Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Development of procedures for NVIDIA CUDA server for geospatial analysis in CENAGIS laboratory

Kamil Adrian Choromański

Abstract

The aim of this work was to develop procedures for remote execution of spatial data processing algorithms, using a computational server equipped with high-performance GPUs. The developed solutions were designed to be used in the "Centre for Scientific Geospatial Analyses and Satellite Computations" project (CENAGIS) developed by the Faculty of Geodesy and Cartography of the Warsaw University of Technology. The essence of the suggested procedures is the use of CUDA parallel computing architecture technology developed by NVIDIA, which provides a radical increase in computational efficiency by harnessing the power of the GPU (Graphics Processing Unit). Additional computational power allows for a complete change of approach in spatial data processing - skilful use of a server with CUDA technology can be placed above the performance optimization of the algorithm itself. As a part of the following work, a prototype solution implementing exemplary CENAGIS laboratory algorithms has been developed. The task of the selected algorithms is to analyse a point cloud stored in the .las format in order to detect redundant observations resulting from the mutual coverage of scanning strips in subsequent stages of the Aerial Laser Scanning. Thanks to the use of CUDA technology, it was possible to propose an innovative solution to this problem which proved to be much more efficient than its standard version. Moreover, a client application was developed, which provides a user interface for sending files containing a point cloud and information about the flight trajectory of the airship. It is possible to request further processing on the point cloud, which will be carried out on a test server. The tests showed great potential for using the NVIDIA CUDA server in geospatial analysis and allowed to formulate recommendations concerning the procedures of the server's use.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Kamil Adrian Choromański (FGC) Kamil Adrian Choromański,, Faculty of Geodesy and Cartography (FGC)
Title in Polish
Opracowanie procedur wykorzystywania serwera NVIDIA CUDA na potrzeby analiz geoprzestrzennych w laboratorium CENAGIS
Supervisor
Dariusz Gotlib (FGC/DC) Dariusz Gotlib,, Department of Cartography (FGC/DC)Faculty of Geodesy and Cartography (FGC)
Certifying unit
Faculty of Geodesy and Cartography (FGC)
Affiliation unit
Department of Cartography (FGC/DC)
Study subject / specialization
, Geoinformatyka
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
01-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Jacek Marciniak (FGC/DC) Jacek Marciniak,, Department of Cartography (FGC/DC)Faculty of Geodesy and Cartography (FGC) Dariusz Gotlib (FGC/DC) Dariusz Gotlib,, Department of Cartography (FGC/DC)Faculty of Geodesy and Cartography (FGC) Jacek Marciniak (FGC/DC) Jacek Marciniak,, Department of Cartography (FGC/DC)Faculty of Geodesy and Cartography (FGC) Dariusz Gotlib (FGC/DC) Dariusz Gotlib,, Department of Cartography (FGC/DC)Faculty of Geodesy and Cartography (FGC)
Keywords in Polish
geoinformatyka, analizy geoprzestrzenne, chmury punktów ALS, NVIDIA CUDA, równoległa architektura obliczeniowa, GPU.
Keywords in English
geoinformatics, geospatial analysis, ALS point clouds, NVIDIA CUDA, parallel computing architecture, GPU.
Abstract in Polish
Celem pracy było opracowanie procedur zdalnego uruchamiania algorytmów przetwarzających dane przestrzenne, wykorzystujących serwer obliczeniowy wyposażony w procesory graficzne o dużej mocy. Opracowane rozwiązania projektowane były z myślą o wykorzystaniu w projekcie „Centrum Naukowych Analiz Geoprzestrzennych i Obliczeń Satelitarnych” (CENAGIS) realizowanym, przez Wydział Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej. Istotą projektowanych procedur jest wykorzystanie technologii równoległej architektury obliczeniowej CUDA opracowanej przez firmę NVIDIA, która zapewnia radykalny wzrost wydajności obliczeń, dzięki wykorzystaniu mocy układów GPU (ang. Graphics Processing Unit). Osiągany dzięki temu zapas mocy obliczeniowej pozwala z kolei na zupełną zmianę podejścia w przetwarzaniu danych przestrzennych – ponad potrzebę poszukiwania dalszych optymalizacji samego algorytmu można postawić umiejętne wykorzystanie serwera z technologią CUDA. W ramach poniższej pracy zrealizowano prototypowe rozwiązanie, na które składają się przykładowe algorytmy jakie będą uruchamiane w laboratorium CENAGIS. Zadaniem wybranych algorytmów jest przeanalizowanie chmury punktów zapisanej w formacie .las celem wykrycia punktów nakładających się (ang. overlap points), czyli nadmiarowych obserwacji wynikających z wzajemnego pokrycia pasów skanowania w kolejnych etapach nalotu fotogrametrycznego. Dzięki wykorzystaniu technologii CUDA możliwe było zaproponowanie rozwiązania tego problemu w innowacyjny sposób, pozwalający na znaczne skrócenie czasu obliczeń. Jednym z istotnych elementów procedur efektywnego wykorzystania serwera NVIDIA CUDA jest zapewnienie odpowiedniego interfejsu dostępu dla użytkowników. W ramach pracy wykonano prototypowy interfejs użytkownika obsługujący przesłanie plików zawierających chmurę punktów oraz informacje o trajektorii lotu statku powietrznego. Na tak przekazanych danych na serwer można następnie zlecić dokonanie odpowiednich analiz geoprzestrzennych. Przeprowadzone testy wykazały duży potencjał serwera NVIDIA CUDA w analizach geoprzestrzennych oraz pozwoliły na sformułowanie zaleceń dotyczących procedur jego wykorzystania.
File
  • File: 1
    276099_269179_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 28068

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT48369e3e4f67461b94fc8351b1c44f34/
URN
urn:pw-repo:WUT48369e3e4f67461b94fc8351b1c44f34

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page