匯流累積量是水文信息提取重要一環(huán),是地方水利建設(shè)、防汛減災(zāi)、土壤侵蝕、地形穩(wěn)定等的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)字高程模型（DEM）是利用高程值模擬地面起伏的一組有序數(shù)組,DEM數(shù)據(jù)的應(yīng)用加速了水文信息自動化提取的進程,同時也促進了匯流累積量信息提取的發(fā)展。近年來,隨著DEM分辨率的提高和覆蓋范圍的增加,數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)量越來越大,一個數(shù)據(jù)集可達千兆字節(jié),數(shù)十億個單元格,而且還在增加。雖然計算機處理和內(nèi)存性能有了明顯提高,但傳統(tǒng)的累積量串行算法還是不能有效快速地進行匯流累積量信息提取,本文主要研究適用于面向超大規(guī)模DEM的匯流累積量并行算法,具體研究內(nèi)容如下:（1）本文提出一種改進的匯流累積量串行算法。改進算法改變了單元格計算順序,將某個“小流域”累積量全部計算完成后,再計算下一個“小流域”所有單元格,直到所有單元格計算完成。改進算法減小了計算過程中的開銷空間,減輕單元格進出隊列的壓力,提高了計算效率。改進的累積量算法與常用遞歸累積量算法和非遞歸累積量算法進行對比分析,通過大小不等的測試數(shù)據(jù),在10⁶單元格量級下,改進算法相比于非遞歸算法大約提高了17%,遞歸算法的計算時間約... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字高程模型

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文30（a）（b）（c）圖3-5非遞歸累積量計算流程圖。(a)多流向圖；(b)依賴矩陣；(c)匯流累積量計算結(jié)果多流向圖每個單元格使用黑色邊框的小正方形表示，其中小正方形的顏色代表高程信息，圖（a）DEM數(shù)據(jù)四周是高海拔，中間是平地，圓圈表示的外邊界點為整塊區(qū)域的最低點，平地水流全部從該點流出。根據(jù)上圖（a）多流向圖計算依賴矩陣（b），最終生成匯流累積量計算結(jié)果（c）。整個非遞歸累積量計算詳細(xì)流程如圖3-6所示，該圖詳細(xì)介紹算法計算過程，根據(jù)圖中的箭頭順序，逐步展示了計算過程。隊列Q上下箭頭表示元素進入和彈出的動態(tài)過程，在隊列中的元素依次等待計算。其中“*”號標(biāo)記的單元格表示已加入隊列，等待計算的單元格，綠色單元格表示已經(jīng)計算完畢的單元格。當(dāng)隊列Q中沒有元素，所有單元格完成計算，這時依賴矩陣全部為0。


本文編號：3479468