面向GPU的地形遮蔽探测并行算法

地形遮蔽算法在军事、民航和气象分析等领域有广泛应用。随着仿真规模的扩大、仿真结果实时性要求越来越高,传统计算模型俨然不能满足当下的实时性要求。为解决这一不足,实现了在统一计算设备架构(CUDA)并行计算平台上的地形遮蔽探测算法,解决了仿真计算速度慢的问题。在CPU端将雷达探测区域内离散采样点的高程数据矩阵化,进而提升高程值在并行化计算中的读取速度。针对雷达仿真计算参数对线程分配方式进行优化,采用循环对比方式对地形遮蔽角的计算进行并行加速。采用设备端线程同步和数据交替传输技术,确保计算结果一致性和最大化利用GPU端计算资源。采用多模式并行化计算模式,使用多线程并行化计算和单线程串行化计算来支撑GPU端计算资源不足时的退化计算,从而保证计算的高可用。实验结果表明,相较于i7-12700H CPU在仿真粒度为3 600条探测波束下的地形遮蔽串行计算和多线程并行计算,在3060 Laptop GPU下分别获取了48倍和17倍加速,为仿真实时性提供了有效的工程解决方案。

基于优化的电势理论规划三维飞行路径

利用优化的电势理论进行飞行器三维航迹规划。对电势理论进行了优化,使其既能回避雷达、火力威胁,又能有效地回避地形威胁,使规划出的三维航迹具有一定的实用性。根据突防任务的需要,确定地形威胁与雷达、火力威胁的权重,并将模拟地形的高程数据与雷达、火力威胁按各自的权重叠加得到综合威胁电场;通过限定位于起始点和目标点之间的搜索范围,并对搜索条件进行改进,保证飞行路径最终能收敛于目标点;最后,用坡度限制平滑算法、曲率限制平滑算法对航迹进行法向加速度和曲率限制使其符合飞行器机动性能和可飞性要求。仿真结果表明,优化的电势理论可以进一步考虑地形威胁,而且在能够考虑目标点附近的各种威胁,提高了该方法的实用性,还能缩短航线规划的时间。

应用改进的电势理论规划三维飞行路径

改进了电势理论使其能回避地形威胁,规划实用的三维航迹。将模拟地形的高程数据矩阵按一定的权重叠加到威胁电场上,使威胁场不但能反映雷达、火力威胁而且能反映地形威胁;通过限定位于起始点和目标点之间的搜索范围,减少了计算的复杂度,保证飞行路径最终能到达目标点;同时,在上述航迹规划的基础上,由坡度限制平滑算法,曲率限制平滑算法对垂直航迹进行法向加速度和曲率的约束求得适合飞行器机动性能的飞行的路线。

利用改进威胁模型的电势理论的三维飞行路径规划

用改进威胁模型规划后的电势理论划出实用的三维航迹.对有地形威胁和雷达、火力威胁的各种情况进行了分类、分析,并推出计算公式.通过限定搜索范围为包含起始点和目标点之间的矩形区域,不但减少了计算的复杂度,而且保证飞行路线收敛于目标点.用坡度限制平滑算法和用曲率限制平滑算法对上述航迹的法向加速度和曲率进行约束,得到符合飞行器机动性的飞行路线.

一种适用于逻辑回归模型评价浅层滑坡易发性的网格尺度划分方法——以2019年福建省三明市群发浅层滑坡为例

滑坡易发性评价是滑坡防治研究的重要内容之一。在逻辑回归模型中,常用网格单元作为滑坡易发性评价单元,具有划分简单,回归效率高的优点。然而,在构建模型时直接将研究区的栅格数据转换为矩阵,每个栅格表示一个评价单元,存在滑坡样本不平衡,滑坡地形参数指标不能反映真实的滑坡地形等问题,造成评价效果统计显著性低。本文以2019年福建省三明市的群发性浅层滑坡为研究对象,借助DEM数据和航拍影像整理出131个滑坡的面积、高程、岩性和道路建筑邻近性,采用改进高程矩阵,获得了更真实的滑坡坡度、剖面曲率和平面曲率等地形参数。根据各影响因子的标准滑坡频率对滑坡的贡献分级,建立了不同网格尺度的滑坡易发性逻辑回归模型。比较了假设检验中p值大小以及100 m×100 m,200 m×200 m,500 m×500 m和1000 m×1000 m等不同网格尺度的滑坡易发性评价结果,确定以500 m×500 m网格为基本单位的逻辑回归模型评价效果最佳。研究表明改进后的高程矩阵计算的滑坡地形参数能够更好地描述滑坡的地形特征。在评价滑坡易发性时,逻辑回归模型中的网格尺度大小应确保滑坡发生样本为总样本的30%~70%,以避免被低估或高估;总样本数应该在50以上,以避免模型不显著。本文提出了适用于逻辑回归模型评价滑坡易发性的网格尺度划分方法,可为滑坡的防灾减灾研究提供一定参考。