辛普森积分模型在复杂地表面积计算中的应用分析

河南理工大学学报（自然科学版）
网络首发时间：2024-08-07 15:28:02

作者

冯永玉刘伟李维平王学邢
单位

山东省国土空间数据和遥感技术研究院山东元鸿勘测规划设计有限公司山东省公共资源交易中心山东建筑大学
摘要

[目的]为了解决复杂地表环境下地表面积计算难的问题，本文开展了辛普森积分模型在复杂地表面积计算中的应用分析工作。[方法]首先对现有的地表曲面拟合法、空间三角网构建法、坡度计算法和辛普森积分法等地表面积计算理论模型进行总结归纳，并对其进行优缺点分析；其次，以地势平坦的商河县和地势较为起伏的平阴县为研究区域，将辛普森模型与传统的计算模型及ArcGIS、SuperMap、GeoScene等GIS软件，分别从精度、效率等方面开展地表面积计算结果的对比验证；最后，把辛普森计算模型作为计算服务与高性能并行计算框架相结合，以IntelliJ IDEA为开发环境，以JAVA为开发语言，利用Apache Hadoop分布计算平台，实现辛普森模型的并行计算策略。[结果]多重对比分析结果表明辛普森积分模型具有更优的计算精度和效率；此外，当地表面积计算时将DEM精度插值到1m时，能有效提高单一进程下辛普森积分模型的计算效率和精度；计算服务与高性能并行计算框架的结合辛普森计算模型比单一进程下辛普森积分模型表面面积计算效率提升了80%左右。[结论]基于辛普森积分模型的高性能并行计算，很好的解决了实际应用中计算精度低、效率低的问题，计算服务已在山东省自然资源三维立体“一张图”地形面积计算关键技术中进行了应用，取得了显著的效果。
关键词

地表面积计算辛普森积分模型DEM模型优化高性能并行计算
引用格式

冯永玉,刘伟,李维平,等.辛普森积分模型在复杂地表面积计算中的应用分析[J/OL].河南理工大学学报(自然科学版),1-13[2024-08-07].http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1384.N.20240807.0931.002.html.