基于CUDA的DEM动态可视化加速系统和方法

摘要

本发明提出一种基于CUDA(Compute Unified Device Architecture，通用并行计算架构)技术的DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)动态可视化加速方法。包括：数据预处理方法、动态可视化方法、并行协同调度方法。其中，数据预处理方法实现了：在并行环境下生成可动态加载的瓦片数据；动态可视化方法包括可视化加速、计算加速，即使用LOD(Level of Detail，细节层次模型)加速可视化、使用CUDA加速地形变化的计算；并行协同调度方法实现了：外存-内存数据交换、内存-显存数据交换、CPU计算、CUDA(GPU)计算4种操作的并行、协同调度。本发明能满足大规模动态DEM显示的需求。

主权项

一种基于CUDA的DEM动态可视化加速系统，包括：数据预处理模块、动态可视化模块和并行协同调度模块，其特征是：所述数据预处理模块，用于将显示和计算用的数据切割成瓦片，为显示时的动态加载准备数据；预处理在分布式环境下完成，相比单机环境可显著取得加速；所述动态可视化模块，包括可视化加速单元和动态计算加速单元；其中，可视化加速单元的目的是减少同屏显示的多边形顶点数量，使用LOD来完成这一目标，同时使用场景图组织LOD，使层次结构更清晰，并加速渲染流程；动态计算加速单元的目的是快速计算出两帧之间DEM的变化并将变化应用于LOD，使用CUDA代替CPU计算来完成这一目标，同时将CUDA计算与场景图组织相结合，使得显示过程正确、高效；所述并行协同调度模块，使得外存‑内存数据交换、内存‑显存数据交换、CPU计算、CUDA计算四种可同时进行的操作，在不影响显示结果的前提下并行处理，提高显示效率。