球面质心泰森多边形网格海浪预报的向量化检验方法

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读书小笔记

作者：谢明炎1 魏立新1 2 高元勇1 2 高志一1 2

单位：1. 国家海洋环境预报中心, 北京 100081;2. 国家海洋环境预报中心 自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室, 北京 100081

分类号：P731.33

出版年·卷·期（页码）：2024·41·第二期（34-43）

摘要：提出一种适于并行计算设备的向量化检验方法。采用特征半径近似判别法选取搜索域内观测点平均值作为实测值,基于广播、索引等向量化方法及海浪平稳性条件实现模式和观测资料时间和空间的匹配,并将待检区域等分为若干块分别计算以免内存溢出。本算法可在中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)上运行,也适用于其它类型的模式网格。为评估算法实际效果,以有限体积海浪模式产生的球面质心泰森多边形网格预报产品和卫星沿轨道遥感产品分别作为待检和参考数据,结果表明CPU和GPU的计算结果一致;GPU的计算效率较CPU提高30倍;区块大小对效率提升有一定影响,需根据实际算例调试优化。

关键词：精度检验 GPU加速 向量化 高性能检验

Abstract：This paper introduces a vectorized inspection method suitable for parallel computing devices. The method employs the feature radius approximate discrimination method to select the average value of observed points within the search domain as the measured value. It relies on vectorization techniques such as broadcasting,indexing, and the smoothness conditions of waves to achieve matching of patterns and observational data in both time and space. Additionally, the algorithm divides the inspection area into several blocks for separate calculations to prevent memory overflow. The algorithm can run on Central Processing Unit(CPU) and Graphics Processing Unit(GPU), and it is applicable to other types of pattern grids. To evaluate the practical effectiveness of the algorithm, Spherical Centroidal Voronoi Tesselations grid forecast products generated by the Finite Volume Wave Model and satellite along-track remote sensing products are used as the test and reference data,respectively. The results show consistency between CPU and GPU computations, with a 30-fold increase in efficiency on the GPU compared to the CPU. The block size has a certain impact on efficiency improvement,requiring tuning and optimization based on actual cases.

Key words：accuracy verification; GPU acceleration; vectorization; high-performance verification

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未来两天海洋环境预报

预计明天，

渤海有0.8到1.8米的轻浪到中浪；

黄海有0.5到1.2米的轻浪；

东海、钓鱼岛附近海域有0.9到1.3米的轻浪到中浪；

台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡有0.7到1.4米的轻浪到中浪；

南海有0.6到1.2米的轻浪；

北部湾有0.4到0.8米的小浪到轻浪。

预计后天，

我国近海海域无大浪区。

5月23~27日西北太平洋海浪数值预报

美丽海岛海域海况

预计明天，

菩提岛、钓鱼岛附近海域有1.5米的中浪，较适宜乘船出行和海岛游玩；

我国其他美丽海岛附近海域都是轻浪，海况不错，非常适宜乘船出行和海岛游玩。

美丽海岛是指以下的35个海岛：

觉华岛、长山群岛、菩提岛、长岛、刘公岛、灵山岛、秦山岛、连岛、崇明岛、嵊泗列岛、岱山岛、东极岛、普陀山、大陈岛、玉环岛、洞头岛、南麂岛、嵛山岛、三都岛、平潭岛、湄洲岛、东山岛、钓鱼岛、南澳岛、万山群岛、川山群岛、海陵岛、南三岛、东海岛、涠洲岛、分界洲岛、蜈支洲岛、永兴岛、黄岩岛、永暑礁。

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