مقایسه روش‌های سطری و ستونی تبدیل هماهنگ کروی از درجه/مرتبه خیلی‌بالا

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

doi
10.30499/ijg.2020.241659.1283
چکیده

تبدیل هماهنگ کروی، ابزار استانداردی را برای تحلیل/ساخت طیفی داده­های ژئودتیکی و ژئوفیزیکی نظیر میدان ثقل و میدان مغناطیسی زمین، توپوگرافی و جوّ فراهم می­آورد. به لطف مأموریت­های اخیر فضایی نظیر SRTM، تفکیک مکانی داده­های زمین مرجع نظیر توپوگرافی، پیوسته رو به کاهش است که این موضوع، افزایش درجه/مرتبه مدل هماهنگ را در­پی­دارد. محاسبه توابع وابسته لژاندر در درجات بالا (2000n>) با مشکل عددی خطای پاریز روبه‌رو می­شود. برای رفع این مشکل، روش­های مختلف سطری و ستونی محاسبه توابع وابسته لژاندر در مطالعات پیشین پیشنهاد شده است. هدف از مطالعه حاضر، بررسی کارایی این روش­ها در تبدیل تحلیل و ساخت هماهنگ کروی است. الگوریتم سطری و ستونی تحلیل و ساخت هماهنگ کروی در یک نرم­افزار به زبان برنامه­نویسی فرترن و با توان پردازش موازی اجرا شده است. برای محاسبه توابع وابسته لژاندر در حالت سطری از روش بلیکوف (Belikov) و در حالت ستونی از روش حساب برد مبسوط (ERA) استفاده شد. نتایج عددی مبتنی بر نرم­افزار توسعه­داده­شده نشان می­دهد هر دو روش سطری و ستونی در بازه درجه/مرتبه 2160 تا 21600، دقت یکسانی در تبدیل هماهنگ کروی دارند. همچنین سرعت روش سطری نسبت به ستونی در پردازش سری و موازی به‌ترتیب 8/1 و 2/1 برابر سریع­تر است.