GPU加速的高精度数字地面模型建模方法

摘要：

以曲面轮为基础发展的高精度曲面建模方法(HASM)可以建立具有高精度的数字高程模型,但使用该方法需要求解偏微分方程离散产生的大规模线性方程组,计算量巨大,严重制约了对大规模数据的模拟应用;而现代GPU技术的发展使GPU越来越广泛地应用于通用计算加速.为了提高HASM方法的模拟速度,把高精度曲面模拟与GPU通用技术相结合,提出了GPU加速的高精度曲面建模方法.把HASM模拟过程中的有限差分离散、离散后的大规模线性系统求解分别使用GPU进行分解,使用共轭梯度(CG)和预处理共轭梯度方法(PCG)将求解任务分解为可以并行处理的独立的多任务,使得计算任务并行化,同时并行运行大规模线程,每个线程执行一个独立的任务,充分利用了现代GPU强大的通用计算能力,并行处理以获得加速.利用并行化加速的高精度曲面建模算法使用英伟达公司的统一计算开发架构(CUDA)编程实现,GPU采用该公司的Quadro 2000.分别应用该算法进行了数值实验和实际项目区数字高程模型(DEM)模拟实验.实验结果表明,充分利用GPU的并行处理能力加速后的HASM方法,在保证达到相同曲面模拟的精度条件下,和传统的CPU方法相比,算法可以获得超过一个数量级的加速.

关键词：图形处理单元、高精度曲面建模、曲面模拟、统一计算开发架构

所属期刊栏目：48

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家杰出青年科学基金项目40825003;国家高技术研究发展计划项目2011AA120306;国家自然科学基金项目41023010

在线出版日期：2012-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：22-27