[发明专利]基于GPU的二维地表粗糙度参数计算方法

摘要

本发明公开一种基于GPU的二维地表粗糙度参数计算方法，与常规方法的不同之处在于：结合CPU处理数据的读取，逻辑处理和输出工作，使用图形处理器（Graphic Processor Unit，GPU）处理地表三维数据，并计算二维的地表粗糙度参数。在此计算过程中，数据量非常大，但是数据相关性低，具有相同的执行程序。由于上述特点，基于GPU，让更多的计算单元同时并行的执行计算，大大地缩短了计算时间。本方法计算速度快、精度高、易操作，更适合野外的实时测量，可以及时、方便的看到计算结果，节省了大量的等待时间。

主权项

一种基于GPU的二维地表粗糙度参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤0、设r′=(j‑1)Δr，这样每取一个Δr，给定一个j，就可以计算出r’的值；取Δr=1，则r′=(j‑1)； 步骤1、给定一个值j，j为≥1的整数，找出在水平面内距离满足(j‑0.5,j+0.5)的所有点对（x_pm，y_pm，z_pm）、（x_qm，y_qm，z_qm），m为满足条件的点数： 根据公式i,k=1,2,…N，N为总数据点数，计算任意两点(x_i，y_i)和(x_k，y_k)间的距离；在实现过程中，该步骤可以通过第0到第T个线程来计算；判断距离值是否在上述范围内，可以在此时被并行的执行；步骤2、计算点对（x_pm，y_pm，z_pm）、（x_qm，y_qm，z_qm）中z_pm、z_qm的平均值创建z_pm、z_qm的本地副本D₁和本地副本D₂；并使相应线程的局部变量存储本地z_pm、z_qm的和Sum（z_p1）、Sum（z_q1）；当所有线程都计算完成后，将这个和值存储到共享内存中，以使这个和值在共享内存中被访问并继续与其他线程的和值Sum（z_p2）、Sum（z_q2），Sum（z_p3）、Sum（z_q3）等求和，从而得到Sum（z_p）和Sum（z_q）的值；最后，根据平均值计算公式得到z_pm、z_qm的平均值步骤3、根据公式计算距离为j时的相关系数ρ(j)；步骤4、改变j的值，重复步骤1‑3，直至遍历所有要求的j。