605237