[发明专利]一种基于并行加速的热点图生成方法

摘要

本发明涉及一种基于并行加速的热点图生成方法，采用并行技术进行热点图生成的相关计算，包括如下步骤1)根据用户输入的热点的影响半径，计算热点的影响因子距离矩阵；2)计算所有热点影响范围的叠加灰度图信息，生成热点图的灰度图；3)根据灰度图计算映射后的彩色图信息，生成热点图的彩色图；4)将彩色的热点图输出并展示给用户。本发明首次使用GPU并行技术对传统的Heatmap算法进行改进，充分利用硬件加速能力，并巧妙结合了Arcgis、Opengl和WPF绘制技术，能够有效地提升热点图生成效率，具有较好的实用性、智能性和灵活性，可以应用于GIS、虚拟现实、图像处理、行业可视化等领域。

主权项

一种基于并行加速的热点图生成方法，其特征在于，采用并行技术进行热点图生成的相关计算，包括如下步骤：1)根据用户输入的热点的影响半径，计算热点的影响因子距离矩阵，用于保存距离热点不同距离的影响因子；2)计算所有热点影响范围的叠加灰度图信息，生成热点图的灰度图；3)根据灰度图计算映射后的彩色图信息，生成热点图的彩色图；4)将彩色的热点图输出并展示给用户；所述热点图为GIS热点图，在步骤1)之前进行空间‑图像坐标转换，即将输入的热点即灾害点的空间经纬度坐标转换为输出热点图图像空间的二维图像坐标；假定输入的灾害点个数为N，所述空间‑图像坐标转换包括如下步骤：a)创建一张浮点纹理TextureP，里面保存每个空间坐标点经纬度值；b)创建一张浮点纹理TexturePImage，用来输出每个点转换后的图像坐标；c)创建一个帧缓冲对象FBO，名为FBO_CoordinateTransform，作为此次渲染的渲染缓冲，将TexturePImage绑定到FBO_CoordinateTransform的0号buffer中，作为输出纹理；d)创建一个着色器对象Program_CoordinateTransform，绑定一个顶点着色器和一个片元着色器对象，另外传入如下Uniform值：uniform vec4map_extent，待输出点的经纬度范围(minX,minY,maxX,maxY)；uniform vec2imagesize，待输出图像宽高(width,height)；uniform sampler2D textureP，坐标点的经纬度信息纹理；e)在片元着色器中，首先从textureP中获取当前灾害点的经纬度坐标P(x,y,z),其次计算其对应的图像坐标，计算公式如下，其中P.x、P.y分别表示灾害点的经度和纬度：PImage.x＝((P.x‑minX)/(maxX‑minX))*widthPImage.y＝height‑((P.y‑minY)/(maxY‑minY))*height；f)最终在绘制的时候，绑定输出FBO为FBO_CoordinateTransform，着色器为Program_CoordinateTransform；绘制一个大小为N*1的矩形，绑定输入纹理TextureP；待绘制完成后，通过readPixel命令将输出结果从显存拷贝到内存中，存放在数组PImage中。