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基于RASM的紧支撑径向基函数自适应并行地形插值方法
  • ISSN号:1671-8860
  • 期刊名称:《武汉大学学报:信息科学版》
  • 时间:0
  • 分类:P231[天文地球—摄影测量与遥感;天文地球—测绘科学与技术]
  • 作者机构:[1]南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,江苏南京210023, [2]南京师范大学江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心,江苏南京210023, [3]云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明650500
  • 相关基金:国家自然科学基金(41271383,41371374,41471102).
中文摘要:

快速、准确地对地形进行重建以生成数字高程模型是地理信息表达的重要研究内容,径向基函数(radial basis function,RBF)作为一种插值性能较优的空间插值方法,特别适合于重建复杂的地形模型,但随着已知地形采样点数量的增加,RBF插值模型求解速度变慢,同时插值矩阵过于庞大而导致插值模型求解困难甚至求解失败。针对这个问题,本文基于区域分解和施瓦兹并行原理进行地形插值,以紧支撑径向基函数(compact support RBF,CSRBF)构建基于所有地形采样数据的全局插值矩阵,并自适应求解子区域CSRBF插值节点紧支撑半径,基于限制性加性施瓦兹方法(restricted additive Schwarz method,RASM)采用多核并行架构对各局部子区域的插值矩阵进行求解。以某地区数字高程模型(DEM)数据进行插值实验,结果表明,本文方法能够对大规模地形数据进行准确重建,并且具有较高的求解效率。

英文摘要:

Fast and accurate 3D terrain reconstruction to acquire a high resolution Digital Elevation Model (DEM) is one of the most important research areas in geographic information representation. As a kind of spatial interpolation method that is superior to other accurate interpolation methods, the Radial Basis Function (RBF) is particularly suitable for the reconstruction of complex 3D terrain mod els. However, the efficiency when calculating this interpolation model becomes lower and lower with an increasing number of sampling points, and the interpolation equation becomes too difficult or even fails as the interpolation matrix become bigger and bigger. To address this issue, a parallel interpola- tion method based on the principle of domain decomposition and restricted additive schwarz method (referred to as RASM) is proposed. A compact support RBF (CSRBF) based global interpolation ma- trix was built by taking all of the known sampling points, and the optimal local compact support radi us is calculated for each of the local domains. The interpolation procedure operates in parallel through a message passing interface (MPI) based on the RASM. DEM data are used in an interpolation experi ment. The results show that the method proposed in this paper could accurately reconstruct the ter rain with massive terrain sampling data enabling a high efficiency solution.

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期刊信息
  • 《武汉大学学报:信息科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:武汉大学
  • 主编:刘经南
  • 地址:湖北武汉珞珈山
  • 邮编:430072
  • 邮箱:whuxxb@vip.163
  • 电话:027-68778045
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8860
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1676/TN
  • 邮发代号:38-317
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,全国优秀高校自然科学学报一等奖,湖北省优秀期刊称号
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24217