DEM图像增强提升航海雷达回波模拟的实时效果与真实感

本文研究的标题是《基于DEM图像增强的航海雷达回波模拟》，针对传统航海雷达回波模拟技术中存在的问题进行改进。在传统的模拟方法中，通过扫描扇形与电子海图（ENC）的交集，生成大量的多边形，这在处理大场景时导致了实时处理困难和回波图像的真实感不足。这种方法的主要瓶颈在于二维数据的局限性和处理效率。 作者提出了一种创新的方法，即利用数字 elevation model (DEM) 的图像增强来改善这一状况。该算法采用了异构计算架构，将CPU和GPU相结合。首先，在CPU阶段，通过聚合和连通性分析减少多边形数量，实现实时生成回波，从而简化处理流程。这样做的目的是降低计算复杂度，提升实时性。 在GPU部分，算法进一步增强回波图像，通过叠加港口DEM的高度信息，提高了图像的立体感和真实性。特别地，通过纬度分段处理，有效解决了因纬度渐长率引起的回波效果不均匀问题，使得模拟结果更接近实际雷达回波的形成过程。 相比于传统的基于像素单元的方法，这种方法显著提升了仿真场景的逼真度，尤其是在处理大规模数据时，GPU的并行处理能力带来了显著的加速效果。实验结果显示，相比于CPU，该算法在较大仿真场景下的并行处理速度提高了240倍，这对于航海雷达模拟器的实际应用具有重要意义。 这篇论文的研究成果不仅提高了航海雷达回波模拟的效率和真实感，而且为航海模拟器的开发提供了更为先进和实用的技术支持，符合STCW公约对航海训练和值班标准的要求，对于提升海员培训质量和航海安全具有积极的推动作用。