基于CUDA的多波束测深数据海底地形模型并行构建算法

李展鹏, 崔晓东, 云天宇, 李晓勇, 亓超, 阳凡林

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.02.006

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (02) : 55 -64. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.02.006

基于CUDA的多波束测深数据海底地形模型并行构建算法

李展鹏, 崔晓东, 云天宇, 李晓勇, 亓超, 阳凡林

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摘要

多波束测深系统(MBES)具有探测范围广、测量效率高的特点，面向海量多波束测深数据的高效快速地形建模与表达成为亟待解决的技术难点。为此，本研究提出一种基于通用并行计算架构(CUDA)的自适应分辨率规则格网并行构建算法，首先对区域进行四叉树的构建，然后针对分割后的点云计算自适应最优分辨率，利用图形处理器(GPU)并行加速构建格网，最后通过光照阴影计算和高程渲染，构建海底地形模型。本研究以水下大规模多波束测深点云数据为研究对象，进行了GPU加速与中央处理单元(CPU)环境下构网任务的测试和对比分析。结果显示，基于CPU构网耗时22.753 s,本算法构网耗时缩短至9.023 s,加速2.52倍，实现了海底地形模型的快速构建。